射流管式伺服閥

射流管式伺服閥，該機(jī)構(gòu)中采用干式橋形永磁力矩馬達(dá),射流管焊接于銜鐵上，并由薄壁彈簧片支承。液壓油通過柔性的供壓管進(jìn)入射流管。從射流管噴嘴射出的液壓油進(jìn)入與滑閥閥芯兩端容腔分別相通的兩個接收孔中，推動滑閥閥芯移動,其位移與主閥兩端壓力差成比例。射流管的側(cè)面裝有彈簧板及反饋彈簧絲,其末端插人閥芯中間的小槽內(nèi),閥芯移動推動反饋彈簧絲,構(gòu)成對力矩馬達(dá)的力反饋。

力矩馬達(dá)借助薄壁彈簧片實現(xiàn)對液壓部分的密封隔離。該射流管式伺服閥的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,因為射流管式伺服閥最小通流尺寸(射流管口尺寸)比噴嘴擋板的工作間隙大4~ 10 倍,抗污染能力強(qiáng),對油液的清潔度要求不高,動作可靠性較好。其缺點是射流能量損耗大,效率較低;受油液粘度變化影響明顯,低溫特性差;力矩馬達(dá)帶動射流管,負(fù)載慣量大,工作性能差,響應(yīng)速度沒有噴嘴擋板閥高，適用于低壓小功率場合。

針對多年來困擾航空航天和艦船射流伺服閥基礎(chǔ)理論欠缺的問題，以偏轉(zhuǎn)板伺服閥和射流管伺服閥的基礎(chǔ)研究作為突破口，通過熱力學(xué)、動力學(xué)、振蕩流體力學(xué)和計算流體力學(xué)的深入分析，闡明不同介質(zhì)時射流負(fù)壓現(xiàn)象機(jī)理和射流玻璃柱長度的影響因素，分析射流伺服閥流場分布規(guī)律及其影響因素。建立考慮射流放大級能量轉(zhuǎn)換過程的射流伺服閥數(shù)學(xué)模型，探索射流伺服閥復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件微米級幾何參數(shù)、制造工藝和服役性能之間的映射關(guān)系，從試驗和理論的兩方面，取得射流伺服閥的設(shè)計準(zhǔn)則和關(guān)鍵技術(shù)。探索偏轉(zhuǎn)板伺服閥卡門渦現(xiàn)象產(chǎn)生的特定條件、導(dǎo)流管諧振條件、熱固液耦合關(guān)系等基礎(chǔ)表達(dá)式，進(jìn)而闡明射流伺服閥振動、嘯叫、零位偏移、零位漂移的產(chǎn)生機(jī)理，最終取得射流伺服閥減振制振和消聲的措施、零位漂移的抑制方法，解決如何實現(xiàn)穩(wěn)定和精確的射流伺服控制的根本問題。打破國外技術(shù)封鎖，為我國研制高可靠性與高適應(yīng)性的航空航天及艦船射流伺服閥提供基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)。

針對多年來航空航天和艦船射流控制基礎(chǔ)理論欠缺的問題，以偏轉(zhuǎn)板伺服閥和射流管伺服閥作為突破口，通過熱力學(xué)、動力學(xué)、振蕩流體力學(xué)和計算流體力學(xué)的深入分析，理論與實踐緊密結(jié)合，研究射流負(fù)壓現(xiàn)象、卡門渦街現(xiàn)象和零偏零漂的產(chǎn)生機(jī)理與條件，以及沖蝕磨損、三維離心環(huán)境和寬溫域下的分析方法和理論等基礎(chǔ)科學(xué)問題。項目主要成果包括：（1）揭示了射流負(fù)壓現(xiàn)象（即流體在高速射流出口處或某幾處出現(xiàn)環(huán)狀負(fù)壓區(qū)域的現(xiàn)象）和卡門渦街現(xiàn)象（即射流流體受到偏轉(zhuǎn)板阻礙時，下方會出現(xiàn)不穩(wěn)定的邊界層分離而產(chǎn)生兩排非對稱交錯漩渦的現(xiàn)象，一側(cè)順時針方向而另一側(cè)反時針方向）的機(jī)理和產(chǎn)生的特定條件，建立考慮射流能量交換過程的射流伺服閥數(shù)學(xué)模型，得到了復(fù)雜零件微米級幾何參數(shù)、制造工藝和服役性能之間的映射關(guān)系，從試驗和理論的兩方面，取得了射流伺服閥的設(shè)計準(zhǔn)則和關(guān)鍵技術(shù)。為打破國外技術(shù)封鎖和限制，研制高可靠性與高適應(yīng)性的航空航天及艦船射流伺服閥提供了基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)。（2）建立了三維離心環(huán)境下基于牽連運(yùn)動學(xué)的電液伺服閥數(shù)學(xué)模型。建立了射流伺服閥的沖蝕磨損理論與數(shù)值模擬方法。建立了寬溫域下考慮殘余應(yīng)力的精密偶件軸向/徑向尺寸鏈計算模型。闡釋了射流前置級和整閥的零偏零漂產(chǎn)生機(jī)理，得到了包含七類24種要素的零偏零漂值綜合計算模型，并提出了耐極端環(huán)境的零偏零漂的抑制方法與措施、減振制振措施，解決了多年來困擾高端液壓元件的零偏零漂、特性不規(guī)則與不重復(fù)現(xiàn)象的難題，直接為國家型號研制提供了基礎(chǔ)保障。（3）在《機(jī)械工程學(xué)報》《航空學(xué)報》《WEAR》等發(fā)表期刊論文27篇（其中，SCI2篇、EI16篇），發(fā)表會議論文14篇，獲得國際會議最優(yōu)秀論文獎2篇。獲得授權(quán)發(fā)明專利3項，申報發(fā)明專利9項。出版專著2部137萬字，參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項。（4）形成了一支精通射流伺服控制的青年學(xué)者隊伍，指導(dǎo)畢業(yè)碩士生9名。正在培養(yǎng)博士生5名，正在培養(yǎng)碩士生2名。

《射流管電液伺服閥(GB/T 13854-2008)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。