A11VO轴向柱塞泵配流特性的研究

论文摘要

中国基础建设的发展,要求更多高质量的工程机械投入使用,工程机械液压在整个液压工业中的比重也就变得越来越大,而液压泵是整个液压系统的心脏,液压泵质量的好坏关系到整个液压系统能否正常运行。现在用户对工程机械质量的要求越来越高,对液压泵提出了更高的要求。现代轴向柱塞泵,就其工作参数而言,由于其工作压力和转速不断提高,对噪声指标要求越来越严格。而配流盘的配流噪声是轴向柱塞泵的主要噪声源,因此配流盘设计的优劣,对降噪效果的影响是很大的,这种情况在高压轴向柱塞泵中体现的更为明显。可见,对轴向柱塞泵配流特性进行深入细致的分析研究有着重要的意义。文章以博世力士乐公司生产的A11VO190斜盘式高压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑液压油可压缩性的基础上,通过流场的CFD解析、流动显示以及与理论分析相结合的研究方法,完成了以下内容的分析研究：配流盘三角阻尼槽坡角、偏转角以及负遮盖角对轴向柱塞泵的压力流量特性以及对斜盘液压力矩的影响。通过对以上内容的分析研究,得到：在高压轴向柱塞泵中,配流盘结构采用15°左右的三角阻尼槽坡角、2°-5°的配流盘偏转角和2°-5°的配流盘负遮盖角时,可以得到理想的配流特性；同时,在高压轴向柱塞泵中,负遮盖结构配流盘的压力流量特性,在同等情况下,在各种工况中,都明显优于正遮盖和零遮盖结构配流盘的压力流量特性,只是对斜盘液压力矩产生较小的负面影响,所以只要合理选择负遮盖角的大小,就会在不影响配流容积效率的情况下,既最大程度地控制了对斜盘液压力矩产生的负面影响,又得到了理想的压力流量特性。而通过分析研究所得到的这些有理论意义和实用价值的结论和成果,为今后设计配流降噪效果明显的配流盘结构提供了思路和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 轴向柱塞泵配流特性的研究现状
• 1.2 CFD技术在流场分析研究中的应用
• 1.3 课题研究的学术背景及实际意义
• 1.4 课题研究的主要内容及基本思路
• 1.4.1 课题研究的主要内容
• 1.4.2 课题研究的基本思路
• 第2章 轴向柱塞泵的流体噪声分析
• 2.1 流体噪声产生的机理
• 2.1.1 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
• 2.1.2 斜盘式轴向柱塞泵的配流噪声
• 2.2 液压油物性参数的影响
• 2.2.1 液压油中气泡的影响
• 2.2.2 液压油的物性分析
• 2.3 小结
• 第3章 斜盘式轴向柱塞泵的解析建模
• 3.1 CFD技术基础
• 3.1.1 流动状态——紊流特性及紊流方程
• 3.1.2 方程的离散和求解
• 3.2 移动网格技术
• 3.3 解析假定
• 3.4 轴向柱塞泵配流过程的瞬态计算模型
• 3.4.1 几何模型选取与网格划分
• 3.4.2 物理参数的选取
• 3.4.3 边界条件设定与瞬态计算模型建立
• 3.5 小结
• 第4章 轴向柱塞泵配流特性的研究
• 4.1 轴向柱塞泵的压力流量特性
• 4.1.1 柱塞腔内压力瞬变过程
• 4.1.2 出口瞬时流量脉动
• 4.2 轴向柱塞泵斜盘液压力矩
• 4.2.1 数学模型的建立
• 4.2.2 斜盘液压力矩的求解
• 4.3 三角阻尼槽坡角的影响
• 4.3.1 不同坡角的脉动比较
• 4.3.2 不同坡角对斜盘液压力矩的影响
• 4.4 配流盘偏转角的影响
• 4.4.1 不同偏转角的脉动比较
• 4.4.2 不同偏转角对斜盘液压力矩的影响
• 4.5 配流盘负遮盖角的影响
• 4.5.1 不同负遮盖角的脉动比较
• 4.5.2 不同负遮盖角对斜盘液压力矩的影响
• 4.6 小结
• 第5章 配流盘结构改进后配流特性的对比研究
• 5.1 不同压力下配流特性的研究
• 5.2 不同转速下配流特性的研究
• 5.3 不同排量下配流特性的研究
• 5.4 合理结构配流盘的确定及其配流特性的研究
• 5.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文