外文翻译译稿概要

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1、常州大学毕业设计（论文）外文翻译（2014 届）夕卜文题目 Dynamic Peformanee Research on ReversingValve of Hydraulic Breaker译文题目液压断路器换向阀的动态性能研究夕卜文出处World Jour nal of Mechanics学 生白焘学 院机械工程学院专业班级 机制101校内指导教师 坎标专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二O四年三月液压断路器换向阀的动态性能研究摘要：介绍了一种新型液压断路器换向阀的 结构和工作原理，采用非线性数学模 型和仿真模拟构建了该新型换向阀的模型。 我们用动态仿真的系统参数对新型换 向阀工作性

2、能的影响进行了系统的、深入的研究，得到了各换向阀运动规律的认 识，为新一代液压断路器换向阀的创新与制造提供了理论依据。关键词：液压断路器；换向阀；动态特性；非线性数学模型；计算机模拟；1. 简介液压断路器在建筑领域应用十分广泛，如道路、土木工程、港口、矿山等。 断路器液压工作原理是利用帕斯卡定律，让高压油和氮气驱动活塞作往复运动， 撞击杆通过冲击力传递到工作目标。 对于目前的撞击，冲击能量和频率不能达到 无级调整。在近年来，通过了系统而深入的研究，一个参数可以不断调整的液压 断路器在不断的开发进行中1-10。在本文中，作者对液压断路器换向阀的控制 进行了计算机仿真研究。2. 新型换向阀结构及工

3、作原理2.1该新型换向阀结构新型换向阀是一个综合的控制阀（图1和图3）,由先导阀和方向控制阀组 合而成。新型换向阀主要由方向控制阀核心 3,阻尼4,弹簧5,先导阀核心13, 弹簧12,底座14组成。该新型换向阀的实际照片如图 2所示。图1该新型换向阀结构图2该新型换向阀图片1234567891011Oil storage cavity*图3该新型换向操作原理图2.2新型换向阀的工作原理新型液压换向阀是一个通过液压冲击压力反馈来改变方向的变化机制。当解释到先导换向阀的工作原理时，活塞和高压存储器以及液压冲击压力反馈作用必 须考虑在内。该新型换向阀的工作原理如图3所示。如图1和3所示，换向阀核心是

4、在左侧弹簧预压力的作用下组装完毕的。在换向阀中，第3阀室和第4阀室连接。此时，一部分高压油从油泵直接流入活塞 后腔，另一个流动的方向阀室 5通过油道a6，然后通过阀孔流入阀室3,然后通 过油道a3流入活塞前腔，使高压油同时流到前、后室。在这一刻，Pl = P 2 = PdoAi是活塞前腔有效作用面积，A是活塞的背腔有效作用面积。A比A要大，回油 腔与油箱相连接，所以RA P2A2 + P 0A3o因此，在压力差作用下，活塞返回的运动速度加快。随着活塞加速朝右运动， 高压存储器17流入油液并且系统压力Pd增长。当Pd升高到一定值时，先导锥阀 13打开，油通过油道as流回油箱。换向阀中心孔ai，阻

5、尼中心孔a4，油腔5， 油通路a8，阻尼孔a9以及压力油油道ay，a6, a2都在锥阀底座上面。这是由于阻 尼孔a4决定了换向阀芯左阀室、右阀室之间的油的压力差。当正向的力所造成 的压差超过定向力气门弹簧产生的力，阀芯朝右室方向移动，然后第2和第3方向阀连接，然后活塞开始减速返回或影响行程。此时，一部分油液通过油道 a2和a3从活塞前腔流回到油腔，其他的流回到油箱。同时，活塞作加速朝左运动， 系统压力逐渐减小。当系统压力降低到一定值得时候， 先导锥阀关闭。在定向阀 复位弹簧的作用下进入返回行程，并在同样的工作条件下进行循环1-5 。3. 符号含义及参考值符号含义及参考值的确定根据新型换向阀的结

6、构尺寸和工作条件所确定见附 录。4数学模型的建立在工作原理基础上，系统压力增加到预先设定的先导阀的压力值时，换向阀在返回行程中改变方向。当系统压力下降到预先设定的先导阀压力值时，换向阀在冲击行程中改变方向。在这种情况下，该调压先导阀弹簧的预紧力是一定的， 返回时间和冲击时间直接被系统液压冲击能量冲击器是否能正常工作或不工作 的冲击压力P1所决定。因此，为了研究换向阀门的动态性能，我们把一个方波 信号植入该系统，使系统的压力从零增加到预先设定的先导阀的压力值然后从设 定的压力值下降到零，这样的一个循环时间记为周期 T o这里，定向阀芯和先导阀芯及流动连续性存在着力平衡关系，当油经换向 阀和先导阀

7、时这时这是主要被考虑的。阀门的重力和库仑摩擦被忽略使问题变的 简化。该换向阀的动态过程仅考虑方向节流效应不考虑传统的方向阀孔的节流作 用。根据图1和3的特性，建立了非线性数学模型为6 1 ）方向阀孔的流量连续性方程：Qs =丄( P1-P2)+ V1 dP1 +AodX1Ce1 128k dt dt(1)2）方向阀后阀室的流动连续性方程在先导阀口流出系数的定义是 K1= Cd/ d3sin： . 2。二 d：1: d：1二 d2 /、_ 1二 d1 /、 V1 dp?八 dx1qcz 硕(P2-P3)=& 颐(P1-P2)-匚 ir+A 后(2)3）先导阀的流量连续性方程:1 二 d：p2-p

8、3)=Cd/：d3si n：2Ce2 128H2322P3 X2 A3：2 ：3 普vdt k dt(3)4）方向阀的力平衡方程:(4)d 2xdxAiZF/ 叽；Kt1(X1 Xt1)5）先导阀的力平衡方程:d?xdx(5)X 沁虛 B2 di EX2 EdxCdEdM：1 “-Lgasin ：12 站p3f通过数学模型以上五个方程的形式基本描述了各分配阀的动态特性。先导阀稳态流体动力系数的定义是 G二Cd1Cv1：d3sin2：。先导阀的瞬时状态流体动力系数的定义是 C2 = LCd1Cv1asi n：仁,2、该换向阀阻尼孔流体阻力的定义是RG128。nd1该先导阀阻尼孔流体阻力的定义是R

9、Ce2128l2。d2假设:% = Pi, y2 卡丛 *3yxi, yxi ,兀=兴2出=X定义:K Kv?rKb1, b2 -V1F10 =ktiXi0,F20 =kt2x20FioF 20m2，S3 二maii二 ai2, ai5 = bARa2ia23a32勺33弋,a36= b3K2 y3Aia37mia52二 AmiKti忌 mimir A r Kt2B2a73, a76, a77 :m2m2m2替代方程(1) - (5),可以得到下面的状态方程：gyi = 一aiiyi +a!2y2 a!5y5 *3gy2 =a2iyi -a22y2 -a23y3 +a25y5y3 =a32y2

10、 一 a33y3 一a36y6 +a37y7琴y4 = y5y5 =a5iyi a52y2 a54y4 a55y5 S2琴y6 =y7y7 =a73y3 -a76y6 _a77 7 S35仿真结果及分析将一个方波阶梯流量信号输入分配阀。在先导阀中系统压力会动态地从零 上升到设定压力值，然后系统压力降低，一个周期t后从设定的压力降为零。 先 导阀和换向阀的实际位移响应如图 4所示。响应由三部分组成，第一部分积极的 阶跃响应阶段，第二部分是稳定过度的阶段和第三部分是负阶跃响应阶段。在积极的阶跃响应阶段，tyz是先导阀打开时或换向阀改变方向的延迟时间，trz是当先导阀打开或换向阀改变方向的高峰时间，

11、tsz是先导阀打开或换向阀改变方向的 过渡时间。在负阶跃响应的区域，tyf是当先导阀关闭或换向阀复位的延迟时间， trz是当先导阀关闭或换向阀复位的高峰时间，tsz是先导阀关闭或换向阀复位的 过渡时7 。在负阶跃响应过程，先导阀芯得到先导阀座的机械限制和换向阀的换向阀芯 体的机械限制。因此，超调现象不会出现，可能只出现一个或两个小的不影响分 配阀的特性反弹波。因此，我们只研究的是积极响应阶段。换言之，我们研究的 是在返回行程中先导阀打开或换向阀改变方向的的动态特性。仿真结果如下图4该阀的阶跃响应曲线(1) 在设定不同的压力值和同步流量情况下的阀的动态特性图5( &)和(b)显示动态响应曲线的设

12、定压力 P *为11 MPa和15MPa , 初始油压力Po为0.8 MPa，同步流量 Q 40L/min，结论如下：(a )在同样的结构参数条件下阀是稳定的。压力值的稳定性和换向阀芯位 移的Xi是好的。先导阀的振荡是收敛的。振幅随设定压力值的降低而增加。当 p为11 MPa，振幅趋于相等。从该点动态特性这表明；远离设计工况条件下， 各个阀工作的性能会退化，。(b) 减小P1的峰值与降低设定压力值，但超调量 4P1几乎是恒定的，显 示了超调压力与不稳态压力没有一点关系。(c) 当前参数下， P1是12 MPa,高峰时间trz是0.003到0.004，过渡过 程的时间tsz是约0.03，这表明该

13、阀的时域动态质量指标是令人满意的。(2) 在设定相同的压力值，同步流量和不同的初始条件下的动态特征。0.03600055 DQ0 0043O.OM4OfflWSf g 0Q3O0001?U DUIOU.0M50.0000D MG 口 MS$ OQ20 “ 口2* 口 IXID璋“阳町IRO.W3 3O.OT05 n.QOQOQKW0100.015 00 0300.035 Q.OWQDO53 - 0.MO-O.OCH5- 0.OT+0-0093 E 口 D03Q 洱 0.00(25-图6 (a)和(b)显示动态响应曲线在初始状态机油压力 Po分别为0.2 MPa 和0.6 MPa，设定压力P *

14、为14 MPa，台阶流动4Q为40升/分。图6中，在 图6那是显而易见的定无论初始条件阀都是稳定的，过度的调整压力 4Pi不随 初始条件而改变，Pi峰值上升时间基本上不随初始条件的变化而变化 。(3) 在设定相同的压力值和不同阶流的条件下的动态特性。入口的压力油的响应曲线(图7 (a) - (c),压力P *为15 MPa和台阶 流动4Q为40，25，15升/分钟。通过比较，得出如下结论：(a) 压力超调明显被同步流量所影响。较小的溢出，较小的超调量。(b) 压力上升时间，峰值时间和过渡时间的增加伴随着溢流量的减少。(c) 溢出量在一定范围内变化时几乎影响着阀门的稳定性。(4) 换向阀芯阻尼孔对各个分配阀动态特性的影响。图8所示的曲线(A)，( C)当方向阀的阻尼孔的直径分别为 0.15 (图曲线 厚度)0.12厘米(中等厚度曲线)且0.10厘米(薄曲线)厘米的条件下时，先 导阀芯和换向阀芯位移的方向特性曲线，初始压力为0.8 MPa，设定压力值为15 MPa和流量流动 g为40升/分。图6仿真曲线二图7 仿真曲线三ID1(12100.0005*0000G MOD 0050150 00 D25O OSO 0035 OMD