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。     

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%。     

海水淡化用轴向柱塞泵配流盘的结构优化

随着泵类设备减振降噪要求的进一步提高,流体噪声成为了轴向柱塞泵在海水淡化工程中发展的限制因素之一。因此在分析了配流盘配流特性的基础上,针对配流盘的三角阻尼槽结构,设计了不同的宽度角、深度角,建立了相应的柱塞泵计算模型,通过模拟仿真手段计算了宽度角、深度角对柱塞泵流量脉动、压力脉动的特性。对仿真结果分析,得出了最佳的配流盘结构,为轴向柱塞泵的减振降噪提供一定的理论支持。     

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。     

轴向柱塞泵非止点配流窗口过渡区压力脉动特性分析

为能用单台泵直接闭式控制差动缸运动,把轴向柱塞泵的吸油配流窗口改为两个独立的窗口,一个连接差动液压缸的有杆腔,另一个连接低压油箱,用于平衡差动缸的面积比,但柱塞通过这两个配流窗口之间的过渡区时,因处于泵的非止点位置,柱塞腔容积变化较大,引起大的流量和压力变化,产生大的噪声,为了减小其影响,需要对柱塞通过此过渡区域的特性进行分析.为此,采用仿真软件SimulationX,建立柱塞通过配流窗口的仿真计算模型,对单个柱塞腔内部以及泵输出油口压力和流量动态过程进行仿真,综合运用减震三角槽、阻尼孔和等效预压缩角三种措施,减小泵的流量和压力脉动.通过仿真计算,确定出合理的配流盘结构参数.在此基础上,进一步制造出样机,对泵的压力脉动特性进行试验测试,验证仿真结果及设计参数的正确性.研究工作丰富了柱塞泵的类型.     

轴向柱塞泵配流盘减振结构对压力流量的影响

该文针对轴向柱塞泵的配流盘减振结构；分析、叙述了预升（卸）压区的压力特性与倒灌流量以及倒灌流量对泵流量脉动的影响因素，并提出了孔槽结合的新型减振结构，理论与试验表明可进一步降低泵的噪声。     

并联型双吸、排油口轴向柱塞泵应用仿真研究

并联型双吸、排油口轴向柱塞泵有多种工作方式,其结构可通过将两口轴向柱塞泵吸、排油窗口分别改为并联布置的两个窗口加以实现,采用10个柱塞以达到流量均衡的目的。为分析其流量压力输出特性及加载后的工作情况,应用Simulation X软件对液压泵进行建模,并对其不同工作方式下加载不同类型的负载进行仿真实验。仿真结果表明,柱塞在配流盘死点区域与配流窗口接通瞬间,由于通流面积的突变会造成短暂的压力流量冲击现象,转速越高,脉动越大,可通过综合运用减震三角槽减小过渡区域面积等措施减小冲击。液压泵转速进行正反转切换时,也会产生一定的流量压力冲击,转速不可进行瞬时正反转转换。     

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。     

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     

双排叶片泵配流盘三角槽结构的仿真分析

配流盘作为液压泵重要的零件之一,对于液压泵流量与压力脉动有着重要影响。针对所设计的复合双作用叶片泵的配流盘三角槽结构对泵流量与压力特性的影响进行研究。基于双排叶片泵的三维模型,利用PumpLinx软件提取其流体域,针对配流盘三角槽的深度夹角和宽度夹角进行了分析研究,并对其结构进行了优化。仿真结果表明：对配流盘三角槽进行结构优化后,叶片泵内部的流量脉动和压力脉动都有明显的降低。     

基于配流盘表面形貌的柱塞泵空化现象研究

针对轴向柱塞泵配流副内的空化现象,建立了考虑配流盘表面形貌的柱塞泵配流副空化模型,分析了压力、转速和配流盘表面形貌对轴向柱塞泵配流副内空化现象的影响。首先,由于机加工零部件表面具备分形特征,采用了分形理论模拟配流盘表面形貌,在此基础上建立了轴向柱塞泵配流副空化模型;然后,采用有限差分法和松弛迭代法求解了数学模型,得到了符合精度要求的数值解,从而得出了配流副油膜压力分布特征,在此基础上分析了配流盘表面容易发生空化的位置;最后,通过改变配流副的压力、转速和分形参数,得到了不同的压力、缸体转速和表面形貌对配流副空化现象的影响。研究结果表明：配流盘表面易在高压和低压的过渡区域发生局部空化,当配流副排油腔压力达到30 MPa,且配流盘表面较粗糙时,配流盘局部气体体积分数达到92%左右;采用提高配流盘表面的加工精度,降低其表面粗糙度的方法,可以降低配流盘表面产生空化现象的严重程度。     

基于CFD的轴向柱塞泵流动特性的仿真研究

通过CFD仿真对柱塞泵柱塞腔和配流盘的流动特性进行了研究,建立了SCY-14型柱塞泵流体的几何模型和物理模型,在对配流过程非定常流场各个位置流态进行流态判断后,采用层流加局部湍流的数学模型模拟流场的实际状态。根据轴向柱塞泵工作时的两个主运动,采用滑移网格模型模拟柱塞与缸体相对配流盘的旋转运动及采用动网格模型模拟柱塞沿缸体轴线相对缸体的往复运动。通过设定边界条件和工作条件,对处于不同旋转角度柱塞泵的流态特性进行CFD仿真。仿真结果表明:柱塞泵在吸排油过程中,即低压向高压转换和高压向低压转换的过程中,柱塞腔内部有比较明显的压力冲击现象。柱塞腔的压力冲击主要是由柱塞泵配流过程中的流量倒灌和阻尼槽的节流作用共同影响形成,压力脉动周期由泵的转速和柱塞数决定。     

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。     

球面配流盘三角槽过流面积对柱塞泵出口流量脉动影响的研究

以球面配流盘三角槽为研究对象,采用流场数值模拟方法,得到了三角槽宽度角和深度角对其过流面积的影响规律.在考虑配流副端面间隙的基础上,对使用不同三角槽的柱塞泵进行数值模拟,分析了泵的出口流量和柱塞腔内压力随缸体转角的变化特征.结果表明:球面配流盘三角槽的过流面积随深度角的增长率大于宽度角的,且过流面积越大,在三角槽处发生...     

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...     

斜盘轴向柱塞泵配流副流固耦合润滑机理研究

当斜盘轴向柱塞泵处于高压工况时，其配流盘会产生翘曲变形。基于弹性流体动力润滑理论，建立斜盘轴向柱塞泵配流副流固耦合模型，求解配流副润滑控制方程，分析了斜盘轴向柱塞泵缸体转速、缸体倾角、液压油黏度、配流副油膜厚度、配流副密封带宽度等工况与结构参数对其配流盘发生翘曲变形的影响。研究显示：斜盘轴向柱塞泵配流盘变形云图以腰形槽中心连线为轴线呈现一定的对称分布；配流盘高压侧外密封带区域变形最大，配流盘低压侧外密封带区域变形最小；在相同工况下，配流盘的材料与结构影响配流副油膜厚度与形状。     

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。     

轴向柱塞泵配流盘减压装置可视化分析

对轴向柱塞泵配流盘减振装置进行仿真比较。应用CFD软件FLUENT,对两种不同结构的减压槽配流过程进行仿真,利用动网格对缸体转动、柱塞往复运动这一过程进行动态的模拟,得到柱塞在配流盘上不同位置的速度分布,以及在缸体不同转角下压力和流量的变化曲线;分析出配流过程中预升压和预卸压的压力变化情况,得出减压槽不同结构尺寸对配流过程稳定性影响,从而证明可以通过设计减压槽结构来完善配流盘配流,减小配流过程的振动和噪声。     

基于摩擦配副变形的轴向柱塞泵配流副流固热耦合影响因素分析

通过考虑轴向柱塞泵配流盘摩擦配副的缸体和配流盘耦合变形,建立了配流副的热流固多场耦合仿真分析模型。用有限元法求解模型中的柱塞流道压力场和温度场以及配副耦合热变形,其结果能够可视化地实时观测在整泵运动过程中两配副表面不同的温度和变形动态分布过程,从而揭示出多因素对其表面油液润滑特性的影响规律,并指出各因素的影响的权重。结果表明：配流副油液的压力和温度与配副两表面的热弹性变形量的具有耦合交互影响,在轴向柱塞泵的配流副高压压油区,由于压力较大,此区域结构变形和温度分布较大。不同工况条件下,压力和转速的提高,会导致结构的应力变形和温度分布成正相比。压力对变形和温度的影响权重均大于60%,明显大于速度的影响,压力对其起着决定性作用。