双向柱塞泵双向缓冲槽结构优化设计

轴向柱塞泵的高低压切换通过配流盘结构实现,配流盘上的缓冲槽结构对于降低压力冲击与流量脉动至关重要。为了优化双向柱塞泵的缓冲槽结构参数,分析了缓冲槽结构对出口压力-流量特性的影响规律,计算了在单缓冲槽结构下柱塞泵转向调节时的压力-流量特性,得到优化构型。首先,对缓冲槽的构型与泵输出压力-流量特性的关系进行了理论分析,采用CFD方法对采用单向缓冲槽结构的整泵流场压力-流量特性进行计算,对缓冲槽结构参数与出口流量脉动特性的影响规律进行了研究;其次,对单向和对称式的缓冲槽结构的流场特性进行了计算,探究了在柱塞泵正、反转工况下,缓冲槽结构对配流特性的影响规律;最后,通过多目标优化算法寻优,计算缓冲槽的优化结构参数,降低了柱塞泵出口的压力-流量脉动。结果表明,对于需要同时应对正反转工况的柱塞泵结构而言,其配流盘缓冲槽结构需要采用轴对称构型,同时前后缓冲槽的结构参数保持一致将有助于获得更稳定的压力-流量特性;前后缓冲槽的优化后宽度角为82.3°,深度角为12.7°,优化后的压力脉动率为0.3%,流量脉动率为13.7%。     

基于PumpLinx纯水轴向柱塞泵配流盘卸荷槽结构的仿真分析

以纯水轴向柱塞泵为研究对象,在同时考虑配流盘间隙和柱塞间隙的基础上,利用流体仿真分析软件PumpLinx,采用动网格技术并建立空化模型,研究配流盘减振结构对流量特性和压力脉动的影响。通过仿真分析U型槽、三角槽、孔槽结合和无阻尼槽四种不同的减振方案在配流过程中的压力脉动和流量脉动,进而比较得出最佳的高压卸荷槽结构。仿真结果表明,采用U型槽结构的配流盘在预升压过程中优于其他三种结构,且其出口的流量更加平稳,脉动率更小。     

变量机构压力脉动对柱塞泵声振特性的影响

在流体传动系统中,柱塞泵的振动噪声已经成为影响性能的关键指标之一,其主要激励源是出口压力脉动.为研究柱塞泵的振动噪声,搭建了柱塞泵的AMESim模型,在变量机构回路中加入阻尼孔元件,仿真结果表明,其可以有效降低出口的压力脉动.通过试验测试柱塞泵在加入阻尼孔前后在不同转速下的压力和振动信号,利用小波包对信号进行消噪处理,...     

柱塞泵球面配流盘阻尼槽对流量脉动性的影响

对斜盘式轴向柱塞泵中球面配流盘上的三种典型阻尼槽过流面积进行数值解析,提出一种过流面积解析方法,并将计算结果与流场仿真所得的等效过流面积进行对比,再利用已获得的过流面积得出柱塞泵的流量脉动曲线。结果表明:该球面配流盘阻尼槽过流面积计算方法物理意义明确,计算精度高;不同的阻尼槽过流面积对柱塞泵出口的流量脉动率有很大影响。     

基于往复阀减振的轴向柱塞泵压力特性分析

采用传统三角槽配流盘的轴向柱塞泵在过渡区不能完全消除由于换向产生的压力脉动，同时由于节流的影响，会产生明显的流量倒灌现象。在不对缸体或配流盘进行颠覆性设计的情况下，提出一种压力控制往复阀结构串联于各柱塞腔之间，从而缓冲过渡区的压力脉动，减小过渡区产生的振动，并取消配流盘的三角槽结构，从而减少流量倒灌。给定往复阀的直径等参数，通过仿真分析发现，该结构在过渡区产生的压力脉动仅为2.5%,相对于三角槽配流盘可以有效的降低轴向柱塞泵在高低压过渡区过程中的压力脉动。     

基于PumpLinx柱塞泵配流盘三角槽结构的优化

在轴向柱塞泵中,配流盘作为最重要的元件之一,对于降低流量脉动和噪声有着至关重要的影响,该文主要针对轴向柱塞泵配流盘减震槽结构对泵内压力,流量产生的影响,对轴向柱塞泵的配流盘进行研究。通过设置不同形状配流盘减震槽的过流面积,在SolidWorks内对不同形状过流面积进行实体模型建模。该模型考虑到了油液的压缩性、柱塞副、配流副的泄露和流量倒灌对泵内流体产生的影响。通过PumpLinx对实体模型经行仿真,通过对比分析,仿真结果发现配流盘减震槽结构优化后,泵体内部的流量和压力脉动都有明显的降低,气蚀也有明显的降低。     

恒流径向柱塞泵输出特性分析与试验

基于特种装备车辆转向系统恒流量需求的背景,以优化某型恒流量径向柱塞泵输出动特性为目的,进行了恒流量机理解析及流量脉动分析优化。针对流量输出特性搭建了数学及仿真模型,并对比仿真、试验结果,以验证原理、模型的有效性。并以恒流量值、恒流量临界转速为约束条件,对流量脉动率进行了优化分析研究。结果表明：可通过该型结构实现柱塞泵恒流量功能;在输入转速大于恒流量临界转速后,随转速升高,平均流量将趋于稳定,而流量脉动将随转速升高而升高;通过优化柱塞直径、偏心距和节流口开口量,可有效降低流量脉动率5%以上。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵动态特性仿真研究

为研究轴向柱塞泵的动态特性,理论分析了其运动特性和流量脉动特性,并基于ADAMS与AMESim软件建立了某型柱塞泵的虚拟样机模型。通过联合仿真得到了不同转速下的柱塞位移、速度、加速度曲线,不同转速、斜盘倾角下的流量脉动曲线,以及不同负载下的传动轴转矩、泵出口压力曲线。研究结果表明:为减小柱塞泵的振动与噪声,其转速应限制在一定范围内;适当提高转速、减小斜盘倾角可减小流量脉动。研究结果可为柱塞泵结构优化提供参考依据。     

非对称轴向柱塞泵配流副压力脉动特性分析

为了节省功率电传系统的安装空间和重量,需要用泵直接闭环控制差动缸运动,将泵的吸油配流窗口改为2个窗口,以匹配差动缸的面积比。该结构变化导致其压力脉动增大,产生大的振动噪声,为了减小其影响,提出了一种阻尼槽-缓冲容腔-导油槽非对称配流盘结构,针对该结构开展了非对称配流流量特性的内部流场仿真分析,并通过了压力脉动特性试验验证。结果表明了非对称轴向柱塞泵的配流结构设计与仿真的合理性,实现了液压泵的新功能。     

飞机发动机驱动泵出口管路振动分析与优化

为了研究飞机发动机驱动泵出口流体压力脉动对管路结构振动的影响,基于某型飞机发动机驱动泵真实结构参数,建立了AMESim柱塞泵模型,模拟了柱塞泵额定工作状态下液压油出口流动特性,得到流体压力脉动函数表达式。选取液压泵出口段管路结构进行建模分析,将流体脉动函数表达式作为管路入口流体边界条件输入,对管路进行流固耦合振动特性分析。结果表明:管路的过渡段在流体冲击下产生的变形最大,变形量为1.1774 mm;当流体激励频率接近管路一阶固有频率时,管路发生共振的振幅最大,其中最大振幅为31.227 mm。最后,通过加设弹性卡箍的方法对管路进行优化,优化方法有效降低了流体激励对管路振动的影响。     

Flow Ripple of Axial Piston Pump with Computational Fluid Dynamic Simulation Using Compressible Hydraulic Oil

The flow ripple, which is the source of noise in an axial piston pump, is widely studied today with the computational fluid dynamic(CFD) technology development. In the traditional CFD modeling, the fluid compressibility, which strongly influences the accuracy of the flow ripple simulation results, is often neglected. So a compressible sub-model was added with user defined function(UDF) in the CFD model to predict the flow ripple. At the same time, a test rig of flow ripple was built to study the validity of simulation. The flow ripple of pump was tested with different working parameters, including the rotation speed and the working pressure. The comparisons with experimental results show that the validity of the CFD model with compressible hydraulic oil is acceptable in analyzing the flow ripple characteristics. In this paper, the improved CFD model increases the accuracy of flow ripple rate to about one-magnitude order. Therefore, the compressible model of hydraulic oil is necessary in the flow ripple investigation of CFD simulation. The compressibility of hydraulic oil has significant effect on flow ripple, and the compression ripple takes about 88% of the total flow ripple of pump. Leakage ripple has the lowest proportion of about 4%, and geometrical ripple leakage ripple takes the remnant 8%. Besides, the influence of working parameters was investigated through the CFD simulations and experimental measurements. Comparison results show that the amplitude of flow ripple grows with the increasing of rotation speed and working pressure, and the flow ripple rate is independent of the rotation speed. However, flow ripple rate of piston pump grows with the increasing of working pressure, because the leakage ripple will increase with the pressure growing. The investigation on flow ripple of an axial piston pump using compressible hydraulic oil provides a more validity simulation model for the CFD analyzing and is beneficial to further understanding of the flow ripple characteristics in an axial piston pump.     

配流盘对轴向柱塞泵声振特性的影响

通过振动和噪声测试试验台,在两种不同的试验工况下,分别对轴向柱塞泵的表面振动速度和声压级进行了测试。使用傅里叶变换对测试数据进行处理,分析了不同试验工况下轴向柱塞泵的声振特性,探讨了振动速度和声压级之间的对应关系。然后对比了两种配流盘结构对声振特性的影响,给出了阻尼孔以及三角槽结构的配流盘的适用范围和各自的优势,为不同工况下轴向柱塞泵配流盘结构的选择提供了一定的参考。     

柱塞倾角对球面配流副轴向斜柱塞泵流体特性的影响

运用CFD技术对球面配流副轴向斜柱塞泵的单柱塞腔内压力脉动、输出流量脉动以及配流盘对缸体作用力矩等重要性能进行研究,分析柱塞倾角与上述流体特性的关系,得到柱塞倾角对柱塞泵流体特性的影响规律。     

水压柱塞泵(马达)配流盘的研究与仿真

介绍了柱塞泵 (马达 )配流型式的发展 ,对水压轴向柱塞泵 (马达 )力矩全平衡型配流盘进行了分析。通过数字仿真研究了配流盘结构对柱塞腔内压力的影响 ,发现减振槽及其过流面积对气蚀的产生有直接的作用 ,合适的吸入口压力或背压可减小泵或马达发生气蚀的可能性     

轴向柱塞泵降噪分析与研究

轴向柱塞泵在某平地机装机试用过程中出现啸叫的现象,通过原型泵和故障泵噪声对比测试分析,判断柱塞泵噪声异常是由于配流盘过渡区采用小孔阻尼引起的。根据对配流盘的计算分析、CFD仿真,认为配流盘过渡区小孔阻尼结构会导致柱塞腔较大的压力冲击,从而产生较大的流体噪声。将配流盘过渡区小孔结构改进为三角槽结构后,降噪效果得到显著的改善。     

某型航空液压柱塞泵压力脉动优化设计

为解决飞机液压能源系统中液压柱塞泵压力脉动带来的危害,保证航空液压系统的工作稳定性,防止管路系统的损坏,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,提出了基于配流盘包角和缓冲瓶容积的柱塞泵压力脉动优化设计方法,探究了柱塞泵压力脉动产生机理与配流盘包角设计原理。基于AMESim软件进行了柱塞泵压力脉动仿真分析,并通过试验进行了验证。结果表明:2号配流盘和240 mL缓冲瓶组合的压力脉动优化效果最佳。     

基于全空化模型的高压柱塞泵配流盘空化研究

空化是影响轴向柱塞泵性能的主要因素之一, 将引起轴向柱塞泵的内部冲击和噪声, 甚至失效等问题。采用Pumplinx建立轴向柱塞泵内部流体域动态模型, 仿真分析了轴向柱塞泵配流盘吸油口卸荷槽和腰型槽内部流场速度、压力及空泡随时间的变化规律。研究结果表明, 空化不仅影响配流盘卸荷槽的高低压过渡区, 而且对配流盘吸油口侧的腰型槽内壁同样会产生严重影响。通过对比斜盘轴向柱塞泵在35 MPa全排量工况下, 耐久性试验过程中出现的配流盘吸油口腰型槽内壁表面金属剥蚀区域, 验证了仿真结果的准确性。     

配流盘三角形节流槽抗空化结构改进研究

轴向柱塞泵配流盘三角形节流槽主要是减小柱塞腔及泵出口压力的波动.由于节流槽过流面积小,且槽两端压差大,流体高速流过节流槽的同时压力急剧减小,从而产生空化.为减小配流盘三角形节流槽的空化,提出对配流盘三角形节流槽抗空化的结构改进方案:预卸压阶段,在不改变节流槽通流面积的条件下,减小三角形节流槽倾角可提高其空化抑制性;预升...     

Experimental and Analytical Investigation of Floating Valve Plate Motion in an Axial Piston Pump

The purpose of this investigation was to experimentally measure the motion of the floating valve plate in an axial piston pump under various operating conditions and to develop a model to determine how the floating valve plate motion affected the lubricating pressures between the valve plate and cylinder block. In order to achieve the objectives, a hydraulic circuit was designed and developed to incorporate and operate a floating valve plate axial piston pump. The hydraulic circuit integrating the axial piston pump (axial piston pump apparatus, APPA) consists of a series of valves, pressure sensors, a charge pump, flow meters, temperature sensors, a heat exchanger, and proximity probes. The floating valve plate axial piston pump housing was modified to incorporate three proximity probes to measure the valve plate position and motion relative to the cylinder block, thus allowing for determination of the film thickness within this contact. The results illustrate that as the pump starts up the valve plate experiences vibrations and begins to lift relative to the cylinder block. Then as the pump reaches steady-state operation the valve plate achieves a fixed position and tilt. The results also demonstrate that under steady-state operation, the valve plate vibrates and this vibration correlates well with the speed and the number of pistons in the pump. The measured film thickness results were then used in a lubrication model to determine the pressures generated between the floating valve plate and the cylinder block. The analytical results highlight how the motion of the valve plate directly correlates to the pressure pulsations seen in the lubricating gap.