虚拟样机技术在轴向柱塞泵仿真分析中的应用

固液耦合效果对柱塞泵运动学与动力学特性影响很大。利用有限元分析软件,建立柱塞泵刚柔耦合模型,在此基础上建立其固液耦合虚拟样机模型。仿真研究斜盘倾角、主轴转速对柱塞泵运动学和动力学特性的影响,以及柱塞腔内压力变化规律。结果表明:泵的出口流量及压力脉动幅值随斜盘倾角的增大而增大;柱塞加速度与主轴转速的平方呈正比,造成柱塞泵受到的液压冲击力急剧增大。研究结果为柱塞泵性能的深入分析提供了参考。     

轴向柱塞泵流量脉动的仿真研究

根据A10VNO型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,对其输出流量脉动特性进行了仿真分析,主要分析了原动机转速、斜盘倾角、柱塞直径以及配流盘结构对轴向柱塞泵流量脉动的影响,研究结果表明:配流盘结构和斜盘倾角、原动机转速对柱塞泵流量脉动具有重要的影响,为有效减小柱塞泵产生的流量脉动以及降低配流过程中产生的噪声,应该适当减小柱塞泵配流盘的闭死角和错配角开度,并要控制斜盘倾角、原动机转速在一定的范围内。     

基于AMESim的轴向柱塞泵流量脉动特性仿真研究

流量脉动特性是轴向柱塞泵的固有特性,是影响轴向柱塞泵工作性能和液压系统稳定性的重要因素。为减小轴向柱塞泵的流量脉动,理论分析了其运动特性和流量脉动特性;基于AMESim软件建立了仿真模型,得到了不同柱塞数目、转速和斜盘倾角情况下的流量脉动曲线。研究结果表明:轴向柱塞泵的流量脉动随柱塞数目增加、转速提高和斜盘倾角的增大而减小,研究结果为减小轴向柱塞泵的流量脉动提供了参考依据。     

基于AMESIM的斜盘式轴向柱塞泵压力脉动参数研究

为研究解决斜盘式轴向柱塞泵的压力、流量特性对液压系统产生的脉动现象,本文在介绍斜盘式轴向柱塞泵工作原理和存在问题的基础上,针对斜盘式柱塞泵的柱塞进行了运动学分析,并利用AMESim液压仿真软件建立了单个柱塞运动学模型和整体泵的模型,确定了影响参数,通过反复调试运行以及系统仿真,得出了发动机转速、斜盘倾角、泵出口处容积以及负荷对斜盘式柱塞泵影响规律的相关参数值。该模型将对轴向柱塞泵加快研究进度、解决压力脉动问题上提供参考。     

对置端曲面齿轮柱塞泵动态特性仿真研究

为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明：转速增大,泵出口流量与压力增大,脉动幅值与脉动频率增大;偏心率增加,泵出口流量与压力增大,脉动幅值增大,脉动频率不变。     

闸变量式轴向柱塞泵的流量特性

为研究闸变量式轴向柱塞泵的流量特性,建立闸变量式轴向柱塞泵机构模型,对其变量原理进行论述,并推导相关公式,在考虑泵柱塞数为奇数和偶数情况下,将闸变量式轴向柱塞泵的流量特性与斜盘式轴向柱塞泵的流量特性进行对比仿真分析。结果表明：采用闸变量式轴向柱塞泵,无论泵柱塞数为奇数还是偶数,泵的周期瞬态流量曲线形状发生变化,但瞬态流量周期没有发生改变;斜盘式轴向柱塞泵的流量脉动不随斜盘斜角的变化而变化,闸变量式轴向柱塞泵的流量脉动随配流盘转角增大而增大,且增大趋势逐渐增加。因此,采用闸变量式轴向柱塞泵时要考虑在满足泵实际排量变化范围要求下尽量控制配流盘最大转角范围,并且对闸变量式轴向柱塞泵采取必要的稳流措施非常重要。     

基于FLUENT的轴向柱塞泵综合性能研究

为提高柱塞泵的容积效率、减少振动和噪声、延长工作寿命,合理地确定柱塞泵工作转速范围。运用FLUENT对轴向柱塞泵的运动特性进行仿真分析,研究了柱塞泵的转速和负载与脉动、效率、噪声三者之间的关系。仿真结果表明:柱塞泵的容积效率随着转速升高而升高,随着负载增大而减小;流量脉动率随着负载的增大而增大,随着转速的增大而减小;噪声随负载和转速的增大而增大。仿真结果与实验结果基本吻合,通过实验数据验证了仿真分析的准确性,为柱塞泵动力学建模以及机电液系统全局性能仿真分析提供了可信方法。     

高转速轴向柱塞泵斜盘力矩分析

以某型航空高转速轴向柱塞泵为研究对象,在考虑滑靴柱塞组件往复运动惯性效应下,分析转速对斜盘力矩及斜盘合力作用点轨迹的影响规律。结果发现：随转速增大,在绕斜盘变量方向,斜盘交变力矩使斜盘倾角向增大方向偏移,逐渐不再过零,且力矩峰值呈指数规律增大;转速对绕其他两坐标轴方向斜盘力矩的影响不大;斜盘合力作用点轨迹随转速升高向斜盘平面下死点区域移动,转速增大有助于斜盘向排量增大方向运动且有利于减小斜盘因力矩交变过零引起的振动。     

斜盘柱塞泵的脉动特性研究

为了研究多柱塞斜盘柱塞泵的脉动特性,根据柱塞泵的原理,利用AMESim软件对多柱塞斜盘柱塞泵进行了建模和仿真分析。主要研究分析了柱塞泵斜盘倾角和柱塞数目对柱塞泵脉动特性的影响,结果表明:柱塞泵斜盘倾角和柱塞数目对柱塞泵的脉动特性有较大影响;斜盘倾角越大,则脉动情况越明显;柱塞数目越多,脉动频率越高,但脉动率越小。在设计和选用柱塞泵时应根据不同的要求选择合适的斜盘倾角和柱塞数目。     

斜盘连杆式海(淡)水柱塞泵的流量脉动分析

为降低柱塞泵的压力脉动,必须对其流量脉动有所了解.为此,在分析斜盘连杆式柱塞泵的柱塞运动特性的基础上,对具有不同柱寒数的柱塞泵的流虽脉动进行分析,并从理论和试验上阐述其与其他斜盘式柱塞泵在脉动率及脉动频率上的区别.分析结果为以后压力脉动的衰减提供了理论基础.     

轴向柱塞泵流量脉动特性的仿真研究

以SCY-14B型斜盘轴向柱塞泵为例,对轴向柱塞泵的瞬时流量及流量脉动进行了理论分析,并以该泵的参数对七柱塞和八柱塞泵瞬时流量进行MATLAB仿真。仿真结果表明:在不考虑配流盘几何因素和其他非几何因素的情况下,奇数柱塞泵的流量脉动明显小于偶数柱塞泵,柱塞数越多,泵的流量脉动越小,斜盘倾角越大,泵的瞬时流量也越大,但对泵的流量脉动几乎没有影响;而考虑配流盘几何因素和柱塞泵泄漏流量的影响时,奇、偶数轴向柱塞泵的流量脉动系数相差并不大,但明显大于理论的流量脉动系数,几何流量脉动是影响其流量脉动特性的主要因素。     

斜盘式柱塞泵变量结构参数对脉动特性的影响

液压系统在工作过程中,由于阻尼和节流的影响会导致系统发热及压力流量产生波动。分析斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,利用仿真软件AMESim建立柱塞泵系统模型,通过仿真计算出不同的阻尼孔孔径及油液黏度下的柱塞泵输出油液脉动系数并进行对比,总结出柱塞泵变量结构参数阻尼孔孔径及油液黏度对脉动特性的影响,为柱塞泵的应用研究提供参考。     

配流阀结构特征对微型高压柱塞泵流量输出特性的影响

为满足航空泵高功率密度化要求，微型高压柱塞泵采用阀配流方式能够有效减少泄漏，提高容积效率。针对影响微型高压柱塞泵流量输出特性的主要因素，建立阀配流微型高压柱塞泵数学模型，通过AMESim搭建不同结构的单向阀配流模型，将球阀、锥阀、平板阀等不同形式的单向阀芯进行不同组合结构的建模及仿真试验，对微泵的余隙容积、斜盘倾角、负载压力及单向阀的弹簧刚度、阀芯质量等影响因素进行仿真分析。结果表明：在现有结构下，吸液阀和排液阀均为平板阀时是最优配流阀组合形式；微泵在变转速工况下容积效率稳定，阀芯质量对配流阀迟滞性影响较小；增大斜盘倾角及减小负载压力和余隙容积能够有效改善配流阀开启滞后角，进而提高容积效率。     

新型高转速柱塞泵转速变化压力特性研究

为了研发高转速、高流量的燃油泵,以新型双斜盘柱塞泵为原型,搭建其流域简化数值仿真模型,研究不同转速下柱塞腔压力脉动机制及演变规律。对比不同转速下柱塞泵压力脉动,探究转速变化对压力大小影响;结合柱塞泵旋转过程中柱塞腔和配流盘的位置和压力变化,研究运行过程中柱塞腔内部压力波动成因。结果表明：随着转速的增加,柱塞腔内部各点压力值提高,但整体压力波动趋势一致;柱塞腔内部压力波动受到与配流盘接触情况和柱塞泵活塞一侧往复运动的影响。     

柱塞倾角对圆锥分布型斜盘式轴向柱塞泵性能的影响

圆锥分布型是斜盘式轴向柱塞泵的特殊结构。柱塞倾角是影响泵性能的重要因素,通过建立数学模型和计算机仿真,分析柱塞倾角与柱塞行程、流量脉动系数、最大脱离力等性能参数的关系,得出柱塞倾角的理想取值范围是5°~10°。     

高功率密度微型斜盘式柱塞泵虚拟样机仿真分析

为提高1 mL/r微型斜盘式柱塞泵额定转速,提升微型液压泵功率密度,运用专业软件ADAMS和AMESim分别建立该型液压泵的动力学模型和液压模型,并联合得到其虚拟样机液固耦合仿真模型。基于建立的虚拟样机仿真模型,分析工作转速、微型液压泵中心弹簧预紧力及配流盘遮盖角等不同参数匹配下对液压泵输出性能的影响。结果表明：针对排量1 mL/r微型斜盘式柱塞泵,预紧力与转速具有正相关性;适当的负遮盖角在减小稳态脉动的同时降低了泵的低速性能;在额定转速3 000 r/min下,预紧力为理论计算值1.1倍时性能最优,负遮盖角为0.5°时流量脉动最小。     

基于ANSYS柱塞副配合间隙的仿真分析与试验验证

挖掘机用斜盘式轴向柱塞泵经常出现柱塞"卡死"的现象,造成柱塞泵滑靴脱落,回程盘碎裂,使泵无法工作。为解决此问题,需研究柱塞与缸体的最佳配合间隙值。以排量112 mL/r的柱塞泵为例,利用ANSYS-Workbench软件对不同柱塞副间隙值的柱塞与缸体的压力变形、热变形和热力耦合变形进行仿真分析,研究不同的柱塞副间隙值对泵的容积效率的影响。通过分析提出柱塞与缸孔间隙的建议取值,通过试验验证,泵不会造成"卡死"现象,同时其容积效率可以达到96%～97%。此研究对不同斜盘式轴向柱塞泵柱塞副最佳间隙的选择提供了参考。     

微型轴向柱塞泵柱塞腔作用力对斜盘倾覆力矩分析与优化

为探究微型轴向柱塞泵柱塞腔压力等特性与柱塞腔作用力对斜盘的影响,在分析柱塞运动和斜盘力矩的基础上,建立数学模型,并基于AMESim搭建七柱塞型的微型轴向柱塞泵仿真模型;从柱塞直径、柱塞死区容积、斜盘倾角和柱塞分度圆直径几个方面仿真分析柱塞腔作用力;对影响柱塞腔作用力的参数进行响应面优化。结果表明：优化后显著降低了柱塞腔作用力与斜盘倾覆力矩,优化后的参数可作为柱塞泵结构优化的依据。     

带预压缩腔结构的柱塞泵出口流量分析及实验

以某型号带预压缩腔结构的高压柱塞泵为对象,建立该柱塞泵内部流体模型,利用计算流体动力学软件PUMPLINX对该柱塞泵内部流体动力学进行仿真,分析负载压力、转速以及不同的预压缩腔结构参数对高压柱塞泵出口流量脉动率的影响。结果表明:当预压缩腔节流孔直径分别为2、3和4 mm时,泵出口流量脉动率分别为39.87%、16.43%和17.67%;当预压缩腔节流孔跨度分别为5°、9°和12°时,泵出口流量脉动率分别为17.56%、13.21%和14.15%;当预压缩腔体积从200 cm^3增大至300 cm^3时,泵出口流量脉动率从22.67%减小至14.41%,当预压缩腔体积继续从300 cm^3增大至400 cm^3时,泵出口流量脉动率基本保持不变。该仿真结果为泵内部预压缩腔结构的设计与优化奠定了理论基础。最后对该高压柱塞泵进行了流量测试实验,实验结果与仿真结果一致,证明了仿真数据的正确性。     

变流量轴向柱塞泵性能优化

变流量轴向柱塞泵输出流量的稳定性是衡量其性能的重要指标,配流盘上的节流槽对流量脉动有重大影响,流量脉动又会引起压力脉动。为减小变流量轴向柱塞泵的流量脉动,利用AMESim建立变流量轴向柱塞泵模型,给出节流槽过流面积计算公式,利用MATLAB绘制节流槽过流面积图,在柱塞子模型中导入数值进行仿真分析。分析发现：在柱塞腔刚与压油腔连通时,流量倒灌现象与过流面积成正相关;随着柱塞腔继续转动,流量脉动与过流面积成负相关。根据该研究设计一种V-梯形节流槽,有效提高变流量轴向柱塞泵性能。