张友杰

(滁州学院机械与电气工程学院 安徽滁州 239000)

节流槽阀口滑阀相比传统圆柱滑阀具有零位控制性能好、流量控制范围宽等优点，广泛应用于比例阀[1]、伺服阀[2]、数字阀[3]中。节流槽口形状种类繁多。U形节流槽为圆柱铣刀沿阀芯轴线方向旋转切割阀芯凸肩而成，节流槽前半段半圆形，后半段矩形，因其加工方便、允许位移大，是目前应用最广泛的节流槽之一[4]。阀口流量特性是液压控制阀的基本特性，其决定了执行元件的速度和稳定性。阀口流量特性本质上取决于阀口过流面积和流量系数。

为精确预测其阀口流量特性，众多学者对U形节流槽的过流面积[5-7]和流量系数[8-10]开展了深入研究，并取得了丰富成果。然而，由于U形节流槽具有二级节流特征[11]，以上研究均采用等效阀口面积进行计算，假设两节流面流量系数相等，因此影响了计算结果的精确性；流量系数随阀口开度、节流槽结构参数等变化规律复杂，结论的普适性不强，一定程度上限制了其对工程实际的指导作用。

文章基于粘性流体伯努利方程，推导U形节流槽阀口流量公式，得到阀口过流面积和流量系数的理论表达式；利用流场仿真得到流量系数的变化规律，并分析其主要影响因素。

1理论分析

U形节流槽存在两个节流面，即图1中径向节流面A1和轴向节流面A2。由图2(边界条件见2.2节)可以看出，压力损失集中在两个节流面A1和A2之间。

图1 U形节流槽滑阀简图

图2 阀口开度x=1时压力等值线……