油液物性参数对柱塞泵配流特性的影响研究

在考虑油液可压缩性的基础上,利用流体分析软件、采用动网格技术和空化模型,通过CFD仿真分析,改变油液的弹性模量、含气量和油液的黏度,根据配流过程中柱塞腔的压力响应特性、斜盘液压力矩、压力和流量脉动,对影响柱塞泵流量特性的油液物性参数进行详细的分析研究.     

油液特性对柱塞泵流量脉动影响的仿真分析

为研究油液特性对轴向柱塞泵流量脉动的作用规律,对比分析了油液的压缩性、黏性、含气量和流动状态与柱塞泵流量脉动之间的关系,运用FLUENT流场仿真软件对轴向柱塞泵的运动特性进行模拟。数值仿真结果表明：压缩性对泵源流量脉动的影响最大,油液黏性的影响次之,含气量的影响较小,流动状态的影响最小,以上因素的影响程度占油液特性影响的比例分别为86.8%、9.45%、3.59%、0.16%;油液的黏性对泵容积效率的影响最大,压缩性的影响次之,含气量的影响较小,流动状态的影响最小。模型的准确性得到了实验验证,为开展柱塞泵动力学建模以及机电液系统全局耦合性能仿真分析提供了理论依据。     

论油液黏度对液压系统工作效率的影响

通过对汽车总装车间集中注油系统的设计及使用情况的分析,探讨油液黏度对液压系统工作效率的影响。     

基于变深环境模型的油液黏度特性变化规律研究

针对变深环境下油液黏度随温度、压力等环境参数的改变而变化的问题,建立变深下以环境压力、海水温度为环境特征参数的变深环境模型。采用"模态方程"推导油液黏度变化规律模型,通过对ISO VG 32与ISO VG 46理论结果进行误差分析,得到其最大误差分别为6.9%、8.4%,验证了该模型的合理有效性。基于上述模型提出以水深为自变量的油液黏度理论分析模型,揭示出随下潜深度的增加油液黏度依次呈快速增加、过渡调整、稳定增加的三段式动态变化规律。变深环境下油液黏度特性变化规律为水下液压介质的择选及变深液压设备的性能分析奠定了理论基础。     

油液动力黏度对间隙式桥梁锁定装置动态特性影响的CFD仿真

分析了间隙式桥梁锁定装置的结构及其工作原理,根据其结构在ANSYS-ICEM中建立求解模型并划分网格,将网格模型导入到ANSYS-CFX中,通过设定不同的油液黏度得出不同的仿真结果,分析结果,研究油液动力黏度对LUD特性的影响。研究结果旨在提供一种为LUD选择油液的方法。     

油液压缩性影响柱塞泵容积效率的机理分析

为揭示油液压缩性对轴向柱塞泵容积效率的影响机理,在考虑由于压缩性引起的困油和压缩容积损失的基础上,建立了描述柱塞泵容积效率的数学模型。基于建立的数学模型利用FLUENT对柱塞泵内部流场进行了仿真分析,分析结果表明:困油与压缩容积损失随着压力和转速的升高而增大,因油液压缩损失的容积效率在总容积效率损失中的比重随着转速和负载的增大而增大。仿真与实验结果基本吻合,相对误差小于2.1%,验证了机理的正确性。     

油液黏度对双场耦合分离装置性能的影响

针对单一方法难以实现乳化油高效、经济破乳脱水处理的问题,运用一种旋流离心场耦合高压脉冲电场的耦合装置,实现乳化油破乳脱水高效处理。通过耦合多相流控制方程和电场控制方程,考察了油液黏度对油水分离的影响。结果表明：外加电场可以促进液滴聚结,液滴聚结会导致混合相黏度减小,进而使锥段部分切向速度和液滴平均粒径增大,利于油-水分离,且油液黏度为6.42 mPa·s的脱水率和脱油率较19.35 mPa·s分别高16.3%和29.3%。计算结果可为高黏度油液分离双场耦合装置的设计提供参考。     

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。     

油气弹簧节流缝隙及油液黏度的影响

利用车辆单轮簧上质量和最佳阻尼比系数,得到了油气弹簧开阀压力,在基础上利用开阀压力和流量之间关系,建立油气弹簧节流缝隙解析设计公式。对油液黏度对节流缝隙的影响因素进行了定量分析,建立节流缝隙油液黏度影响系数。通过实例,对节流缝隙进行了解析设计与影响系数推算设计,并对两种方法设计值进行了比较,对阀系设计参数进行进行校核,对设计油气弹簧进行了特性试验。设计和试验结果表明,节流缝隙解析设计方法是准确的,油液黏度对油气弹簧节流缝隙设计影响很大,影响系数推算设计方法是可靠的,对油气弹簧的设计开发具有重要参考价值。     

柱塞泵组件球面缝隙流动特性分析

球面缝隙流动常见于多种机械结构,如柱塞泵中的球面配流副、球铰副等,然而针对球面副半径不等及存在偏心的缝隙流动特性研究较少。针对2个半径不相等的球面元件形成球面缝隙且其球心存在一定偏心时,根据球坐标系下的N-S方程对其缝隙中流体的速度分布、压力分布、泄漏流量及流体的承载量进行了分析,得到了相应的解析表达式,依此可知,半径相等且球心存在一定偏心时球面缝隙中流体的相关解析表达式;同时,得到了仅与球面缝隙流动自身结构有关的球面支撑泄漏系数和球面支撑承载系数,进一步为形成球面缝隙的机械结构(如柱塞泵中的球面配流副、球铰副等)相关设计提供理论参考;最后以柱塞泵中球铰副形成的球面缝隙为例,对其缝隙中流体的压力分布、速度分布等参数进行了分析。     

单柱塞泵流量压力输出特性研究

现有的柱塞泵一般采用1个缸体同时集成多个柱塞,多个柱塞通过缸体耦合在一起,不能独立控制,多个柱塞只能按某特定规律运动,共同完成吸油和排油。在工作中,存在高效区域无法随负载动态调整和单液压泵不能同时输出多级压力匹配不同负载需求的缺点,为此提出一种矩阵式多单柱塞泵重组液压驱动系统。针对所提出新型液压驱动系统的前期探索研究,分析单柱塞泵流量压力输出特性,在详细阐述单柱塞泵结构特点的基础上,研究了单柱塞泵的工作原理。通过AMESim建立单柱塞泵的流量压力仿真模型,分析单柱塞泵的机电液的耦合特性和流量压力输出特性,讨论蓄能器和单柱塞泵的液压耦合特性,最后通过实验研究对单柱塞泵的特性进行验证。     

润滑油粘度对缸套/活塞环摩擦学性能的影响

在内燃机实际运行中,润滑油的粘度直接影响到润滑油膜的状态,因而活塞环在缸套中不同位置时的摩擦、润滑状态各不相同。文中以缸套活塞环为研究对象,建立了润滑计算模型,并运用该模型对缸内压力、温度、油膜厚度和摩擦系数进行了分析。结果表明,润滑油膜厚度和摩擦系数随转速改变而发生变化,而剪切稀化导致润滑油粘度减小是引起该变化的主要原因。最后,通过对计算结果的分析,提出了适用于缸套活塞环的润滑油粘度指标。     

通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响

为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响,将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道,并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明,与水在直壁通道内的流动相比,水在波壁通道内层湍转捩点大大提前,将非牛顿流体替换水作为工作流体后,层湍转捩点再次提前;可视化实验结果表明,波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递,进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究,结果表明：脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响,且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。     

活塞喷油冷却流场数值模拟

近年来,随着柴油机排放及功率要求的提高,柴油机热负荷显著的增加,其中活塞热负荷问题成为柴油机进一步强化的主要限制因素之一。对于高热负荷活塞,通常采用冷却通道的办法来降低活塞温度。使用CFD工具获取表面换热系数已越来越多的用于温度场的计算,本文通过流动计算获取冷却通道壁面及活塞底面的换热系数,并分析喷油冷却流场计算结果,提出改进措施。     

喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究*

航空齿轮和航空发动机主轴轴承都采用喷油润滑的方式进行润滑,喷射油滴与机械零件表面碰撞后形成的沉积油膜的流动特性影响着机械零件的润滑状态和功能。由于有关喷射油滴与固体表面碰撞形成沉积油膜及其流动铺展特性研究较为鲜见,已有的相关研究集中于液滴/固体壁面正碰撞条件下的非油类液膜流动分析,故而对机械零件相关润滑分析计算支持极为有限。采用VOF方法建立了喷射油滴/固体壁面斜碰撞及其沉积油膜流动铺展数值分析模型,通过试验研究对数值分析模型进行了修正,进而基于此数值分析模型分析了航空传动零件润滑等效条件下喷射油滴/固体壁面斜碰撞沉积油膜流动铺展特性,通过与国外相关试验结果的对比验证了所提出的数值分析模型的正确性和实用性。所开展的喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究,为航空机械零部件润滑计算提供了技术方法和基础数据,对于实现航空机械零部件精确润滑设计有明显的工程意义。     

气油二相流粘度测试方法的研究

本文研究了气油二相流粘度的测试方法，建立了一套旋转式气油二相流粘度测量装置。并在特定条件下对国产Ｎ３２液压油的气油二相流粘度特性进行了实验研究，归纳出了容积含气率与粘度之间的关系。     

带斜盘夹角的轴向柱塞泵流量脉动分析

流量脉动品质的好坏是衡量液压泵工作性能的重要指标之一。本文就带斜盘夹角的轴向柱塞亲流量脉动情况进行分析,并提出了降低液压泵流量脉动的具体措施。     

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。     

变粘度条件下柱塞摩擦副泄漏流量的计算

在变粘度的条件下，并同时考虑柱塞的偏心和变密封长度问题，对轴向柱塞泵中校塞与缸孔之间的特殊圆环缝隙的泄漏流量公式进行了推导，得到了该圆环缝隙泄漏流量计算公式的修正系数，为高速高压轴向柱塞泵的设计提供了一定的理论依据。