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文檔簡介

1、軸向柱塞泵實際流量的仿真分析 1軸向柱塞泵理論流量 圖1中,軸向柱塞泵(以斜盤式為例)的理論輸出流量為:(1) 式中:柱塞周期角;R柱塞分布圓半徑;d柱塞外徑;斜盤傾角;缸體角速度。由式(1)作出的流量波形見圖5、圖6。由此知奇數(shù)柱塞泵脈動周期角為/2,而偶數(shù)柱塞泵流量脈動周期角為,且奇數(shù)柱塞泵的流量均勻性優(yōu)于偶數(shù)柱塞泵。如上結(jié)論是在不計油液可壓縮性、泄漏和排液區(qū)間為半平面的條件下得出的。分析軸向柱塞泵的實際工況(見圖1、圖2)知,由于預壓縮角的存在,排液區(qū)間并不是半平面,這是一;其二是當泵工作壓力較高時,油液可壓縮性及泄漏等因素是不可忽視的。因而在理論上進一步研究軸向柱塞泵的流量特性是必要的

2、。圖1軸向柱塞泵(斜盤式)工作原理簡圖圖2帶卸荷槽對非稱配流盤2實際流量及仿真分析實際工況下(見圖2、圖3),由于預壓縮角及泄漏等因素的存在,輸出流量并非如式(1)所述。分析知,柱塞缸孔、配流盤缸體端面、滑靴斜盤之間存在著泄漏,且在排液柱塞的缸體孔與配流盤阻尼槽接通期間內(nèi),高壓油液倒灌入柱塞腔內(nèi)形成倒流現(xiàn)象。因而軸向柱塞泵的實際流量必須考慮如上諸因素。在0?時,與A缸有關(guān)的各流量如下:圖3柱塞腔油液的三種主要泄漏圖4減振三角槽結(jié)構(gòu)柱塞排油量Qd(2) 通過阻尼槽的倒灌流量Qs(3) Ct流量系數(shù):At缸體孔與減振三角槽形成的節(jié)流孔的過流面積,減振槽的結(jié)構(gòu)(見圖4);At=2R2tan1tan(

3、2/2);p柱塞腔中油液壓力;pd排油壓力;油液密度。柱塞與柱塞孔間泄漏Q1(4)式中:1柱塞與缸體配合間隙;油液動力粘度;l1柱塞在缸體內(nèi)含接長度,l1=l0+(1-cos).Rtan,l0為柱塞處于上死點時,在缸內(nèi)最小含接長度;偏心率,由此造成的影響可取平均值1+1.52=1.75;柱塞與缸體相對運動速度;p0泵回油壓力?;サ撞坑褪倚孤㏎2(5)式中:2滑靴斜盤間油膜厚度;r2、r1滑靴封油帶內(nèi)、外半徑;Cp壓降系數(shù)。缸體油窗孔與配流盤間泄漏Q3(6)式中:f缸體腰形孔角;3缸體配流盤間油液厚度;R1,R2配流盤內(nèi)封油帶的內(nèi)、外半徑;(7)滑靴底部油室泄漏Q5(8) 缸體油窗孔與配流盤間

4、泄漏Q6(9) 泵實際瞬時流量應(yīng)該等于理論流量減去各相關(guān)的泄漏及倒灌流量,其實際瞬時流量Qr如下:(10)要對式(10)求解,需先求出過渡柱塞腔中的油液壓力,由液壓流體力學可建立過渡柱塞腔中的油液壓力特性方程如下:(11) 式中:V=角度時缸內(nèi)容積,V=V0+d2Rtan(1+cos)/4,V0為缸內(nèi)無效容積,求解見文獻3。3實際瞬時流量的仿真及結(jié)果分析為了更形象直觀地看出軸向柱塞泵實際瞬時流量變化特性,以式(10)、式(11)為基礎(chǔ)建立數(shù)學模型,以某國產(chǎn)九柱塞泵的主要參數(shù)為仿真參數(shù),對瞬時流量作仿真分析。九缸柱塞泵的主要參數(shù)為:公稱壓力p=32MPa,排量,q=40mL/r,斜盤傾角=16&

5、#176;,柱塞數(shù)Z=9,轉(zhuǎn)速為1500r/min。其它尺寸如下(其中長度單位為mm):1=2=3=0.015;R1=26.2;R2=29;R3=36;R4=39;R=32.5;Rf=30;r1=15;r2=18.5;d=17;l0=30;dpch=6.8;lpch=42;lmin=11;af=34.5°;Tw=8;1=15°;2=60°;=18°;Ct=0.8;Cp=0.8。由于目前尚無偶數(shù)柱塞泵上市,本文取柱塞直徑為原直徑的9/8,即d=18,缸體腰形孔角取f=35°,而其他參數(shù)不變,作為八柱塞泵的仿真參數(shù)。仿真曲線見圖5、圖6。圖5九柱塞泵的瞬時流量仿真曲線圖6八柱塞泵的瞬時流量仿真曲線由仿真計算得到:當柱塞數(shù)Z=9時,其實際流量脈動系數(shù)為44.46%,當柱塞數(shù)Z=8時,其實際脈動系數(shù)為45.45%,這與其相應(yīng)的理論值1.52%和7.61%差別是很大的。R3、R4配流盤外封油帶的內(nèi)、外半徑。當A缸轉(zhuǎn)過后,為使方程簡化,認為此時缸內(nèi)油壓力已能較好地跟隨泵出口壓力,接近正常排油狀態(tài),故式(3)式(6)中p值取排油壓力pd。其余m-1個處于排油區(qū)的柱塞總的泄漏如下:柱塞與柱塞孔間泄漏Q4從仿真結(jié)果可以看出:(1)實際流量比理論流量均值要小,而脈動系數(shù)卻大得多,其原因在于理論瞬時流量計算時沒有考慮預壓縮區(qū)油液倒灌現(xiàn)象及油液

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