采用AMESim軟件進行了反向式減壓閥靜態特性研究。分析了改變設計流量Q、刀鋒直徑d、敏感活塞面積Am和彈簧有效剛度Ke等參數對反向減壓閥靜態特性的影響，并通過減壓閥性能試驗進行驗證，為減壓閥研制提供了合理可行的理論依據。

　　1、概述

　　在航天領域地面供配氣系統和設備中，氣體減壓閥是重要元件之一。減壓閥的主要作用是降低氣源壓力，并依靠氣體本身的能量轉換和減壓閥內部運動系統的受力平衡，自動維持出口壓力的相對穩定，即當氣源壓力和輸出流量發生變化時，仍可以向下游用氣設備提供穩定的壓力值，因此，減壓閥性能及可靠性對完成發射任務有直接的影響。本文應用AMESim 軟件建立仿真模型進行靜態特性分析，并進行了試驗驗證，為設計改進或重新設計提供方向和技術依據，而且也為現有各種減壓閥的性能分析提供參考。

　　2、工作原理及靜態特性

　　以某反向式減壓閥為例(圖1) 。當氣體經過減壓閥時，入口壓力P1進入高壓腔V1之后，在減壓閥瓣和閥座刀峰之間的開啟縫隙處受到第一次節流，壓力下降至Ps。然后，氣體在減壓閥瓣下方旋轉90°，經過閥座與減壓閥瓣的環形通道時，受到了第二次節流，壓力降至P2，進入低壓腔V2，以質量流量Q 輸出。

圖1 反向式減壓閥

　　在設定充氣壓力Pt0之后，打開減壓閥的出口，以流量Q 輸出時，減壓閥開啟瞬間，出口壓力P2降低，氣簧腔內壓力Pt > P2，推動減壓閥瓣向上運動，減壓閥開啟高度增大，出口壓力P2上升。當P2到達某一值時，閥體內部副彈簧的作用力、減壓閥瓣的氣動力和敏感活塞的氣動力等與氣簧力的作用力相平衡，此時減壓閥處于穩定工作狀態。當入口壓力P1下降時，減小了減壓閥瓣上部的高壓氣動力和閥瓣的流量，使敏感活塞上部出口壓力P2亦下降，減小了該活塞的氣動力。

　　由于以上兩種氣動力的減小，使氣簧向上推動敏感活塞，加大減壓閥瓣的開啟高度，增加該閥瓣流量，恢復出口壓力P2。在入口壓力P1不變的情況下，如出口壓力P2下降，則減小敏感活塞的向下氣動力，使敏感活塞向上推動減壓閥瓣，加大該閥瓣的開啟高度和其流量，提高出口壓力P2。反之，如出口壓力P2上升，則加大敏感活塞的向下氣動力，壓縮氣簧，減小減壓閥瓣的開啟高度和流量，降低出口壓力P2。因此真空技術網（http://www.jnannai.com/）認為減壓閥以敏感活塞上的出口壓力P2的變化為信息，借助該活塞和副彈簧等的機械負反饋作用，改變減壓閥瓣的開啟高度，穩定出口壓力P2和輸出流量Q。

　　在穩定流動狀態下，當進口壓力或出口流量發生變化時，出口壓力相應產生變化，這種出口的壓力隨進口壓力或出口流量變化而變化的性質，稱為減壓閥的靜態特性。

　　4、結語

　　采用AMESim 軟件對反向式減壓閥的靜態特性進行了仿真分析，并與試驗結果進行了比對，驗證了數學模型和仿真模型的正確性和合理性，為后續開展反向式減壓閥研究奠定了基礎。通過分析主要參數對減壓閥靜態特性的影響，并給出了優化設計的思路，對減壓閥產品研制具有一定的指導意義。