一种大流量液控单向阀流场仿真方法
阅读说明：本技术 一种大流量液控单向阀流场仿真方法 (Flow field simulation method for high-flow hydraulic control one-way valve ) 是由 李优 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大流量液控单向阀流场仿真方法,本发明通过对液控单向阀小阀芯大阀芯的二维流场和/或三维流场进行仿真,分别对流场内流道受到的压力和速度分布进行分析,实现对液压单向阀进行动态特性分析,发现现有技术中的液压单向阀所所存在的结构上的问题,对提高液控单向阀的性能,延长使用寿命,进而提高液压支架关键零部件及整机的性能具有重大贡献。(The invention discloses a flow field simulation method of a large-flow hydraulic control check valve, which is used for simulating a two-dimensional flow field and/or a three-dimensional flow field of a large valve core of a small valve core of the hydraulic control check valve, respectively analyzing the pressure and speed distribution received by a flow channel in the flow field, realizing dynamic characteristic analysis of the hydraulic check valve, finding the structural problems of the hydraulic check valve in the prior art, and making a great contribution to improving the performance of the hydraulic control check valve, prolonging the service life and further improving the performance of key parts and the whole machine of a hydraulic support.)
技术领域
本发明涉及液控单向阀技术领域，更具体的说是涉及一种大流量液控单向阀流场仿真方法。
背景技术
目前市面上的液控单向阀存在的问题主要是液压支架立柱开始降柱时，液控单向阀反向导通出现冲击和振动现象，导致立柱也发生强烈的压力冲击和振动，使得液压支架不能平稳降架。剧烈的压力冲击和振动不仅影响液控单向阀的寿命和可靠性，还影响系统中管路、管接头、密封圈、挡圈等元件的寿命，导致安全阀频繁启闭难以有效卸荷，降低了综采工作面生产效率，增加了工作人员工作负担，严重时可能导致支架立柱元件损坏引发安全事故。所以对液控单向阀进行动态特性分析，对阀的内部结构、阀道内压力、乳化液流速、气蚀现象等进行分析，对提高液控单向阀的性能，延长使用寿命，进而提高液压支架关键零部件及整机的性能都具有重大意义。
因此，如何提供一种能提高液控单向阀的稳定性、可靠性和使用寿命的大流量液控单向阀流场仿真方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种大流量液控单向阀流场仿真方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大流量液控单向阀流场仿真方法，包括以下步骤：
S1.根据液控单向阀的结构进行建模，获取液控单向阀模型；
S2.根据液控单向阀模型分别建立小阀芯开启时单个液控单向阀的二维流道模型和三维流道模型，并设置相同的开启参数，模拟乳化液在二维流道模型和三维流道模型中经液控单向阀控制口流入，流经液控口阻尼孔后经小阀芯阀口从反向回油口流出的过程，分别获取二维流道模型和三维流道模型流道内的速度分布云图和压力分布云图；
S3.根据所述液控单向阀模型分别建立大小阀芯同步开启时单个液控单向阀的二维流道模型和三维流道模型，并设置相同的开启参数，在二维流道模型和三维流道模型中模拟乳化液经液控单向阀控制口和反向进油口流入，分别流经小阀芯和大阀芯阀口再从反向回油口流出的过程，分别获取大小阀芯同步开启时单个液控单向阀的二维流道模型和三维流道模型流道内的速度分布云图和压力分布云图；
S4.根据所述液控单向阀模型分别建立小阀芯开启时以及大小阀芯同步开启时并联液控单向阀的三维流道模型，在不同的开启参数下，均从阀芯的反向进油口流入，反向出油口流出；
并分别获取小阀芯开启时以及大小阀芯同步开启时并联小阀芯流场的三维流道模型流道内的速度分布云图和压力分布云图；
S5.分别针对S2-S4中所获得的所有速度分布云图和压力分布云图分析流道内的受力情况，根据受力情况从而对液控单向阀进行结构优化。
优选的，S2中取三维流道模型中液控单向阀通过进回液口的横截面为观察面。
优选的，S2中，在设定的开启参数下，分别获取二维流道模型内和三维流道模型内小阀芯处的速度分布云图和压力分布云图，并进一步获取小阀芯处的流场速度矢量放大图和流场静压力放大云图，以及阀套与阀体配合处的流场速度矢量放大图和流场静压力放大云图。
优选的，S3中取过大小阀芯和进回液口中心的截面为观察面。
优选的，S3中，在设定的开启参数下，分别获取二维流道模型内和三维流道模型内大小阀芯处的速度分布云图和压力分布云图，并进一步获取控制杆出口的流场速度矢量放大图和大阀芯锥面上的压力分布云图。
优选的，S4中取两个乳化液流出阀口中间平面为观察面。
优选的，S4中，在设定的开启参数下，分别获取小阀芯开启时的三维流道模型内小阀芯处的速度分布云图和压力分布云图和小阀芯阀套处速度矢量放大图；并进一步分别获取大小阀芯同步开启时三维流道模型内大阀芯处流场速度矢量图、阀套上的压力分布云图和大阀芯锥面上压力分布云图。
优选的，S5中，针对单个液控单向阀的二维流道模型和三维流道模型所对应的所有速度分布云图和压力分布云图，对压力和速度分布以及对液控单向阀的反向开启动态特性进行分析，查找出易于发生气穴和噪声的部位以及影响小阀芯的开启时间的部位并提出结构优化措施。
优选的，S5中，针对大小阀芯同步开启时单个液控单向阀的二维流道模型和三维流道模型所对应的所有速度分布云图和压力分布云图，对压力和速度分布进行分析，分析阀芯的稳态液动力，判断阀芯两侧压力分布是否均匀，是否会出现偏心卡死现象，根据判断结果对结构进行优化。
优选的，S5中，针对小阀芯开启时以及大小阀芯同步开启时并联液控单向阀的三维流道模型所对应的所有速度分布云图和压力分布云图，对压力和速度分布进行分析，查找出易损伤的部位，研究内在破坏机理并提出结构优化措施。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种大流量液控单向阀流场仿真方法，本发明通过对液控单向阀小阀芯大阀芯的二维流场和/或三维流场进行仿真，分别对流场内流道受到的压力和速度分布进行分析，实现对液压单向阀进行动态特性分析，发现现有技术中的液压单向阀所所存在的结构上的问题，对提高液控单向阀的性能，延长使用寿命，进而提高液压支架关键零部件及整机的性能具有重大贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的液控单向阀阀芯结构图；
图2附图为本发明提供的小阀芯打开时乳化液流动情况示意图；
图3附图为本发明提供的大小阀芯打开时乳化液流动情况示意图；
图4附图为本发明提供的小阀芯开启0.5mm流道；
图5附图为本发明提供的小阀芯开口0.5mm时速度分布云图；
图6附图为本发明提供的小阀芯开口0.5mm时静压力分布云图；
图7附图为本发明提供的小阀芯0.5mm时压力分布云图；
图8附图为本发明提供的小阀芯处流场静压力放大云图；
图9附图为本发明提供的小阀芯0.5mm时速度分布云图；
图10附图为本发明提供的小阀芯处流场速度云图放大图；
图11附图为本发明提供的小阀芯处流场速度矢量放大图；
图12附图为本发明提供的阀套与阀体配合处压力放大图；
图13附图为本发明提供的阀套与阀体配合处速度矢量放大图；
图14附图为本发明提供的阀套结构优化示意图；
图15附图为本发明提供的阀套优化后的速度矢量图；
图16附图为本发明提供的大小阀芯开启3mm流道；
图17附图为本发明提供的大小阀芯开口3mm速度分布云图；
图18附图为本发明提供的大小阀芯开口3mm压力分布云图；
图19附图为本发明提供的大小阀芯打开3mm时速度分布云图；
图20附图为本发明提供的大小阀芯打开3mm时压力分布云图；
图21附图为本发明提供的控制杆出口速度矢量放大图；
图22附图为本发明提供的大阀芯锥面上压力分布云图；
图23附图为本发明提供的并联小阀芯打开0.3mm压力分布云图；
图24附图为本发明提供的并联小阀芯打开0.3mm速度分布云图；
图25附图为本发明提供的并联小阀芯阀套处速度矢量放大图；
图26附图为本发明提供的液控单向阀速度分布云图；
图27附图为本发明提供的液控单向阀压力分布云图；
图28附图为本发明提供的大阀芯处流场速度矢量图；
图29附图为本发明提供的液控单向阀阀套上的压力分布云图；
图30附图为本发明提供的大阀芯锥面上压力分布云图；
图31附图为本发明提供的一种大流量液控单向阀流场仿真方法的整体流程图；
其中，1-大阀芯、2-小阀芯、3-阀座、4-控制杆、5-封闭容腔、6-反向进油口P1、7-阻尼孔、8-反向回油口P2、9-控制杆有杆腔A2、10-控制杆有杆腔A1、11-控制杆乳化液入口PK、12-流体入口、13-流体出口、14-乳化液出口、15-乳化液入口、16-旋涡。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种大流量液控单向阀流场仿真方法，如图31所示。
本实施例中以一款公称流量为1000L/min，公称压力为50MPa，由两个公称流量为500L/min的内泄式阀芯并联组成的液控单向阀为例。
如图1所示，并联内泄式液控单向阀中一个流量为500L/min的液控单向阀阀芯，采用液压元件设计库(HCD)和机械库子模型对液控单向阀进行建模；图2为小阀芯2打开时乳化液流动情况示意图；图3为大小阀芯2打开时乳化液流动情况示意图；
对单个液控单向阀小阀芯2开启0.5mm时的流场进行仿真，为了对比仿真软件FLUENT对同一流场进行仿真时的差异，分别对二维和三维流场进行仿真并对比分析。
二维流场仿真：
图4为小阀芯2开启0.5mm时单个液控单向阀的二维流道模型，乳化液经液控单向阀控制口流入，流经液控口阻尼孔7后经小阀芯2阀口从反向回油口流出，将该流道在CAD中画好后倒入网格处理软件GAMBIT中。图5、6为液控单向阀小阀芯2开启0.5mm时流场的速度分布云图和压力分布云图，由图可知乳化液在流道内的平均速度大约在53m/s，当流道突然收紧时流速会增加。如在小阀芯2锥面与大阀芯1配合处和小阀芯2前段导杆与大阀芯1配合处阀道突然收紧使得此处乳化液流速最大约为86m/s，小阀芯2过流面积为，此时小阀芯2流量约25.3L/min。相应的观察压力分布云图可知乳化液速度降幅最大的同时系统压力也降幅最大，此时压力约为46MPa。同时在大阀芯1与小阀芯2配合尖角处压力约为44MPa，而其周围的压力约为46MPa，出现局部范围的负压，在该区域易发生气穴。此外，由于液控口阻尼孔7只设置了一个，造成乳化液在通过小阀芯2时主要从小阀芯2一侧通过而另一侧则流体较少，容易造成小阀芯2径向受力不平衡。
三维流场仿真：
建立小阀芯2开启0.5mm时单个液控单向阀的三维流道模型，乳化液流动方向不变，将该流道在Pro/E中实体造型完成后保存为.stp文件，导入网格处理软件GAMBIT中。对流道中小阀芯2与阀座3配合的关键部位进行面网格划分，然后对流道进行体网格划分，选取体网格类型为Tet/Hybrid，选取网格整体比例(Interval size)为0.4。然后对流场边界进行设置，将流体入口12边界条件类型设置为pressure-inlet，流体出口13边界条件类型设置为pressure-outlet，其余与乳化液接触表面均设置为wall，最后输出网格mesh文件。
将网格文件导入ANSYS/FLUENT中，检查网格网格文件无误后进行下一步操作，选择Pressure Based求解器、稳态模型、Explicit格式。设置inlet和outlet的边界条件，根据国标对流体流过锥阀后压力损失不超过7MPa的要求选定进出口压差为6MPa，其中乳化液入口15压力为50MPa，出口压力为44MPa。设置求解方法中Pressure-Velocity Coupling的求解方式为SIMPLEC，Discretization的模式为Second Order，选取水为流体模型，其他设置与二维流场仿真相同，初始化后开始仿真。
如图7所示为小阀芯2打开0.5mm时的压力分布云图，取液控单向阀通过进回液口的横截面为观察面。由图可知，小阀芯2流场压力分两个阶段降低，第一阶段为通过阀套阻尼孔7后压力降低到约为47MPa，第二阶段为乳化液通过小阀芯2阀口时压力降低到约为43MPa。由图8的小阀芯2阀口处压力放大云图可知，在大阀芯1上小阀芯2阀座3处的尖角、小阀芯2导杆处尖角、乳化液流出大阀芯1上阀孔处产生了负压，容易产生气穴和噪声，应当采用圆角等措施予以优化。
如图9所示为小阀芯2打开0.5mm时的速度分布云图，由图可知在小阀芯2流场中乳化液大部分区域速度为25m/s左右，在阀套与阀体配合形成的容腔中乳化液流速最快达到160m/s，这是上一节二维仿真结果未显示出来的。可以看出，相对于上一节的二维流场仿真，三维流场仿真中的乳化液流速更快。图10和11为小阀芯2阀口处的速度云图和速度矢量放大图，由图可得乳化液在小阀芯2与大阀芯1配合处流速约为171m/s，小阀芯2的阀口过流面积为4.9×10-6m2，小阀芯2的阀口流量为50.3L/min。且在小阀芯2上导杆与锥面衔接处乳化液产生旋涡16，相应的此处压力降低，产生负压，易发生气穴和噪声，在设计时应予以倒圆角优化。
如图12、13为阀套与阀体配合处压力和速度矢量放大图，由图可知流体流入反向进油口后大部分直接流入阀套与阀体形成的容腔内，只有极少量流入阀套上的阻尼孔7，乳化液峰值流速达到约230m/s。意味着系统的压力先作用在阀套与阀体形成的容腔内，待容腔内压力与系统相同后乳化液才通过阻尼孔7产生压降小阀芯2打开，而该容腔的体积较大，这无疑会降低阀芯的灵敏度，延长小阀芯2的开启时间。故应该通过结构优化降低该容腔对小阀芯2的影响，原先的阀套设计为直接将阻尼孔7削平来为小阀芯2容腔供液，而将该部分只去除阻尼孔7所在区域，留一部分来将阀套与阀体形成容腔与液控单向阀反向进油口隔离来。如图14为优化后的示意图，这样既可以避免阀套与阀体形成容腔对小阀芯2开启过程的影响，又可以提高小阀芯2开启时间和灵敏度，同时并未增加阀套的复杂程度。
如图15为将阀套优化后阀套部位的速度矢量放大图，阀套优化后小阀芯2容腔的压力分布与优化前相比变化不大，但是阀套优化后乳化液直接流入阀套阻尼孔7，乳化液峰值流速约为208m/s，与优化前乳化液流速差不多。且相比于优化前，小阀芯2阀口处乳化液流速变化不大，但是阻尼孔7内的旋涡16现象变弱，减少了压力消耗。可见优化后消除了阀套与阀体形成容腔对小阀芯2的影响，提高了小阀芯2的灵敏度，缩短了小阀芯2的打开时间。
在完成对小阀芯2打开0.5mm后的二维、三维流场仿真分析后，通过对比发现以下结论：
(1)二维、三维仿真中小阀芯2阀口处乳化液的流速分别为86m/s和171m/s，表1为本论文中小阀芯2不同仿真方式和理论计算的结果对比。由表可知，小阀芯2的流量在40L/min左右浮动，说明小阀芯2小流量泄压阶段的流量约为40L/min，对应乳化液的流速为136m/s左右。
(2)三维仿真中发现阀套与阀体形成的容腔会降低小阀芯2的灵敏度和打开时间，而在二维仿真中并未发现。
表1小阀芯2打开流量对比
(3)二维、三维仿真中均发现在小阀芯2锥面上尖角处容易发生气穴和噪声，应该予以优化。
对大小阀芯2开口度为3mm时单个液控单向阀的流场进行仿真。
二维流场仿真：
图16为大小阀芯2开口度为3mm时单个液控单向阀的流道二维模型，乳化液经液控单向阀控制口和反向进油口流入，分别流经小阀芯2和大阀芯1阀口从反向回油口流出，将该流道在软件GAMBIT中划分网格，然后将网格文件导入FLUENT。大阀芯1开启时反向进油口压力约39MPa，在此取乳化液入口15压力为40MPa，出口压力为34MPa，其余设置均与上文相同。
如图17、18为液控单向阀大小阀芯2同步开启3mm时流场的速度分布云图和压力分布云图，由图可知乳化液在阀道中主要从大阀芯1阀口处流出，其平均流速约为87m/s左右，大阀芯1处的过流面积为4.7×10-5m2，大阀芯1流量为245.3L/min；小阀芯2阀口处乳化液的流速则只有23.2m/s左右，小阀芯2的过流面积为4.9×10-6m2，小阀芯2的流量约为6.8L/min，此时液控单向阀的流量为537L/min，未能达到液控单向阀的设计公称流量。在大阀芯1与阀座3组成的阀道最窄的部位中间出现最高速度，接近116m/s，对应在压力分布云图中尖角处出现负压，极易发生气穴和噪声，对锥阀和阀座3的表面会造成极大的损伤。同时也可以看出，压力损失最大的部位也就是乳化液流速增加最快的部位。在阀座3上尖角处发生负压，容易产气穴，而阀座3的材料为聚乙烯类的塑料材质，极易造成阀座3表面损伤导致泄露。由压力分布云图可以看出在小阀芯2与控制杆4组成的封闭容腔5内的压力要高于其外部的压力，这也从侧面证明了关于大小阀芯2同步打开时发生压力冲击的原因是由于大小阀芯2阀口处压力不均衡造成大小阀芯2受力不均而出现阀芯重复启闭现象这一结论的正确性。
三维流场仿真：
构建大小阀芯2同步开启3mm时单个液控单向阀的三维流道模型，乳化液流动方向不变，将该流道在Pro/E中完成实体造型后输出step文件，导入网格处理软件GAMBIT中。对流道中大阀芯1与小阀芯2、小阀芯2与阀座3配合的关键部位进行面网格划分，然后对流道进行体网格划分，选取体网格类型为Tet/Hybrid，选取网格整体比例(Interval size)为0.4。然后对流场边界进行设置，将流体入口12边界条件类型设置为pressure-inlet，流体出口13边界条件类型设置为pressure-outlet，其余与乳化液接触表面均设置为wall，最后输出网格mesh文件。将网格文件导入ANSYS/FLUENT中，设置乳化液入口15压力为40MPa，出口压力为36MPa，其余设置均与上节相同。
由于仿真结果是一个三维的模型不方便分析，在此选取过大小阀芯2和进回液口中心的截面为分析截面，如图19、20所示为在该截面上取到的大小阀芯2打开3mm时的三维速度和压力分布云图。由图可知大阀芯1阀口处乳化液的平均流速约为180m/s，大阀芯1的过流面积为4.7×10-5m2，得出大阀芯1的流量为507L/min；小阀芯2阀口处的流速为30m/s左右，小阀芯2的过流面积为4.9×10-6m2，小阀芯2流量为8.82L/min，此时液控单向阀的流量为1031.6L/min，可见此时乳化液主要从大阀芯1流出。由于大阀芯1阀口处流速要快于小阀芯2容腔内的流速，使得小阀芯2容腔内压力升高，从图中可以看出小阀芯2容腔内压力约为38MPa而大阀芯1阀口处压力约为36.5MPa，较大的压力差使得大小阀芯2轴向受力不均，造成阀芯出现短时的启闭现象，从而产生了压力冲击，这一仿真结果是二维仿真结果中没有的。同时，还可以看出在三维仿真中流场内出现的负压没有二维仿真明显。液控单向阀反向回油出口处乳化液流速过快产生了旋涡16，损耗了能量使得压力云图中旋涡16中心处压力要比起周围压力低。
如图21为控制杆4出口处的速度矢量放大图，由图可知此时乳化液主要从大阀芯1流出，小阀芯2处的乳化液流速较大阀芯1处流速低，且在出口处发生旋涡16。如图22为大阀芯1锥面上的压力分布云图，由图可知锥面小端压力较大端压力大，说明大阀芯1小端端面容易受到损伤，应在设计时采取相应措施以延长大阀芯1寿命。
在完成对大、小阀芯2同步打开3mm后的二维、三维流场仿真分析后，通过对比发现以下结论：
(1)二维、三维仿真中大阀芯1阀口处乳化液的流速分别为87m/s和180m/s，表2为本实施例中小阀芯2不同仿真方式和理论计算的结果对比。由表2可知，液控单向阀正常打开后流量基本都在公称流量附近浮动，说明大阀芯1阀口乳化液流速约为180m/s，通过与上文中的对比总结发现二维仿真中乳化液流速普遍偏小。此外，二维、三维仿真中小阀芯2阀口处乳化液流速分别为23.2m/s和30m/s，对应的流量分别为6.8L/min和8.3L/min，相差不大。
表2液控单向阀流量对比
(2)二维、三维仿真中阀芯上容易发生气穴和噪声的部位不同，可见二者都有益于对液控单向阀流场的分析。
(3)三维流场仿真可以对曲面上的流场进行分析，如对大阀芯1锥面上的压力分布进行分析而发现锥面小端容易受损。
下面将分别对由两个阀芯并联组成的液控单向阀小阀芯2打开0.5mm、大小阀芯2同步打开3mm时的三维流场进行数值模拟并分析。
将对液控单向阀小阀芯2打开0.5mm时并联小阀芯2流场的三维模型进行仿真，在Pro/E中进行实体造型后将文件另存为step文件后倒入网格处理软件GAMBIT中划分网格，划分步骤与之前相同。然后将网格文件导入FLUENT中进行流场仿真，各参数设置与对单个小阀芯2三维流场仿真时相同。
如图23、24为并联小阀芯2打开0.3mm时的速度和压力分布云图，由图可知小阀芯2并联后流场压力和速度分布与单个阀芯仿真结果基本相同。由于液控单向阀安装在立柱上时入口垂直于反向回油口，增大了阀套与阀体形成的容腔。
图25为该部位的速度矢量放大图，由速度分析图可知小阀芯2打开初期乳化液大部分流入该容腔，而只有少部分流体流入阀套阻尼孔7，延长了小阀芯2的开启时间，故采用4.2.2节中提出的阀套优化措施显得尤为重要。
构建大小阀芯2同步开启3mm时并联液控单向阀的三维流道模型，乳化液流动方向如图，将该流道在Pro/E中完成实体造型后输出step文件。
如图26、27为选取两个乳化液出口14中间平面为分析平面的液控单向阀速度和压力分布云图，图中乳化液入口15处速度和压力分布与其周围不协调的是由于截面显示不全造成的。由速度分布云图可知乳化液主要从液控单向阀阀体对称中心流向两个阀口，大阀芯1阀口流速约为184m/s，大阀芯1阀口的流量为518.8L/min；小阀芯2阀口处乳化液的流速为45m/s左右，小阀芯2阀口流量为13.2L/min，液控单向阀的总流量约为1064L/min。
由压力分布云图可知乳化液主要流过的一侧压力较乳化液流过较少一侧低约2MPa左右，主要是由于乳化液流速不同造成的，大阀芯1和阀套两侧的压力差造成其两侧受到不同大小的径向压力，且压力分布不均匀，这容易造成大阀芯1或者阀套发生偏心卡死现象，而阀套与阀体、大阀芯1与阀套均为间隙配合，发生卡死现象后很难恢复，导致液控单向阀不能正常关闭，发生故障。造成阀芯卡死的液压力不同于液压卡紧力，而是由于压力分布不均匀导致的，故采取必要的防护措施来防止阀芯卡死现象至关重要。由不均匀径向液压力的产生机理知道，要想消除或者减小该径向不平衡力，必须消除大阀芯1和阀套两侧的不平衡压力，在此可采用曾设乳化液入口15使得阀芯和阀套两侧压力变化一致来解决该问题。此外，在大阀芯1与阀套配合尖角处发生负压容易产生气穴现象，这是之前仿真中未出现的。
由图28所示，在乳化液流过大阀芯1阀口时由于流道变窄使得乳化液产生旋涡16，造成能量损失，同时降低了系统压力，这是我们不希望看到的，该现象在阀芯开口度逐步增大后消失。因此，要尽量避免液控单向阀打开过程中阀芯的振动，这不仅损害阀芯的使用寿命，还造成了不必要的能量损失。如图29所示为液控单向阀阀套上的压力分布云图，由图可知乳化液主要从阀套上部流入大阀芯1阀口，因此阀套上部压力较下部压力低，有将阀套向上推的趋势，但是由于压力差不大，故在此可以忽略压差的影响。此外，从图中可以看出阀套上乳化液入口15处压力分布不均匀，在阀套上部的三个入口处的相同位置均出现相对于其周围类似的低压，说明阀套上这些部位为易损伤的部位，应在设计时予以注意。如图30为大阀芯1锥面上的压力分布云图，其压力分布与大小阀芯2同步开启3mm时单个液控单向阀的三维流道模型仿真结果相似，由图可知锥面小端压力较大端压力大，说明大阀芯1小端端面容易受到损伤，应在设计时予以强化。
本实施例通过对液控单向阀的内部流场进行数值模拟，对小阀芯2和大阀芯1的流场进行分析。分析发现液控单向阀完全打开时，大阀芯1和阀套存在径向压力不平衡，容易造成大阀芯1和阀套发生偏心卡死；在小阀芯2前期打开时，乳化液从反向进油口进入阀体后将先作用于阀套和阀体组成的容腔，延缓了小阀芯2的开启时间，从而降低了液控单向阀的灵敏度；通过分析阀套上的压力分布云图，找出阀套上的乳化液通流口容易发生破损的部位。最后针对分析中液控单向阀出现的问题，提出结构优化方案。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。