【摘 要】
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轴向柱塞泵由于结构紧凑、功率密度大、使用寿命长等独特优点在各类机械设备中得到了广泛应用。然而随着对轴向柱塞泵性能要求的不断提高,使得研制具有较低噪声的高速、高压
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轴向柱塞泵由于结构紧凑、功率密度大、使用寿命长等独特优点在各类机械设备中得到了广泛应用。然而随着对轴向柱塞泵性能要求的不断提高,使得研制具有较低噪声的高速、高压、大流量的轴向柱塞泵成为主要研究方向,因此如何在提高轴向柱塞泵性能的同时,有效降低柱塞泵噪音成为当前的研究热点。噪声是柱塞泵的三大性能指标之一,对轴向柱塞泵的性能有着至关重要的影响,研究发现轴向柱塞泵噪声主要是配流盘在配流过程中所产生的配流噪声,因此如何降低配流盘的配流噪声是改善轴向柱塞泵性能,提高其应用价值的关键所在,故通过研究配流盘的配流特性以降低柱塞泵的噪声是十分必要的。本文以力士乐的A11VO190型斜盘式高压轴向柱塞泵为研究对象,采用CFD方法对其配流过程的流场进行数值模拟。考虑到在高速高压下流体的压缩性不可忽略,因此在流体控制方程组中加入了弱可压缩状态方程,同时考虑到油液的粘温和粘压效应,推导出粘度随压力、温度变化的关系式,并将其带入流体控制方程组进行数值求解,根据数值计算结果,对配流过程中柱塞泵的出口流量进行了分析研究,发现数值仿真所得的出口流量脉动比仅考虑几何运动所得的流量脉动要大些;当柱塞腔与配流盘腰形槽上阻尼槽接通时,其流动过程受到节流作用的影响,采用数值拟合的方法,对配流过程中柱塞腔进入吸、排油腔时配流盘阻尼槽的流量系数的变化规律进行分析,根据仿真结果拟合出流量系数与转角的关系;对比分析配流盘进、出口三角阻尼槽的开口角和深度,及阻尼槽顶端的小孔结构对柱塞腔内压力变化过程的影响,得到三角阻尼槽的宽度开口角应选择在35°时,柱塞腔内的压力变化较为平缓;阻尼槽深度角应取为80°时,可以保证柱塞泵在配流过程中产生较低的流体噪声;对于阻尼槽顶端的小孔结构,它可以改善泵的流量脉动,同时小孔容腔可以改善柱塞腔离开高压腔或低压腔时在原腔内形成的压力冲击现象。
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