A11VLO190轴向柱塞泵柱塞副泄漏与润滑特性研究

将轴向柱塞泵柱塞副的泄漏看做偏心圆环缝隙的流动,使用Matlab进行仿真,分析得到了柱塞副泄漏量与负载压力、配合间隙、工作转速和斜盘倾角的关系。采用有限差分法求解二维雷诺方程,该文在考虑油膜动压效应和挤压效应的条件下,得到了柱塞在缸体内的倾角、柱塞自转速度、进口压力对柱塞副油膜分布压力的影响,为提高柱塞副的效率、改善润滑、减少摩擦磨损和增加使用寿命提供了一些参考意见。     

工作参数对斜柱塞轴向柱塞泵流量特性的影响

针对斜柱塞轴向柱塞泵流量特性随工况参数变化而变化的特点,以A4VSO40变量斜柱塞轴向柱塞泵为研究对象,依据其工作过程中柱塞的空间位置关系,建立了其运动学方程,阐明了其单柱塞位移、速度等变量与斜柱塞轴向柱塞泵结构参数之间的关系,再利用AMESim平台,搭建出斜柱塞轴向柱塞泵仿真模型,深入分析了斜盘倾角、主轴转速、工作压力对其流量脉动特性的影响,其结果表明,主轴转速与斜盘倾角增大,其平均流量和脉动幅值增大,但脉动率减小;工作压力增大,其平均流量、脉动幅值、脉动率都减低。     

超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明：固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。     

偏心状态下柱塞泵柱塞副油膜特性仿真研究

为了完善柱塞泵柱塞副性能分析理论体系,研究了不同转速对偏心状态下柱塞副油膜润滑特性的影响。首先,建立了柱塞副油膜厚度场、压力场和温度场的数学模型;然后,采用有限体积法对雷诺方程和能量方程进行了离散化处理,并且采用超松弛(SOR)迭代算法对其进行了求解;最后,采用MATLAB软件对柱塞副油膜特性进行了仿真分析,获得了转速在一个周期内对压油区油膜压力场、温度场的影响规律。研究结果表明：柱塞偏载产生挤压效应,随着转速增加,油膜压力峰值增长得越剧烈,当转速为3 000 r/min时,压力峰值达到63.87 MPa;不同转速下柱塞副油膜温度场形态基本一致,转速越高,柱塞偏心程度越大,温度增长速度越快,当转速为3 000 r/min时,油膜出口处局部温度峰值达到62.2℃。该研究结果可以为进一步改善柱塞泵柱塞副的润滑性能提供一定的理论依据。     

PP轴向柱塞泵柱塞副温度特性研究

通过建立柱塞副油膜的数学模型,以某型斜盘式轴向斜柱塞泵为研究对象分析了柱塞副油膜的速度和压力分布特性,得出了油膜的温度分布规律。研究了压力、转速、壁温和入口油温等单一参数对油膜温度特性的影响。结果表明：油膜温度的升高量随油液压力、柱塞泵转速增大而上升,随入口油液温度的升高而降低,油膜的温度峰值可能出现在柱塞副内部。     

四配流窗口轴向柱塞泵仿真与分析

四配流窗口轴向柱塞泵可以实现单台泵同步闭式控制两台对称执行元件液压系统,也可以直接闭式控制差动缸回路。为分析其压力、流量特性,该文根据柱塞运动特征和配流面积变化原理,运用Simulation X软件对四配流窗口轴向柱塞泵进行了建模和仿真分析。通过设置斜盘角度或转速调节液压泵输出流量,考虑油液泄漏和黏性摩擦力的情况下,对加载和空载时液压泵柱塞腔和泵油口的压力、流量等特征响应曲线进行分析。仿真结果表明,流量脉动频率随泵转速增加而增大;压力脉动幅值随负载增加而增大,且压力脉动频率与负载无关。     

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。     

转速对EHA泵柱塞副柱塞位姿及泄漏量影响仿真分析

斜轴式轴向柱塞泵作为电动静液压作动器（Electro-hydrostatic actuator,EHA）液压系统的重要元件,高转速、高工作压力是实现其小型化、轻量化的重要手段。柱塞副是斜轴式轴向柱塞泵中重要的两对摩擦副之一,对斜轴式轴向柱塞泵的工作状况起着直接影响。随着缸体转动,柱塞在缸体柱塞孔中的位姿朝着各个方向不断变化,柱塞副泄漏量也随之变化。为准确得到高速高压下柱塞副的泄漏量并给出解释,充分考虑柱塞受力情况,通过对离散化的柱塞副油膜雷诺方程和力平衡方程进行迭代求解,使用柱塞端面偏移量来确切描述了柱塞在缸体柱塞孔中的位姿随转速的变化情况,据此给出了柱塞副泄漏量模型,分析了转速变化对柱塞位姿和柱塞副泄漏量的变化的影响。结论为EHA泵的设计提供了适当的理论指导。     

盾构机液压柱塞泵损坏原因解析

该文分析斜轴式液压柱塞泵损坏原因及柱塞滑靴与斜盘摩擦副静压油膜机理,论述不同转速、压力下滑靴油膜特性。     

计及表面变形的轴向柱塞泵滑靴副热流体动力润滑分析

考虑热变形和弹性变形等影响因素,对倾覆状态下滑靴副热流体动力润滑性能进行研究,主要分析讨论不同柱塞腔压力、主轴转速和进口油液温度等工况下热变形和弹性变形对滑靴副热流体动力润滑性能的影响。采用有限差分法联立求解雷诺方程和油膜厚度方程进行滑靴副油膜润滑分析,采用有限单元法计算滑靴表面变形,采用能量方程和热传导方程计算油膜温度。结果表明,计及热变形和弹性形变时,油膜压力和油膜厚度场在滑靴中心油室和边缘处出现凸起峰值;油膜温度场沿滑靴半径方向由内向外递减分布;柱塞腔压力越大,主轴转速和进油口温度越高,油膜厚度的振荡衰减特征越明显,摩擦转矩随油膜厚度减小而增大,处于柱塞泵的吸排油交替区时的油膜厚度和摩擦转矩出现峰值。     

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。     

微型高速轴向柱塞泵转子系统力矩损失仿真分析

微型高速轴向柱塞泵转子系统在充满油液的壳体内高速旋转时，产生较大的力矩损失，影响柱塞泵的效率。首先，建立了轴向柱塞泵转子系统力矩损失仿真模型。其次，分析了其力矩损失组成和柱塞泵转速与斜盘倾角对其力矩损失的影响。最后，通过不同切片位置下柱塞泵转子系统油液速度场和压力场分布特点，分析了其力矩损失。结果表明：转子系统压差力矩损失约为其黏性摩擦力矩损失的11倍，其中，柱塞-滑靴压差力矩损失约占70%;随着转角的变化，压差力矩损失波动较大，黏性摩擦力矩损失几乎保持稳定。油液压力呈梯形分布且51.4°周期性剧烈波动，由旋转中心到壳体内壁压力逐渐增大；同时，靠近出油口和下止点位置处，油液压力较小。     

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。     

轴向柱塞泵配流副油膜的实验研究

本文通过实测配流副间的油膜厚度,分别考察了转速,压力和斜盘摆角变化对油膜厚度的影响。根据实测数据综合分析,探讨了轴向柱塞泵配流副早期磨损“烧盘”的机理及其成因,并提出改善配流副工作性能的措施。     

海水液压柱塞泵中新型滑盘副的设计及其润滑特性研究

传统海水液压柱塞泵中,滑靴的固有结构形式使其易发生偏磨、烧靴等问题。提出了一种新型滑盘结构,从根本上消除了因离心力产生的滑靴倾覆问题,并减小了柱塞所受的侧向力。建立了滑盘副润滑数学模型,并分析了温度和工况参数对滑盘副的润滑特性及能耗特性的影响。结果表明：随着介质温度的升高,滑盘副的动压效应减弱,水膜厚度减小,导致泄漏量降低;同时,黏度随温度升高而降低,滑盘所受到的摩擦力减小,黏性摩擦功率损失降低;随着泵工作压力的升高,水膜厚度变大,泄漏量增大,相反黏性摩擦功率损失降低;而随着泵的工作转速的增大,滑盘副的泄漏量功率损失和黏性摩擦功率损失均有所增加。     

正开口配流盘轴向柱塞变量泵输出特性预测

为了准确地预测正开口式斜盘轴向柱塞泵的流动特性,通过对单个柱塞的运动特性、过流面积、密封带、泄漏等重要影响因素进行分析.在此基础上,用MATLAB编程建立柱塞以及柱塞泵的流动特性方程,并且绘制过流面积曲线和密封带曲线.在输入结构参数后对柱塞泵流动特性进行仿真和分析,得到在不同转速以及压力条件下的泵的输出流量特性.通过比...     

基于AMESim的A10VNO泵内泄漏故障注入分析

根据A10VNO斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,在AMESim中建立柱塞泵仿真模型,并对仿真模型进行了改进.以柱塞副的偏心环缝间隙为研究对象,分析柱塞泵内泄漏的原因.利用故障注入技术的思想,将AMESim中BAF02泄漏子模型的径向间隙作为影响泵内泄漏主要参数.通过改变柱塞副环缝间隙的大小仿真得到压力、流量曲线,从而实现柱...     

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。     

计入柱塞套弹性变形的柱塞副摩擦与密封特性分析

综合考虑径向柱塞泵柱塞副粗糙表面接触和弹性变形,建立混合润滑状态下柱塞副弹流润滑理论分析模型,并结合有限差分法与有限单元法,基于MATLAB和ANSYS开展联合仿真,分析不同入口压力及凸轮转速下柱塞副弹性变形及表面形貌对摩擦与密封特性的影响。结果表明：柱塞套弹性变形对柱塞副微凸体接触影响显著,且影响程度与入口压力及凸轮转速有直接关系;弹性变形及表面形貌均在一定程度上影响摩擦功耗及泄漏量且弹性变形的影响更大;柱塞副摩擦与密封特性对工作条件较为敏感,随着入口压力或凸轮转速的增大,摩擦功耗、压差流量与剪切流量均有不同程度的增加。     

斜盘倾角对柱塞运动影响的研究与分析

该文对柱塞与缸孔摩擦副的运动进行分析,并分析斜盘倾角对柱塞运动的影响,得出斜盘倾角对柱塞运动的影响规律,为今后设计高压高速轴向柱塞马达提供了参考依据。