轴向柱塞泵配流盘非死点过渡区特性优化

针对三配流窗口非对称轴向柱塞泵在非死点过渡区配流转换产生较大的流量和压力冲击问题,提出一种采用额外油道将非死点过渡区高压油预泄至上死点过渡区的新型配流盘结构,不仅可降低流量脉动和压力冲击,而且过渡区高压油液得到再利用,提高液压泵能效。首先设计新型配流盘结构,理论分析了新型配流盘工作原理,并建立基于新型配流盘的非对称轴向柱塞泵仿真模型,分析油道半径和分布位置对轴向柱塞泵流量脉动的影响,研究不同负载情况下新型配流盘结构的有效性。结果表明：该方案能对非死点过渡区柱塞起到预降压作用,对上死点过渡区柱塞起到预升压作用;当油孔半径为065 mm,分布位置为8°和88°时,轴向柱塞泵性能最优。     

球面配流副过渡区压力分布及回冲流量分析

建立了双三角槽式配流盘过渡区的压力分布模型，给出了过渡区内回冲流量的理论计算公式，并以力士乐A4VG125型轴向柱塞泵为对象进行了实例计算，讨论了三角槽的结构对压力分布及回冲流量的影响，对球面配流副的结构设计具有参考价值。     

并联轴向柱塞泵过渡区域脉动特性分析

并联轴向柱塞泵具有结构简单、能效高的特点,但柱塞泵内部结构配流盘排油单边腰型槽拥有双配流窗口,柱塞在经过配流窗口进行吸排油转换时,柱塞腔内闭死容积及通流面积的变化会产生较大的压力冲击和噪声,影响并联轴向柱塞泵的使用寿命和系统的稳定性.针对该问题,理论分析了柱塞泵运动学关系、配流盘配流面积等,利用多学科软件AMESIM建立了单柱塞模型,在此基础上构建整泵仿真模型.通过对单柱塞模型偏转角度和阻尼槽深度角进行分析,优化过渡区域几何关系,得到偏转角为7°,阻尼槽深为6°,该配流结构最为合理.进一步搭建试验台,对整泵的压力脉动进行试验验证,验证了模型的准确性,并得到随着负载压力的增大,输出压力脉动变大.     

多作用恒流轴向柱塞泵配流盘减振特性研究

以降低油液冲击、减少振动噪声为目标,提出多作用恒流轴向柱塞泵的一种新型配流盘并设计其减振结构,建立配流盘预升压、预卸压区压力特性数学模型,比较研究过流截面为恒值、线性变化、平方变化3种不同几何形状下的配流盘预升压、预卸压区压力变化特性。结果表明过流截面为恒值减振槽压力梯度变化最小,为低液压冲击、低噪声、多作用恒流轴向柱塞泵配流结构设计提供依据。     

槽腔结合配流的柱塞泵数字化建模与仿真

以某型号带预升压槽和预压缩腔结构的柱塞泵为对象,进行数字化建模与仿真。针对柱塞泵机液耦合问题,考虑流体的可压缩性,利用AMESim建立整个柱塞泵数字化模型。分别在柱塞流量子模型和柱塞配流子模型中引入相对节流面积值,并通过分段函数进行控制,从而实现柱塞副、配流副、滑靴副泄漏以及槽腔结合结构配流的数字化。通过对整个柱塞泵的模拟仿真,分析槽腔结构参数对柱塞泵性能的影响。搭建了柱塞泵实验平台,验证了数字化模型的正确性,为泵的结构优化提供了理论依据。     

轴向柱塞泵球面配流副可靠性评估

球面配流副结构紧凑、承载面积大、抗倾覆力矩能力强，是高压大流量柱塞泵常用结构之一，其可靠性评估是柱塞泵可靠性的关键部分。提出一种对柱塞具有一定倾斜角度的球面配流副的疲劳裂纹和磨损退化的可靠性评估方法。建立球面配流副油膜的分布模型，获得内外密封带的压力表达式，实现配流副的受力分析。通过球面配流副ANSYS仿真模型并分析缸体薄弱环节，基于Miner准则对缸体进行疲劳可靠性分析。基于逆高斯理论计算球面配流副的磨损可靠度。最后将疲劳可靠性和磨损可靠性相结合，研究其整体可靠性。研究结果表明：柱塞倾斜的轴向柱塞泵的球面配流副的最薄弱环节为高低压腔孔交界的尖角处，在给定的应力条件下，存活率为50%时，该设备的最低循环次数为4.839×109次，缸体寿命为31 839.52 h；整体应力循环次数的数量级与疲劳和磨损可靠性中循环次数数量级较低的一致，因此在多种可靠性相结合时，整体可靠性降低。     

四配流窗口轴向柱塞泵三角阻尼槽结构优化

为优化四配流窗口轴向柱塞泵配流特性,降低配流过程中的振动与噪声,以三角阻尼槽的结构参数作为设计变量,两排油口的流量脉动率和压力脉动率作为优化目标。依据拉丁超立方抽样方法获得设计变量样本点,并通过流体仿真软件PumpLinx获取各样本的仿真结果。基于RBF神经网络构建三角阻尼槽结构参数与优化目标间的映射关系,通过NSGA-Ⅱ算法实现多目标优化。仿真结果表明：RBF神经网络模型预测值与流场仿真值基本吻合,采用该方法能够得到三角阻尼槽的最佳设计参数,柱塞泵两排油口的流量脉动率降低了11.3%和11.8%,压力脉动率降低了7.6%和10.5%。     

配流阀可靠性设计技术研究

配流阀作为柱塞泵的关键元件,直接影响柱塞泵的性能技术指标,尤其是高速高压条件下,配流阀的可靠性要求更高。基于概率统计理论与可靠性设计方法研究高速高压微小型轴向柱塞泵的配流阀密封副固有可靠度,并分析关键变量对配流阀固有可靠度的影响规律,进一步通过样机试验验证。研究结果表明:壳体材料、配流阀环形内外径、弹簧的材料特性、钢丝直径、弹簧中径以及弹簧预紧力对其固有可靠度影响显著。     

并联轴向柱塞泵过渡区域脉动特性分析（英文）

并联轴向柱塞泵具有结构简单、能效高的特点,但柱塞泵内部结构配流盘排油单边腰型槽拥有双配流窗口,柱塞在经过配流窗口进行吸排油转换时,柱塞腔内闭死容积及通流面积的变化会产生较大的压力冲击和噪声,影响并联轴向柱塞泵的使用寿命和系统的稳定性。针对该问题,理论分析了柱塞泵运动学关系、配流盘配流面积等,利用多学科软件AMESIM建立了单柱塞模型,在此基础上构建整泵仿真模型。通过对单柱塞模型偏转角度和阻尼槽深度角进行分析,优化过渡区域几何关系,得到偏转角为7°,阻尼槽深为6°,该配流结构最为合理。进一步搭建试验台,对整泵的压力脉动进行试验验证,验证了模型的准确性,并得到随着负载压力的增大,输出压力脉动变大。     

配流盘结构对纯水液压泵配流特性影响的研究

将纯水液压柱塞泵配流盘的主要结构参数对配流过程压力冲击的影响进行了仿真研究,这些结构参数包括阻尼减振槽的结构形状、柱塞腔的闭死容积、配流盘安装错配角、过渡区遮盖角,通过分析提出了有利于降低配流过程中压力冲击和噪声的配流盘设计方法.     

轴向柱塞泵配流盘上阻尼孔对其空蚀特性的影响

针对轴向柱塞泵配流盘上阻尼孔开设问题,对阻尼孔开设方式不同的3种轴向柱塞泵配流过程进行CFD解析计算,得到配流过程中减压槽附近的最低压力、最大速度和减压槽出口射流角随刚体转角的变化。并得出结论:减压槽出口附近的阻尼孔对减压槽出口的射流角大小(对泵的空蚀特性起关键作用)基本没有影响;要通过改变减压槽出口的射流角大小来减少配流盘的空蚀破坏,就必须改变减压槽出口的结构。     

高压柱塞泵气蚀现象及其控制

为减小配流冲击、降低噪声,高压柱塞泵的柱塞腔在吸排油转换的过程中必须通过机械闭死压缩、膨胀和减振槽引油共同作用来实现预升压和预卸压。这一过程中,减振槽的两端均作用较大的变化的压差,槽中的油液产生较大速度的压差流,导致低压区的出现,形成气穴,气泡再破裂时产生气蚀,破坏配流盘和缸体表面。通过优化减振槽的参数和结构,减小气穴的体积含量和改变气穴出现的位置,让气泡远离配流盘和缸体的表面破裂,是控制高压柱塞泵气蚀破坏的有效方法。     

双列柱塞泵配流盘的设计与仿真研究

以双列轴向柱塞泵为研究对象,根据新型双列柱塞泵配流盘的特点,以降低压力脉动为目的,选择了适用于工况的配流盘形式,推导了配流盘的过渡区角度、三角减振槽和阻尼孔的设计尺寸。仿真分析了配流盘减震槽对压力脉动影响模式,并验证了减震槽在双列泵中的优化作用。     

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。     

配流气蚀对高压柱塞泵容积效率影响的试验研究

为减小配流冲击,高压柱塞泵的柱塞腔在过渡过程中必须通过机械闭死压缩、膨胀和减振槽引油共同作用来实现预升压和预卸压。此过程中,减振槽的两端均作用较大变化的压差,槽中的油液产生较大速度的压差流,导致出现低压区,形成气穴,气泡破裂时产生气蚀,破坏配流盘和缸体表面,大幅降低泵的容积效率。进行耐久性试验,研究配流气蚀破坏的特征和容积效率的变化。结果表明：在现有配流结构下,配流气蚀严重,耐久性试验仅开展了600 h,缸体表面已出现严重的气蚀破坏,导致泵的容积效率大幅下降。为提高泵的耐久性和提高容积效率,必须研究抗气蚀配流结构以减小配流副表面的配流气蚀破坏。     

轴向柱塞泵滑靴副服役损伤与防护的研究进展

轴向柱塞泵是液压传动系统的核心动力元件,广泛应用于诸多工程领域。滑靴副是轴向柱塞泵中3对关键摩擦副(滑靴副、配流副和柱塞副)之一,显著影响柱塞泵的服役安全。滑靴副的磨损是引起柱塞泵失效的主要原因,开展滑靴副的服役损伤与防护措施研究对柱塞泵向高速、高压化技术发展有着重要意义。概述了轴向柱塞泵的基本工作原理;介绍了滑靴副间隙润滑油膜的形成和3大作用(润滑、密封和承载),以及油膜特性测量方法和影响因素;阐述了滑靴副的磨损机理、磨损影响因素及磨损状态评估方法;基于滑靴副的油膜特性及磨损机理,着重讨论了滑靴副延寿设计方法和失效防护措施,如优化滑靴副材料匹配、结构的延寿设计方法,以及利用表面织构化、固体润滑涂层改善滑靴副表面摩擦学性能的表面改性方法。表面织构化的原理是利用微纳米加工手段在滑靴副材料表面加工出具有一定形状、尺寸且排列规则的几何阵列来收集磨屑、储存润滑介质或通过产生流体动压效应来增强润滑进而减小磨损,固体润滑涂层则是通过改变基体表面的组织结构来提高滑靴副表面的承载力和增强滑靴副的自润滑性能。最后对轴向柱塞泵滑靴副未来的研究方向提出了展望。     

直轴式液压轴向柱塞泵配流机构优化设计与分析

分析影响液压轴向柱塞泵工作噪声、发热的原因以及使用寿命的主要因素,研究液压轴向柱塞泵配流机构在配流过程中产生的压力瞬变和流量脉动以及配流噪声的机理,提出采用在高低压腰形槽的始端设置具有两种宽度夹角的双级三角阻尼槽配阻尼孔结构的设计方案,可降低噪声、减少发热,提高使用寿命。     

柱塞泵配油盘变形的有限元计算

配油盘是轴向塞泵的关键零件之一,设计时对配油盘的几何精度作了严格要求。由于配油盘的结构复杂,传统的分析方法往往不能准确反映工作时的实际变形状况。为了弄清配油盘的实际变形是否满足设计要求,本文对68CY14—1B型轴向柱塞泵的配油盘在压力场下的变形进行了有限元计算,计算结果为进一步改进轴向柱塞泵配流副的性能提供了理论依据。一、有限元计算前处理     

具有连续侧泄漏的三角截面阻尼槽流量特性分析与实验

本文分析了轴向柱塞泵端面配流摩擦副静压支承机构中具有连续侧泄漏的阻尼槽的流量特性,并用实验求得了阻尼系数与流量的关系式。     

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。