直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动特性研究

基于面积扫过法计算直线共轭内啮合齿轮泵理论瞬时流量,得到啮合点位置与泵瞬时流量的对应关系,进而求得泵几何流量脉动。产生困油容腔是泵实际运行过程中普遍存在的现象,也是影响泵出口流量平稳性的关键因素。对直线共轭内啮合齿轮泵运行过程进行分析,依据控制容积法将内部流道划分为吸油容腔、排油容腔、齿轮齿间容腔、齿圈齿间容腔和困油容腔。建立直线共轭内啮合齿轮泵AMESim仿真模型,并对泵内部流体运动状态进行分析及仿真验证。结果表明:加入困油容腔的子模型后,该模型能够反映泵实际运行中因困油容腔的产生导致的瞬时流量突变;仿真模型的流量脉动率为2.29%,高于几何流量脉动率(1.71%)。研究结果揭示了泵流量脉动的产生原因及变化规律,为直线共轭内啮合齿轮泵流动特性研究及优化设计工作提供了参考。     

齿轮泵入口侧的空化性能研究与分析

为有效避免齿轮泵吸油腔内的空化现象,基于扫过面积法,以主、从动齿轮上的两条啮合半径为边界,构建包含啮合点和啮合半径在内的密闭空间吸油腔,并推导出对应的体积变化率;基于困油的充分卸荷,依据吸油腔的体积变化率等于与腔外的交换流量,推导吸油腔内介质动态压力及其最小值的计算公式,并建立避免空化现象的判别式,进行实例运算和结果分析。结果表明:啮合位置的变化,导致了吸油腔内介质压力的动态变化;节点啮合位置处,压力取最小值;入口半径是有效避免空化现象的主要因素等,其正确选择能有效避免空化现象。计算最小压力时考虑了众多因素,为齿轮泵后续进一步提高空化性能的研究提供了理论基础。     

考虑油液特性的齿轮泵内部流场仿真分析研究

为提高液压动力系统的可靠性和性能的稳定性,运用FLUENT软件对齿轮泵的二维内部流场进行了瞬态仿真分析,研究了油液的压缩性、黏度等特性对齿轮泵内部流场以及泵出口压力和流量脉动的影响。仿真结果表明:齿轮泵在运转过程中,内部油液的密度、黏度、温度和压力等随环境工况改变发生变化;在齿轮啮合处,油液会发生明显的气穴现象;在转速为600 r/min,负载压力为2.5 MPa时,泵出口的流量脉动特征值较不考虑时增大了1.2倍;经试验验证,泵出口压力脉动动态误差在4.2%以内,为开展齿轮泵的减振降噪及优化设计等方面的研究提供了有效的工具。     

电静压系统用内啮合齿轮泵脉动试验与分析

直线共轭内啮合齿轮泵因效率高、噪声低,在电静压系统中应用越来越广泛,尤其是在振动噪声要求苛刻的舰船领域。究其原因,先从理论上得出泵出口流量波动和压力脉动的计算方法,即得到泵源流量脉动 Qs和泵源阻抗 Zs这两个特性值的方法,并用MATLAB编译数据计算处理程序。搭建试验平台,采集数据,按照理论方法测试并分别计算了不同工况下泵出口的实际流量波动量和压力脉动量。汇总各工况数据并分析得出：测试平台合理,测试计算所得数据可信;同一频谱图里,电机泵基频幅值远大于泵齿基频幅值;不同工况下测试得出内啮合齿轮泵基频及其倍频对应的流量波动量和压力脉动量的变化趋势,具体量值均较小,适合用于静音系统中。     

多齿差摆线泵流量脉动及其影响因素研究

对于多齿差摆线齿轮泵流量脉动系数的计算方法,由于其影响因素众多,求解复杂,给实际工程应用带来困难。通过对多齿差摆线齿轮及圆弧齿轮啮合原理的研究,提出了一种较为精确的求解流量脉动不均匀系数的方法,并通过正交试验,分析了各参数对流量脉动系数影响的显著性程度,为设计低流量脉动的多齿差摆线圆弧齿轮泵过程中的参数的选择提供理论依据。     

双联斜齿泵流量脉动特性分析

斜齿齿轮泵在保持直齿齿轮泵优点的基础上降低了压力脉动和躁声,但流量脉动方面的性能没有得到明显改善.对双斜齿轮泵的流量脉动特性进行了分析与研究,结果表明:在满足一定参数关系和装配关系的条件下,双斜齿轮泵能有效改善瞬间排量和流量脉动,其性能更优.     

齿轮液压泵的结构合理性探讨

在简介了传统的双齿轮泵流量波动大、结构受力对称性差、易产生泄露和磨损等不足基础上,指出研发齿轮泵新型泵体结构的必要性。简要分析了平衡式多齿轮泵、多联齿轮泵、平衡式复合泵的基本原理和结构特征,分析了各自的排量、流量、传动件受力情况等动态特性,提出了改善齿轮泵受力状况、减少磨损、降低泄露、减少流量波动的途径。指出高压化、低流量脉动、低噪声、大排量、变排量、集成化是齿轮泵的发展方向。     

采用非对称齿形减小齿轮泵的异常噪声

齿轮泵中轮齿啮合几何学上的原因所造成的流量脉动及其相应的压力脉动是产生噪声的主要原因之一。本文通过对齿轮泵产生流量(压力)脉动的主要原理和影响因素进行分析,从而得到减小齿轮泵流量(压力)脉动的方法。     

论残余高压容积对轴向柱塞泵噪声的影响

笔者在《液压与气动》杂志的1989年第四期上发表过轴向柱塞泵噪声探讨一文,本文将着重讨论残余高压容积对轴向柱塞泵噪声的影响。笔者认为:CY系列轴向柱塞泵的噪声主要来源于柱塞的吸油到压油的转换过程中,在此过程中,压油腔的高压油迅速回流入柱塞腔内从而引起柱塞腔瞬间升压,产生水锤效应,同时由于高压油回冲造成严重的输出流量脉动,残余高压容积的大小直接影响到柱塞泵的噪声     

基于COMSOL的摆线泵流场特性研究

基于COMSOL建立摆线泵模型,对旋转域采用动网格技术、动静区域采用一致对方法实现数据传递。设置相应的边界条件后对泵进行CFD仿真,并通过试验验证仿真模型的可行性。对比不同温度下摆线泵的流场特性。结果表明:试验与仿真误差略微超过5%,仿真模型可行。对比油液在不同温度下的出口流量、压力特性,结果表明:随着油液黏度降低,摆线泵的出口流量均值降低,流量脉动率增加;摆线泵出口压力均值变化很小,但压力脉动率得到较大幅度增加。分析不同温度下摆线泵旋转域截面,结果表明:由于油液黏度降低,使得油液流动性变好,造成在吸油区产生的负压较低,在排油区径向和轴向泄漏增大,使得泵出口流量降低。研究结果为其他泵的仿真提供参考。     

高黏度齿轮泵运行与结构参数对泵内压力场影响

为解决高黏度齿轮泵普遍存在的噪声、寿命短等问题,针对影响泵内部压力场变化的因素进行研究,包括运行参数：介质黏度、转速、输出压力,结构参数：齿数。与普通齿轮泵相比,高黏度泵泄漏影响减弱,但困油现象引起的径向力不平衡、噪声高、寿命低的问题更加突出。通过CFD方法对高黏度齿轮泵输送介质过程中内部压力场进行全程模拟。结果表明:困油处压力变化范围随着介质动力黏度的增加而升高,升高速率与动力黏度呈指数关系,当动力黏度为3 Pa·s时,升高速率为 70 MPa/s,动力黏度为30 Pa·s时,升高速率达到 877 MPa/s;转速、输出压力与齿数的增加对泵内压力整体影响较小,但会引起困油处压力的迅速升高。“困油”问题是高黏度齿轮泵优化设计需要考虑的关键因素,合理增加卸荷槽尺寸、降低转速与出口压力、减小齿数是解决高黏度齿轮泵困油问题的有效途径。     

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。     

水压外啮合齿轮泵内流场的仿真与分析

利用ADINA软件对水压外啮合齿轮泵内部流场进行了仿真,在此基础上对其内部流场中的压力场进行了分析,总结出了更接近于实际的齿轮圆周压力分布规律,为流场压力计算奠定了基础;同时针对水压外啮合齿轮泵内气蚀问题对泵的吸水口结构进行了优化,为设计高效、低气蚀的水压外啮合齿轮泵提供了参考.     

离合器液压供油系统压力脉动特性研究

建立湿式换挡离合器液压供油系统压力脉动数学模型与试验系统,利用Simulink对系统液压元件压力脉动进行仿真计算,分析了泵出口、精滤器入口和出口、溢流阀入口的压力脉动特性,研究了齿轮泵转速n和齿数z、油管直径D、溢流阀节流孔直径d对压力脉动的影响规律。仿真与试验结果表明:数学模型能有效反映系统压力脉动特性,脉动频率主要由齿轮泵输入流量脉动决定,脉动幅值随着油液流动方向降低;随着齿轮泵转速升高,压力脉动频率和幅值均线性增大;当齿数z大于10、节流孔直径d取2.5 mm时能有效降低压力脉动,对离合器供油系统的油管直径D取25~30 mm为宜。     

双圆弧齿轮啮合特性进一步研究

以往对双圆弧齿轮的啮合特性研究中没有考虑螺旋角的影响。文中对因螺旋角的不同而导致双圆弧齿轮啮合点位置关系变化进行了分类讨论,重新考虑齿轮螺旋角对双圆弧齿轮啮合系数区间划分的影响,计算了不同螺旋角时的多点啮合系数以及多对齿啮合系数,并给出了双圆弧齿轮啮合特性表。研究结果完善了双圆弧齿轮的啮合特性,并对后续多圆弧齿轮啮合特性计算提供了参考。     

深海环境下的齿轮泵效率研究

深海高压、低温的特殊环境会导致液压油的属性发生改变,而液压油作为齿轮泵的工作介质,其变化将严重影响齿轮泵的效率。为了研究深海环境对齿轮泵效率的影响,利用CFD方法建立了齿轮泵内流场模型,研究了不同海水深度以及不同工况时的齿轮泵效率。结果表明:深海环境下,海水深度越深,齿轮泵的效率越低。环境压力与海水温度的变化对齿轮泵的效率均有一定影响,且前者的影响更为显著。随着海水深度的增加,环境压力对效率的影响在转速大于1 900r/min时较为明显,效率降低约6%,在转速小于1 900 r/min时,效率仅降低约3%;海水温度对效率的影响在转速小于1 900 r/min时较为明显,效率降低约4%,转速大于1 900 r/min时,效率仅降低约2.5%。     

水基液三螺杆泵动态数值分析

为开发输送水基抗燃液压液的三螺杆泵,测量了水乙二醇难燃液压液黏温特性曲线,建立了三螺杆泵三维模型,进行了CFD数值分析和试验验证。CFD仿真计算时,为避免网格数量过多或出现负体积而无法保证实际啮合间隙问题,采用SCORG软件对泵内流道进行了共形结构网格的划分,并结合Pumplinx软件进行数据后处理。研究表明:采用动态数值模拟方法的仿真结果与实验结果吻合良好,并对32号液压油与水基液压液输送特性进行了对比分析,得出了主杆扭矩和泵泄漏量随液压介质温度变化关系图;水基液压液相较于滑油更容易产生气蚀,气蚀主要发生在泵进口腔,气蚀现象随着密封腔压力上升而渐减小,泵转速越高,空化气体体积分数越大;泵出口压力越小,空化气体体积分数也越大,随着出口压力的增加,转速对空化气体体积分数的作用越不明显;水基液三螺杆泵工作时更容易发生油膜破损,经流固耦合分析,油膜所承受最大应力为4. 369 9 MPa。