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摘要
高速开关阀因其价格低廉、抗污染性强等优点，已被广泛运用到各种车辆的制动系统中，其动态性能直接影响到车辆的制动效果，而阀芯所受的液压力是决定高速开关阀动态特性优劣的关键参数。针对不同参数对高速开关阀液压力的影响，以及实际工程中阀芯液压力难以测量的问题，采用计算流体动力学（CFD）对高速开关阀进行数值模拟。首先，基于有限体积法（FVM），建立了不同开度、压差、温度、以及结构参数（阀座节流孔直径和锥角）的三维仿真模型；然后，对比不同网格数量的仿真结果，排除了网格数量对于仿真结果的影响，并详细分析了各参数对液压力的影响，得出了高速开关阀液压力与各参数之间的变化规律；最后，采用响应面分析结合遗传算法对开关阀的结构参数进行了优化。研究结果表明：随着阀芯开度的增加，节流区域发生了转变；较大的压差会导致液压力产生较大幅度的变化；相较于高温，低温对液压力有着更加显著的影响；对结构参数进行优化后，最小开度的液压力提高了49.2%，提高了阀控制稳定性，为高速开关阀线性控制设计提供了理论基础。
