自擺角式徑向柱塞泵配流沖擊及影響因素研究.pdf

1、高壓徑向柱塞泵中，配流軸上減振槽的包角角度和截面尺寸對泵的流量脈動起重要作用，因此研究配流軸結(jié)構(gòu)對配流沖擊和流量脈動的影響，是提高徑向柱塞泵壽命、改善其性能指標的重要途徑。在考慮油液壓縮性和預升壓區(qū)減振槽油液倒灌的基礎(chǔ)上，根據(jù)軸配流式徑向柱塞泵的工作機理，以 XDP1000自擺角式軸配流高壓（42MPa）徑向柱塞泵配流副的減振槽結(jié)構(gòu)為研究對象，建立徑向柱塞泵在預升壓區(qū)柱塞腔油液壓力隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的微分方程和泵出口理論瞬時流量的數(shù)學模型，

2、分析三角形減振槽的最大截面邊長及包角角度對配流沖擊和流量均勻性的影響。建立柱塞泵配流流道的三維模型，根據(jù)柱塞的運動形式分析獲得柱塞相對于轉(zhuǎn)子的徑向速度表達式，并對速度表達式進行速度分解；考慮液壓油的可壓縮性條件下，編寫柱塞相對于轉(zhuǎn)子做伸縮運動的UDF程序；運用CFD動網(wǎng)格技術(shù)，對柱塞的剛體運動和柱塞壁面的變形進行定義；在 Fluent求解器中進行非定?？蓧嚎s流動的流場模擬計算，與數(shù)學模型下的分析結(jié)果相互比較；分析流場中壓力、速度矢量分布

3、，得到泵的流量曲線，并計算流量脈動率。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴柱塞在預升壓區(qū)存在不排油現(xiàn)象，以及減振槽由于倒灌而引入柱塞腔的流量是高壓徑向柱塞泵形成流量脈動的兩個重要因素。在考慮油液壓縮性與減振槽倒灌流量的情況下，徑向柱塞泵的流量脈動率要大于原瞬時理論流量數(shù)學模型下得到的脈動率。⑵三角形減振槽截面邊長增大，預升壓時間相應(yīng)縮短，但會增大柱塞泵的流量脈動率；增大減振槽包角角度能夠減小泵的流量脈動率，但在預升壓區(qū)出現(xiàn)油液壓力升高不到

4、排油壓力的現(xiàn)象；柱塞腔油液壓力需要滿足在預升壓區(qū)達到排油壓力、壓力梯度小的條件，否則會形成配流沖擊，產(chǎn)生振動和噪聲。⑶減振槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)同時影響柱塞腔油液的升壓過程和柱塞泵的流量均勻性：三角形減振槽截面邊長取7.9mm、包角取14°時具有較小的壓力梯度和脈動率；減振槽包角相同時，半圓形減振槽相比三角形減振槽具有更小的結(jié)構(gòu)尺寸和流量脈動率。⑷CFD模型的結(jié)果表明：柱塞泵出口油液壓力介于5MPa與42MPa之間時，預升壓區(qū)均存在油液的倒灌現(xiàn)象