楊國來,楊鵬強(qiáng),曹文斌,謝萬耀,孫麗霞

(1.蘭州理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730050;2.浙江大學(xué) 流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310027)

引言

電液作動(dòng)器作為航空航天、汽車和機(jī)器人應(yīng)用中常規(guī)液壓系統(tǒng)的潛在替代品是具有吸引力的。隨著電氣自動(dòng)化和 IT 技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)液壓系統(tǒng)的集成變得更加容易且更具競(jìng)爭(zhēng)力[1-2]。這些集成執(zhí)行器消除了對(duì)液壓管路的需求,從而實(shí)現(xiàn)了輕重量、高可靠性的線控系統(tǒng)[3]。

由于電動(dòng)靜液作動(dòng)器具備的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于伺服驅(qū)動(dòng)工況,國內(nèi)外學(xué)者也開展了對(duì)電靜液作動(dòng)器相關(guān)應(yīng)用的研究。杜偉等[4]將電動(dòng)靜液作動(dòng)器系統(tǒng)應(yīng)用于船舶閥門啟閉工況,綜合考慮系統(tǒng)外部干擾力以及參數(shù)攝動(dòng)情況,并將混合靈敏度魯棒控制算法應(yīng)用于電動(dòng)靜液作動(dòng)器系統(tǒng)中,提高了該系統(tǒng)的位置跟蹤性能。王巖等[5]針對(duì)電動(dòng)靜液作動(dòng)器散熱問題,提出了一種新的熱力學(xué)建模方法,并建立三維熱力學(xué)模型驗(yàn)證所提出方法的正確性。單向閥作為磁致伸縮泵中的核心部件之一,其動(dòng)態(tài)性能對(duì)泵的可靠性、容積效率有著至關(guān)重要的影響[6]。早期的智能材料泵使用的市售球彈簧閥或定制的盤彈簧閥,其將泵送頻率的峰值頻率限制在100 Hz以下[7],限制了智能材料高頻響的優(yōu)點(diǎn)。在許多情況下,部分高頻響液壓系統(tǒng)的性能受到止回閥響應(yīng)時(shí)間的限制。在閥門轉(zhuǎn)換過程中,回流和節(jié)流會(huì)造成泄漏和能量損失。ZHU Y C等[8-9]設(shè)計(jì)了一種圓柱轉(zhuǎn)閥配流的磁致伸縮電靜液作動(dòng)器,實(shí)驗(yàn)顯示驅(qū)動(dòng)頻率為120 Hz時(shí)作動(dòng)器的最大無負(fù)載輸出流量為1.28 L·min-1。宋昀澤等[10]設(shè)計(jì)了一種基于主動(dòng)閥配流的軸向雙磁致伸縮泵驅(qū)動(dòng)的電靜液作動(dòng)器,此主動(dòng)閥將磁致伸縮泵在高頻下吸入和排出的微量油液進(jìn)行整流,進(jìn)而獲得大的流量輸出,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳驅(qū)動(dòng)頻率為180 Hz,在空載情況下輸出峰值可達(dá)2.7 L·min-1。YANG X L等[11]設(shè)計(jì)了一種超磁致伸縮電液作動(dòng)器,用懸臂梁閥片進(jìn)行整合配流,利用壓差打開和關(guān)閉閥片,該作動(dòng)器在225 Hz 的驅(qū)動(dòng)頻率下,空載輸出流量約為1.3 L·min-1,帶負(fù)載質(zhì)量超過14 kg。LARSON JP等[12]為作動(dòng)器的壓電泵設(shè)計(jì)一種新結(jié)構(gòu)單向陣列式閥片,該新型閥片可以明顯提升作動(dòng)器的高頻適應(yīng)性,進(jìn)而提高了作動(dòng)器的飽和頻率。然而相較于傳統(tǒng)的單向被動(dòng)閥,陣列式閥片的通流面積較小,這也將影響作動(dòng)器的輸出流量,所以這種陣列單向閥只有在高頻驅(qū)動(dòng)下才能體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。王新峰[13]結(jié)合仿真軟件ANSYS對(duì)壓電泵上懸臂梁閥片進(jìn)行固有頻率的仿真分析,得到其在不同共振頻率下的振型,選取合適的工作頻率范圍。閔為等[14]以超純水隔膜閥為研究對(duì)象,結(jié)合理論分析及COMSOL模擬仿真方法,分析了超純水隔膜閥使用壽命的影響因素,提出了超純水隔膜閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。GUO X Y等[15]分析了不同激勵(lì)頻率對(duì)壓電懸臂板動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性的影響。

簧片式單向閥的彈簧和質(zhì)量包含在一個(gè)元件中,因此與傳統(tǒng)的閥瓣、提升閥或球型止回閥相比,簧片閥重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。簧片閥相對(duì)低的質(zhì)量使得該類閥很有期望用于在高頻下操作的系統(tǒng)中,如高頻液壓回路、活塞泵和軟開關(guān)模式回路和數(shù)字液壓[16-17]等。在液壓回路中運(yùn)用簧片閥可以減少單向閥配流切換時(shí)間,以此來提高泵的整體效率和功率密度。高頻率整流閥是目前可解決智能材料小位移[18]問題并開發(fā)適合于商業(yè)應(yīng)用的大力、大沖程作動(dòng)器的有效方式。慣性載荷、流體黏度、可壓縮性也影響整泵的效率,限制了驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的高頻響和總致動(dòng)器輸出功率[19-20]。

關(guān)于簧片式單向閥在液壓系統(tǒng)中的建模和應(yīng)用的公開研究很少。使用數(shù)值模擬,例如計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD,對(duì)于包含止回閥的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化變得越來越可行。為了充分發(fā)揮磁致伸縮柱塞泵的高頻優(yōu)勢(shì),本研究將對(duì)配流閥對(duì)泵輸出性能的影響進(jìn)行研究提出了一種新型簧片閥結(jié)構(gòu)。分析了不同頻率,負(fù)載下閥的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)磁致伸縮泵向更高頻率的發(fā)展具有重要意義。

1 磁致伸縮泵工作原理及結(jié)構(gòu)

1.1 泵工作原理圖

磁致伸縮泵由驅(qū)動(dòng)部分和泵兩部分組成,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.閥體 2.輸出桿 3.外殼 4.線圈骨架 5.線圈 6.底座 7.預(yù)緊機(jī)構(gòu) 8.滑塊 9.磁致伸縮材料棒 10.碟簧 11.活塞 12.泵頭

由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的電壓信號(hào)通過功率放大器轉(zhuǎn)換成線圈5的輸入電流,當(dāng)向線圈5施加交流電時(shí),在磁致伸縮材料棒9的軸向方向上產(chǎn)生交變磁場(chǎng),磁致伸縮材料棒9在交變磁場(chǎng)的作用下伸長(zhǎng)和縮短,通過輸出桿2和碟簧10直接帶動(dòng)活塞11進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),由泵活塞產(chǎn)生的小的高頻流體脈沖用高頻單向閥組1收集。腔內(nèi)液體在高頻單向閥組1的作用下配流,活塞在雙向運(yùn)動(dòng)的過程中泵分別實(shí)現(xiàn)吸、排油。

1.2 單向閥工作原理

本研究提出的雙瓣式單向閥如圖2所示,簧片閥可以被視為在流體中振蕩的懸臂梁。

圖2 閥片尺寸

閥瓣工作時(shí)被認(rèn)為是長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為W、厚為h,有效質(zhì)量為m的彎曲板,其一端(s=0處)被夾緊,虛線C是假定孔口面積的周長(zhǎng),而Wo是假定孔口面積的寬度,其是坐標(biāo)s的函數(shù),如圖3所示。閥片的開啟與關(guān)閉由閥片兩側(cè)的壓差決定。對(duì)于閥片,較大的開度允許較小的壓降穿過簧片,而較小的開度有助于防止簧片的塑性變形,并允許其更快地關(guān)閉,從而減少回流。

圖3 簧片閥總成顯示在全開位置

為了防止泵在帶有負(fù)載的情況下,泵的出口閥外側(cè)高壓油作用于閥片使得閥片產(chǎn)生彈性變形,使得閥口反向打開導(dǎo)致油液反向流回泵腔,在閥座處設(shè)計(jì)了支撐梁,支撐梁位于閥口的直徑上,在預(yù)期的最高負(fù)壓差下為簧片提供足夠的支撐,降低其應(yīng)力和變形。梁的側(cè)面形狀為流線型結(jié)構(gòu),閥座材料采用結(jié)構(gòu)鋼,如圖4所示。

圖4 帶有支撐梁的閥座三維圖及剖面圖

為了確保閥片在工作中不發(fā)生任何塑性變形,對(duì)閥片進(jìn)行了應(yīng)力分析?？紤]了泵的最大阻塞壓力為10 MPa。使用COMSOL Multiphysics開發(fā)了有限元模型,以分析閥片所受應(yīng)力,優(yōu)化設(shè)計(jì)尺寸以將應(yīng)力減小到允許的水平。有限元計(jì)算結(jié)果如圖5所示,可知所受最大應(yīng)力為123 MPa,而鈹青銅的屈服強(qiáng)度為1000 MPa,故滿足強(qiáng)度要求。

圖5 閥關(guān)閉時(shí)的設(shè)計(jì)應(yīng)力

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 閥片動(dòng)力學(xué)模型

閥片上的作用力如圖6所示,吸油閥和排油閥在實(shí)際工作過程中都可以看作為單自由度的彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)。隨著入口壓力增大,介質(zhì)作用于閥片上的力大于閥片彈簧力與出口側(cè)介質(zhì)作用力的合力,單向閥開啟。隨著入口壓力減小,閥片彈簧力與出口側(cè)介質(zhì)作用力之和大于介質(zhì)作用于閥片上的力,閥片在自身彈簧力的作用下實(shí)現(xiàn)反向截止密封,單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

圖6 雙瓣懸臂梁?jiǎn)蜗蜷y原理圖

在建模過程中,假設(shè)閥片具有Euler-Bernoulli梁理論性質(zhì),即在無修正情況下不考慮梁剪切形變,且忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,承受分布?jí)毫d荷Δp,在時(shí)間t時(shí),沿著簧片位置s的位移ξ由下式給出:

(1)

式中,h——閥片厚度

R——閥片每單位長(zhǎng)度的內(nèi)部阻尼系數(shù)

E——閥片材料的楊氏模量

I——材料的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

Δp——閥兩側(cè)壓力差

如果假設(shè)簧片的位移可以表示為相對(duì)于初始簧片撓度y0的尖端位移y的函數(shù),則:

ξ(s,t)=ψ(s)(y(t)-y0)

(2)

其中,模式函數(shù)ψ是通過尖端開口歸一化的簧片位移,且ψ(L)=1。

在排油階段,吸油單向閥的位移為0,且閥片內(nèi)側(cè)壓力大于腔外壓力。簧片運(yùn)動(dòng)方程,相對(duì)于簧片尖開口y(定義為簧片座和簧片尖之間的距離),作為時(shí)間的函數(shù),由下面的常微分方程給出:

(3)

式中,m——閥片有效質(zhì)量

y0——閥片初始尖端撓度

C——系統(tǒng)阻尼系數(shù)

γ1——第一模態(tài)函數(shù)參數(shù)

K——閥片剛度

pch——泵腔壓力

pth——閥片外側(cè)壓力

Av——閥片面積

X——壓力載荷乘數(shù)

第一模態(tài)函數(shù)參數(shù)說明了閥片的偏轉(zhuǎn)形狀,以便在一個(gè)單一的點(diǎn),即尖端模擬簧片運(yùn)動(dòng)。使用集總參數(shù)模型,該模型不考慮作用在閥片上的非均勻壓力分布,僅利用閥內(nèi)測(cè)和外側(cè)的某個(gè)位置處的壓力信息建立閥動(dòng)力學(xué)建模:

(4)

2.2 流量模型

通過簧片式單向閥的流量計(jì)算為閥片與閥座之間的孔口流量和由閥片運(yùn)動(dòng)排出流體速率的總和。閥座孔口流建模為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài),除了閥座孔口流動(dòng)之外,與開/關(guān)閥不同,當(dāng)閥片工作偏轉(zhuǎn)時(shí),閥片掃掠排出一定體積的流體,該體積為尖端開口的函數(shù),其中AQ是每個(gè)尖端開口移位的流體體積。因此,通過閥的流量Q的函數(shù)計(jì)算為:

(5)

式中,Cd——孔口流量系數(shù)

A——閥孔口面積

ρ——流體密度

u——閥片尖端速度

通過考慮閥座和閥片之間的最小流道來計(jì)算閥座的孔口面積。該區(qū)域的周界被假定為虛線C,如圖2所示,將該曲線投影到閥片上以創(chuàng)建相應(yīng)的閉合曲線。由這兩條曲線包圍的面積是孔口面積。對(duì)曲線C附近的模態(tài)函數(shù)進(jìn)行積分,得到每單位閥片葉尖開度的孔面積A,因此孔口面積:

(6)

表1 閥片模型參數(shù)

每單位閥端開口由簧片排出的流體體積由下式給出:

(7)

2.3 單向閥的頻率響應(yīng)

超磁致伸縮泵在某一個(gè)頻率范圍內(nèi)工作,該頻率除了受流體黏度和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響,很大程度上也依賴于單向閥自身的響應(yīng)速度。閥片結(jié)構(gòu)參數(shù)是響應(yīng)閥頻率的主要因素,在無阻尼情況下,懸臂梁?jiǎn)蜗蜷y的固有頻率可表示為:

(8)

式中,Av——閥片面積

ρv——閥片密度

泵中柱塞運(yùn)動(dòng)的頻率不超過閥片自身諧振頻率時(shí),系統(tǒng)能夠進(jìn)行正常吸排油。在超磁致泵的工作頻率下,閥片的一階振型尤其重要。閥片的一階諧振頻率為:

(9)

由式可知,閥的一階諧振頻率與閥片厚度h成正比,與L的平方成反比,而閥片材料的楊氏模量和密度由材料自身決定,所以,增大閥片厚度,即可提高單向閥的響應(yīng)頻率。仿真計(jì)算得出閥片第一模態(tài)為2342 Hz,其他模式的頻率明顯更高,不會(huì)影響閥門性能。

對(duì)于在液壓油中工作的閥片,阻尼由簧片的內(nèi)部阻尼和流體阻尼共同構(gòu)成,所述內(nèi)部阻尼是因?yàn)殚y片工作時(shí)在變形期間耗散能量,所述流體阻尼是因?yàn)榛善瑢?duì)流體做功。如果假設(shè)流體為黏性流體,則阻尼系數(shù)可以被定義為包括串聯(lián)的2個(gè)阻尼源。此外,閥片附近的流體隨著閥片加速,產(chǎn)生附加質(zhì)量效應(yīng)。黏附在閥片周圍的流體會(huì)增加閥片的重量,降低了閥片的響應(yīng)頻率,與真空中的固有頻率fv相比,流體中減小后的一階固有頻率ff為:

(10)

式中,Ma——板上附加油液質(zhì)量

簧片式單向閥為懸臂梁結(jié)構(gòu),附加于閥片上的附加質(zhì)量等于閥片面積所掃掠腔體內(nèi)的流體質(zhì)量,附加質(zhì)量Ma為:

Ma=0.25ρπW2L

(11)

3 數(shù)值模擬分析

3.1 模型假設(shè)

使用多物理場(chǎng)軟件COMSOL基于單向閥的幾何形狀建立了流固耦合模型驗(yàn)證單向閥在正弦信號(hào)下的響應(yīng)性。工作介質(zhì)如表2所示,入口是幅值為60 kPa正弦壓力信號(hào),出口為0壓力出口。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)在最高工作流體速度下的雷諾數(shù)低于500,所以假設(shè)流動(dòng)為層流。此外,為了計(jì)算簡(jiǎn)單,假設(shè)流體是不可壓縮的。圖7示出了對(duì)閥的仿真進(jìn)行建模的幾何形狀。由一個(gè)2D軸對(duì)稱模型探索閥的流動(dòng)特性,將閥近似為閥瓣的2D是合理的,因?yàn)殚y口處的大部分壓降發(fā)生在閥座下方。該仿真模型工作介質(zhì)參數(shù)信息如表2所示。

表2 工作介質(zhì)參數(shù)

圖7 使用COMSOL進(jìn)行有限元建模的幾何圖形

圖8 單向閥流域網(wǎng)格模型圖

3.2 網(wǎng)格劃分

由于流阻較為復(fù)雜,因此采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)單向閥流域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)處進(jìn)行網(wǎng)格加密,以提高準(zhǔn)確性。由于仿真過程中閥片位移相對(duì)網(wǎng)格大小較大,故需要使用重構(gòu)網(wǎng)格。

3.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

為了準(zhǔn)確研究?jī)煞N閥的響應(yīng)特性,如圖9所示,在閥片上分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),為了在同一幅圖中更好的對(duì)比兩處的位移變化,單瓣式單向閥等效開口位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于閥口中心A處,雙瓣式單向閥開口位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于閥片末端B處。

圖9 兩種單向閥開口監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

3.4 動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真分析

1) 出口壓力為 0 時(shí)閥動(dòng)態(tài)特性

由于磁致伸縮材料作為活塞動(dòng)力源可以適應(yīng)很高的頻率響應(yīng),因此懸臂梁閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)將影響泵的輸出性能,不同頻率作用下,閥片開口位移隨壓差信號(hào)變化的瞬態(tài)曲線如圖10所示。

圖10 不同頻率正弦壓差作用下兩種閥片的動(dòng)態(tài)特性

根據(jù)圖10,隨著頻率的增加,單瓣式閥片和提出的雙瓣式單向閥的等效開口位移都隨壓差信號(hào)近似呈正弦變化,且隨著頻率的增大,閥片的開啟與關(guān)閉都出現(xiàn)了越來越明顯的滯后,壓差到達(dá)下止點(diǎn)之后,在壓力迅速增加之前會(huì)存在輕微延遲,這是由閥片延遲開啟導(dǎo)致的腔內(nèi)油液被壓縮所導(dǎo)致,關(guān)閉的延遲使閥口壓力保持在超過壓差下止點(diǎn)的負(fù)載壓力,從而高壓油回流到柱塞腔中。

兩種閥不閉合閥口位移占最大開口位移百分比計(jì)算結(jié)果分別如表3和表4所示。

表3 不同開啟頻率下單瓣式單向閥閥片等效開口位移

表4 不同開啟頻率下雙瓣式單向閥閥片等效開口位移

根據(jù)表3和表4,隨著頻率增大,在壓差信號(hào)下止點(diǎn)處,閥片距離原點(diǎn)(閥片未開啟時(shí)的位置)的位移即不閉合情況也隨著頻率的增大而增大,輸入壓差信號(hào)頻率每增加100 Hz,閥口不閉合位移增加2.1%,這說明單向閥不能關(guān)閉,配流時(shí)柱塞運(yùn)動(dòng)與吸排油單向閥的運(yùn)動(dòng)邏輯關(guān)系發(fā)生錯(cuò)位,導(dǎo)致高低壓油腔互相連通,泵工作時(shí)油液產(chǎn)生回流倒灌現(xiàn)象,造成能量損失和工作效率下降,影響泵在高頻時(shí)輸出性能,磁致伸縮材料的高頻響應(yīng)特點(diǎn)不能被較大化利用。雙瓣式單向閥的頻率響應(yīng)性和閥口關(guān)閉性能相較于單瓣式單向閥都更好,輸入壓差頻率每增加100 Hz,閥口不閉合位移增加1%,可以更好適應(yīng)磁致伸縮微泵的高頻輸出,提高泵的效率。

通過圖9可以看出,單瓣式單向閥的閥口位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于閥片中間,由懸臂梁撓曲線方程知,梁的變形是非線性的,在閥不關(guān)閉的情況下,閥開口端部B處的實(shí)際開口位移大于監(jiān)測(cè)點(diǎn)A處位移的2倍,倒灌現(xiàn)象更嚴(yán)重。當(dāng)頻率為400 Hz時(shí),閥不關(guān)閉位移已占最大開口位移的15.6%,此時(shí)對(duì)泵的配流和效率已產(chǎn)生很大影響。

2) 不同出口壓力下閥動(dòng)態(tài)特性

對(duì)頻率為200 Hz的信號(hào)進(jìn)行加載,出口壓力分別為10,20,30,40 kPa,對(duì)閥的響應(yīng)進(jìn)行分析。

從圖11可知,隨著出口壓力的上升,閥開口量也越來越小,出口壓力為10 kPa和20 kPa時(shí),閥口不關(guān)閉的情況還存在,這依舊會(huì)導(dǎo)致液體的回流,影響泵的效率。在出口壓力為30 kPa的情況下,閥的位移已經(jīng)不是明顯的正弦變化,這是由于在CFD仿真時(shí),流體計(jì)算域要保持連續(xù)性,以生成網(wǎng)格,如圖7所示,閥片和閥座存在間隙,入口壓力未達(dá)到30 kPa時(shí),30 kPa的出口壓力會(huì)在這個(gè)間隙對(duì)閥產(chǎn)生壓力,開啟閥口。在出口壓力壓力40 kPa 時(shí),當(dāng)入口壓力增加到大于40 kPa 時(shí),閥才會(huì)被20 kPa的壓差打開,故位移較小。圖11中,閥位移正弦曲線每個(gè)周期前端的小位移開啟主要由入口壓力和出口壓力壓力共同產(chǎn)生。

圖11 單瓣式單向閥200 Hz頻率下在不同出口壓力時(shí)閥的響應(yīng)

對(duì)雙瓣式單向閥進(jìn)出口為200 Hz的信號(hào)進(jìn)行加載,出口壓力分別為10,20,30,40 kPa,對(duì)閥的響應(yīng)進(jìn)行分析,如圖12所示。

圖12 雙瓣式單向閥200 Hz頻率下在不同出口壓力時(shí)閥的響應(yīng)

從圖12可以看出,雙瓣式單向閥閥口在不同的壓差下都可以完全關(guān)閉,可適應(yīng)更大壓差,且閥的位移都是近似正弦變化。隨著出口壓力的上升,出口壓力對(duì)閥口開啟位移的影響相對(duì)單瓣式單向閥較小。在30 kPa 出口壓力下,閥入口壓力降低時(shí),閥口位移反而增大,這是出口壓力從微小仿真縫隙回流所導(dǎo)致。在出口壓力40 kPa時(shí),閥的開口等效位移很小,主要由40 kPa的出口壓力與入口壓力之差打開。圖12中,閥位移正弦曲線每個(gè)周期前端的小位移開啟主要由入口壓力和出口壓力共同產(chǎn)生。

從以上分析可知,出口壓力影響閥片位移,且對(duì)單瓣式單向閥影響更大,但對(duì)閥片的響應(yīng)性不產(chǎn)生影響。雙瓣式單向閥有更好的高頻跟隨性,可以使得磁致伸縮材料的高頻性能在液壓領(lǐng)域中得到更好的應(yīng)用。

4 結(jié)論

(1) 提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊的被動(dòng)雙瓣式單向閥。將已有單瓣式單向閥與本研究提出的雙瓣式單向閥的高頻響應(yīng)進(jìn)行比較,結(jié)果得出單瓣式單向閥隨著輸入壓差頻率的增加其動(dòng)態(tài)響應(yīng)性變得越來越差,頻率每增加100 Hz,閥口不閉合位移增加2.1%,這說明單向閥在高頻驅(qū)動(dòng)下不能關(guān)閉,配流時(shí)單向閥的運(yùn)動(dòng)邏輯關(guān)系發(fā)生錯(cuò)位,高低壓油腔是互相連通的,油液產(chǎn)生回流倒灌現(xiàn)象,配流效率降低,這是導(dǎo)致磁致伸縮泵在高頻驅(qū)動(dòng)下輸出性能下降的原因之一。而雙瓣式單向閥頻率每增加100 Hz,閥口不閉合位移增加1%,且高頻跟隨性更好,這可以使雙瓣式單向閥在高頻系統(tǒng)中得到應(yīng)用;

(2) 在出口帶有出口壓力的情況下,兩種閥的響應(yīng)性都不受頻率變化的影響,單瓣式單向閥和雙瓣式單向閥都會(huì)隨著出口壓力的增加產(chǎn)生閥片開度減小的情況,但雙瓣式單向閥隨出口壓力的增大受影響較小。提出的雙瓣式單向閥在高頻液壓回路中的應(yīng)用具有實(shí)際意義。