ارزیابی متغیر‌های موثر بر عملکرد سوپاپ فرمان هیدرولیکی شامل روزنه‌ی با سطوح ثابت و متحرک موازی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، ایران

چکیده

با توجه به کاربرد گسترده سوپاپ‌های فرمان هیدرولیکی شامل روزنه‌ی با سطوح ثابت و متحرک موازی در ساختار سوپاپ‌های کنترل فشار دو مرحله‌ای، ارزیابی و تحلیل عملکرد آنها به منظور بهینه‌سازی و کنترل ضرورت دارد. در این مقاله، تأثیر برخی مشخصات هندسی سوپاپ فرمان هیدرولیکی مانند شیب، طول و انحنای نشیمنگاه سوپاپ بر توزیع فشار و سرعت جریان روغن عبوری از محفظه‌ی سوپاپ، ضریب جریان، ضریب نیرو و نیروی وارد بر جزء متحرک سوپاپ، به روش عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفت. در همه شرایط کاری، اختلاف میان نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های تجربی ضریب جریان و نیروی وارد بر جزء متحرک سوپاپ فرمان با نتایج عددی، به طور متوسط، کمتر از 6 درصد تعیین گردید. بررسی نتایج نشان داد که، کاهش شیب و طول نشیمنگاه، افزایش نیروی وارد بر جزء متحرک سوپاپ را به همراه دارد. در حالی که، ایجاد انحناء در مجرای ورودی سوپاپ، موجب کاهش 36 درصدی نیروی وارد بر جزء متحرک سوپاپ و افزایش 70 درصدی ضریب جریان آن می‌گردد. در ضمن، نیروی وارد بر جزء متحرک سوپاپ‌های شامل روزنه‌ی با سطوح ثابت و متحرک موازی نسبت به سوپاپ با نشیمنگاه قائم، به طور متوسط، 20 درصد کمتر تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها


[1] نیک اندیش پ، (1395) عضوهای منطقی در هیدرولیک. انتشارات دانشگاه صنعتی جندی شاپور. دزفول.
[2] نیک اندیش پ، (1395) هیدرولیک مهندسی. انتشارات دانشگاه صنعتی جندی شاپور. دزفول.
[3] Bazsó C, Hos CJ (2015) On the static instability of liquid poppet valves. Periodica Polytechnic Mechanical Engineering 59(1): 1-7.
[4] Zhang ZH, Su Q, Li HB, Fang ZF (2022) Optimized design of diversion structure for low hydraulic valve core of proportional servo valve. Flight Control Detect, 5(1): 8–15.
[5] Costa GK, Sepehri N (2017) A critical review of the existing models for direct operated hydraulic relief valves with the proposal of a new modelling approach. Int. J. Fluid Power 18: 142-153.
[6] Han M, Liu Y, Zheng K, Ding Y, Wu D (2020) Investigation on the modeling and dynamic characteristics of a fast-response and large-flow water hydraulic proportional cartridge valve. J. Mech. Eng. Sci., 234(22): 4415–4432.
[7] Liu J, Li R, Ding X, Liu Q (2022) Flow force research and structure improvement of cartridge valve core based on CFD method. Heliyon 8(11): 1-13.
[8] Amirante R, Moscatelli PG, Catalano LA (2007) Evaluation of the flow forces on a direct (single stage) proportional valve by means of a computational fluid dynamic analysis. Energy Conversion and Management 48(3): 942-953.
[9] Gomez I, Gonzalez-Mancera A, Newell B, Garcia-Bravo J (2019) Analysis of the Design of a Poppet Valve by Transitory Simulation. Energies 12(5): 889-907.
[10] Scheffel G (1978) Dynamically counteracting a direct-acting conical seat valve under the influence of the geometry of the closing element. Oil-Hydraulic and Pneumatic 5: 280-282.
 
[11] Bernad S, Muntean S, Susan-Resiga R, Anton I (2004) Vortex flow analysis in poppet valve chamber. The 6th Int. Con. on Hydraulic Machinery and Hydrodynamics Timisoara, Romania, October 21 -22.
[12] Sandor I, Susan-Resiga R (2012) Numerical model for cavitational flow in hydraulic poppet valves. J. Modelling and Simulation in Engineering 6: 1-10.
[13] Finesso R, Rundo M (2017) Numerical and experimental investigation on a conical poppet relief valve with flow force compensation. Int. J. Fluid Power 18(2): 111-122.
 [14] Zhao RH, Lian ZS, Liao YY (2022) Design and experimental study of water hydraulic valve port based on flow force. Machin Tool and Hydraulics 50 (1): 1–6.
[15] Liu J, Xie H, Hu L, Yang H, Fu X (2017) Flow force regulation of the main poppet in a large flow load control valve. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: J. of Power and Energy 231(8): 706 – 720.