基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

目前，国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵，而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题，为此，基于虹膜机构可变孔径原理，提出了一种结构简单的新型摆动泵模型，并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先，分析了新型摆动泵的工作原理，建立了新型摆动泵的几何模型，并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程；然后，使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分，利用Fluent软件的动网格技术，采用RNG k-ε湍流模型，对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟；最后，采用数值模拟的方式，得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线；并通过比对流量脉动曲线，验证了运动学方程的正确性。研究结果表明：新型摆动泵的结构设计是有效的，其最大瞬时流量为1 387.2 L/min,满足设计需求；同时，新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置，最大压力值为0.45 MPa;并且，腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处，流速最大值可达62 m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型...