挖掘机功能众多、应用广泛,是各种工程机械中价值量最大的品种,占有较大的市场份额。挖掘机中的液压系统决定了挖掘机整机使用的性能,多路阀作为整个液压系统中的核心部件,起到了至关重要的作用。随着挖掘机主机需要的流量和压力不断增大,对所使用的多路阀的灵敏度、稳定性、可靠性的要求越来越高。针对挖掘机多路阀工作过程中的发热、振动、噪声等问题,本课题旨在针对一种挖掘机多路阀进行流场仿真分析、流固耦合仿真分析和试验研究,总结参数变化规律,先行验证方案的合理性,对完善挖掘机多路阀设计理论将有一定的指导作用,对于提高液压挖掘机的工作性能具有十分重要的现实意义。本文首先分析了多路阀、节流槽理论与多路阀液压综合试验台的研究现状,现有的研究缺少单个节流槽与阀口节流槽耦合作用下流场中的流量特性研究,没有涉及阀芯开启过程中的流固耦合分析和针对不同阀芯方案的试验与仿真的对比分析,本文将对以上问题进行有针对性的研究。其次,对多路阀的压力损失、阀芯受力进行了相关理论计算。分析了滑阀阀口处典型节流槽的结构、流动特性,对典型节流槽的阀口面积变化规律进行了归纳和总结,并通过Matlab软件对多路阀铲斗阀芯阀口处的过流面积变化规律以曲线形式呈现。利用Fluent软件对多路阀铲斗挖掘工况时的流体域进行了流场仿真,发现高流速区域与流体域拐角位置的周围常存在涡流现象,将造成油液能量损失和气穴现象。从节流槽的流速、压力与液动力变化曲线上可以看到在阀芯开启的过程中常伴有突增与突降的现象,使得多路阀产生振动、噪声,影响多路阀的工作性能和寿命。通过该方法可预测可能出现的风险与不足,从而提高优化工作效率,降低改进成本。通过Workbench软件对多路阀单动作工况与复杂动作工况进行了流固耦合分析,发现阀体与阀芯变形主要存在于输油端位置,并且阀体与阀芯相接触的边缘位置存在应力集中现象。随着工况逐渐复杂,P1阀块受力减小、P2阀块受力增大、铲斗阀芯受力增大,P2阀块与铲斗阀芯的应力变化趋势表现出正相关性。通过等效应力、应变和变形量参数与其参数云图对多路阀的阀体与阀芯进行了静力学分析,可先行验证其所用材料与结构是否合理、应力集中与变形突出区域是否存在。设计多路阀综合试验台,可进行相关工作性能与泄漏量的测试。通过试验台对多路阀铲斗阀芯的四种方案进行了动态性能的测试,发现四种方案具有不同的流量调节特性,将适合不同功用的挖掘机。通过试验与仿真的的对比分析,验证了仿真结果的准确性。本文对多路阀从理论分析、数学模型、流场分析、流固耦合分析以及试验验证等角度进行了全面综合的分析,为完善液压挖掘机多路阀的研究提供了理论支持和参考依据。