斜盘式轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径设计

为了解决斜盘式轴向柱塞泵在高速高压下产生柱塞颈部断裂的问题,对柱塞泵柱塞颈部的设计及校核开展研究,提出柱塞颈部最小直径的设计方法。基于排油区柱塞滑靴组件的受力分析,建立高压下柱塞颈部受力模型。基于应力-强度干涉分布理论,结合柱塞颈部应力分布和柱塞疲劳强度,提出柱塞颈部疲劳可靠度表达式,得到轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径。利用有限元法对最小颈部直径柱塞进行静力学仿真分析,结合应力云图实现柱塞强度的安全性校核。在额定工况下,对根据柱塞颈部最小直径的设计方法设计出的轴向柱塞泵开展了容积效率和机械效率试验,利用本研究的设计准则针对同类产品的轴向柱塞泵柱塞颈部进行设计验证,验证所提出的柱塞颈部最小直径设计方法的合理性。     

恒压变量柱塞泵斜盘偏心距的计算与仿真

斜盘偏心距设计合理与否是影响恒压变量柱塞泵稳定工作的因素之一。为了使柱塞泵获得良好的工作品质，需要对斜盘偏心距设计方法进行深入研究。采用数值分析的方法得到斜盘偏心距的理论计算公式，并应用Simulink仿真软件搭建仿真模型求得斜盘偏心距值。深入分析了影响斜盘偏心距取值大小的因素，将分析结果应用到产品中进行试验考核，验证了斜盘偏心距计算的正确性，为斜盘偏心距的设计提供了一种有效方法。此外，应用以上设计方法对8型产品进行了斜盘偏心距的计算复核，结合实践经验总结出了斜盘偏心距值的合理取值范围，为斜盘偏心距的设计提供了一定参考。     

高速高压轴向柱塞泵缸体的气穴机理研究

以斜盘式柱塞泵为例,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析计算了其在同一转速下不同直径比的情况下气穴发生情况,给出在保证泵流量情况下柱塞及吸油孔极限直径比的计算公式。并比较了在同一工况同一直径比不同进油口结构的气穴情况。通过计算结果的分析知道柱塞直径与吸油孔直径的直径比对缸体的气穴影响较大,不同的吸油孔结构对气穴的影响较大。从气穴产生的原因分析柱塞泵的气穴,对于柱塞泵缸体及柱塞的设计提供了理论依据及设计指导。     

双排式轴向柱塞泵流量脉动特性研究

为了研究双排式轴向柱塞泵的流量脉动特性,对双排式轴向柱塞泵柱塞的排列方式进行了分类,列写流量方程并计算不同错位角下柱塞泵的流量不均匀系数,分析柱塞排列方式和错位角的变化对双排式轴向柱塞泵流量脉动特性的影响。研究发现内外排柱塞数相同且同为奇数时,改变错位角得到的最小流量不均匀系数小于同等柱塞数的单排式轴向柱塞泵的流量不均匀系数,双排式轴向柱塞泵的流量脉动特性得到显著改善。同时还发现内外排柱塞数均为5,且错位角为π/10的双排式轴向柱塞泵具有较小的流量脉动,是一种比较理想的选择。     

径向双球头柱塞泵广义心形型线的特性分析

观察心形线，对其幅值和波动进行相应的扩展，可得到广义心形型线，该封闭曲线简单连续且高次可导。将其应用到径向双球头柱塞泵中，得到一种新的径向双球头内作用曲线柱塞泵，并提出一种新的计算方法进行MATLAB仿真运算，求得对应的球头导轨曲线。并对此应用广义心形型线的径向双球头柱塞泵的输出特性进行分析，推导其流量公式、流量脉动公式，并探究柱塞个数、作用次数、长短轴比例系数对其流量脉动率的影响，为以后设计和开发新型的广义心形型线的径向双球头柱塞泵提供了理论依据。     

轴线倾斜式柱塞泵转子设计校核方法研究

针对现有设计与校核方法的不足,参考柱塞轴线平行式柱塞泵相关设计校核理论,建立了一套柱塞轴线倾斜式柱塞泵转子设计校核公式,并以具体型号泵进行验证,以便为该类型柱塞泵转子设计提供理论依据。     

基于Fluent的径向柱塞泵内流道流场分析

针对40ml/r径向柱塞泵内流道的非定常流动,应用流场仿真专用软件Fluent进行了可视化分析。利用滑移网格和动网格技术对柱塞绕配流轴旋转以及柱塞沿自身轴线的往复运动进行动态模拟,得到柱塞在不同位置的速度和压力分布云图,以及出口处压力和流量随转角的变化规律,数值模拟结果为径向柱塞泵流道的设计提供了理论基础。     

双排式轴向柱塞泵柱塞的受力与分析

柱塞的受力状况影响到双排式轴向柱塞泵的效率和寿命,是设计中的关键环节.柱塞随缸体旋转时受到离心力的作用,由于柱塞的质量中心与转动中心不重合,离心力引起柱塞的翻转.通过对柱塞的受力分析,确定了柱塞受力特性,该研究不仅对克服双排式轴向柱塞泵缸体所受的倾覆力矩和防止缸体倾斜提供了计算结果,而且为柱塞的选择给出了设计依据.     

介质压缩性对高压柱塞泵间隙泄漏的影响

密封是影响高压柱塞泵可靠运行的关键因素。首先,建立柱塞组件数学模型,对柱塞组件的动态泄漏量与容积效率进行理论分析与计算;其次,为揭示水的压缩性对柱塞泵泄漏量与容积效率的影响机理,利用Fluent对以水为介质的高压柱塞泵的柱塞组件内部流场进行仿真分析。结果表明:随着压力增大,水的可压缩性对间隙泄漏的影响程度呈非线性增大,当压力超过50 MPa时,其影响程度变得更大。该研究方法与结果为设计水为介质的高压径向柱塞泵的间隙密封提供了理论依据。     

某斜盘式柱塞泵柱塞颈部结构参数计算及仿真分析

柱塞颈部断裂是柱塞体主要损坏形式之一,其直径值对柱塞强度和寿命有重要影响。目前柱塞颈部直径主要通过文献中经验公式来确定,通过试验进行检验,若发生故障,则重新修正该尺寸值。以某型号斜盘式液压柱塞泵为例,以不影响滑靴转动角度与保证柱塞强度为目标,对柱塞颈部直径进行计算,得到柱塞颈部最小允许直径与最大允许直径,并通过ANSYS进行仿真分析,得到仿真应力结果,对比后得出,柱塞颈部直径与柱塞体直径的比例值与目前文献中的经验公式并不一致。     

基于EASY5的轴向柱塞泵建模与流量特性仿真研究

以CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,分析柱塞泵结构原理与柱塞运动规律,建立柱塞泵流量数学模型。利用MSC.EASY5软件搭建柱塞泵液压虚拟样机模型,进行流量仿真计算,与液压试验台测试结果对比,验证模型的准确性。在此基础上,仿真计算不同斜盘倾角、不同内泄量情况下柱塞泵流量特性曲线,仿真模拟结果与理论分析及实际情况基本一致。结果表明:应用EASY5软件可以准确有效的实现柱塞泵建模和仿真,为进一步研究柱塞泵故障诊断提供参考,对复杂液压元件虚拟样机建模具有借鉴意义。     

轴向柱塞泵滑靴的动力学特性仿真分析

滑靴与斜盘、柱塞、回程盘之间的配合是保证柱塞泵正常工作的重要条件,滑靴的磨损失效会影响与之配合零件的正常工作。首先对A4VG125型柱塞泵滑靴进行理论受力分析,应用SimulationX建立柱塞泵的一维液压模型和三维MBS模型,仿真柱塞底部所受液压力。然后与ADAMS和ANSYS建立的柱塞泵动力学模型进行联合,完成柱塞泵的刚柔与液固耦合仿真模型。在仿真工作参数作用下,研究滑靴与斜盘、柱塞、回程盘之间摩擦副的动力学特性。结果表明:当斜盘倾角增大、主轴转速提高时,对滑靴总体的受力/力矩情况影响较大;滑靴与柱塞之间的球铰副受工作参数变化影响较为明显,受力/力矩波动较为严重。     

轴向柱塞泵低气压运行特性建模与试验分析

空化是影响液压系统动态特性的重要因素,为此开展了轴向柱塞泵低压环境下的工况研究。考虑气液两相混合油液的密度、体积弹性模量和黏度的影响,限制入口油腔的最低压力,建立轴向柱塞泵的压力流量模型,计算获得轴向柱塞泵在不同工况下的流量特性,并通过试验验证。研究表明:负载增大导致更严重的空化以及泄漏,并使容积效率降低;轴向柱塞泵在达到临界流量之后,转速提升只会加剧空化,而不能提升流量;最大容积效率出现在临界流量产生之前。为轴向柱塞泵低气压性能预测提供了理论支撑。     

提高汽车ESP系统液压控制单元柱塞泵效率的仿真研究

柱塞泵是汽车ESP(Electronic Stability Program)系统液压控制单元（Hydraulic Control Unit,HCU）的关键部件之一,其泵油能力直接影响液压控制单元对控制指令的执行力度,在ESP系统不同工作模式下都起到重要作用,因此需要深入分析柱塞泵的结构和参数,以提高其泵油效率。本文根据柱塞泵径向单柱塞的结构特点推导出其数学模型,采用 AMESim的液压元件设计功能建立其详细的仿真模型,并经过了试验验证。通过仿真得出泵吸油阀和压油阀能否及时配合柱塞腔的体积变化对泵的工作有着重要影响。在此基础上,进一步深入分析影响柱塞泵效率的几个关键参数,为泵的设计开发提供参考依据。     

Analysis on the friction losses of a bent-axis type hydraulic piston pump

The design of an axial piston pump for electro-hydrostatic transmission systems requires accurate information where and how much the internal friction and flow losses are produced. This study is particularly focused on the friction losses of a bent-axis type hydraulic piston pump, aiming at finding out which design factors influence its torque efficiency most significantly. To this end, the friction coefficients of the pump parts such as piston heads, spherical joints, shaft bearings, and valve plate were experimentally identified by a specially constructed tribometer. Applying the experimental data to the equations of motion for pistons as well as to the theoretical friction models for the pump parts, the friction torques produced by them were computed. The accuracy of the computed results was confirmed by the comparison with the practical input torque of the pump. In this paper, it is shown that the viscous friction forces on the valve plate and input shaft bearing are the primary source of the friction losses of the bent-axis type pump, while the friction forces and moments on the piston are of little significance.     

水压柱塞泵配流盘阻尼槽结构优化及试验研究

针对水压柱塞泵U形阻尼槽的结构参数进行研究,通过流场仿真对比不同阻尼槽结构参数下水压柱塞泵的流量特性,确定水压柱塞泵的压力、流量脉动率最优的阻尼槽结构参数,从而降低水压柱塞泵的流体振动。仿真结果表明,在现有结构参数下当水压柱塞泵阻尼槽宽度设置为2mm、深度为0.8mm、配流盘预升/泄闭死压角为11.8°时,柱塞泵的压力和流量脉动率最小。开展了水压柱塞泵的振动试验,对比了阻尼槽优化前后的试验数据,试验结果表明优化后的阻尼槽结构能够有效降低水压柱塞泵的振动。     

基于ANSYS workbench的柱塞泵回程盘结构优化设计

针对某型号斜盘式轴向柱塞泵回程盘与柱塞组件试验出现局部严重磨损及干涉故障,利用ANSYS Workbench软件对斜盘式柱塞泵回程盘进行了强度和刚度分析,首先找出了回程盘的应力主要集中区和变形量较大的位置,为回程盘的设计提供了参考;其次,对回程盘进行了优化,在保证回程盘的强度达到设计要求的情况下,增强了回程盘的刚度,改善了泵的整体性能,为斜盘式轴向柱塞泵的结构优化、提高效率等方面提供实用经验和参考。     

The kinematic analysis of axial-piston pumps

This investigation describes the kinematics of axial hydraulic pumps with spherical ended pistons. The results, however, apply to the basic kinematics of all axial piston pumps. The current hypothesis is that sliding at the piston/swash plate interface contributes to the wear of these parts. The analysis concludes that sinusoidal sliding is inherent at the piston/swash plate contact point, and that its magnitude is a function of the pump design variables. Therefore, manipulation of the basic design variables of the pump is the key to controlling the amount of sliding and related wear at the contact point.