斜盘交错角对轴向柱塞泵性能影响分析

摘要

液压传动作为工业界的主要传动方式之一，其应用范围十分广泛，而柱塞泵是液压传动系统中应用最多的动力元件，所以柱塞泵性能的提高对整个液压系统性能的提升都有着积极的重要意义，目前国内外围绕柱塞泵的研究主要向着低噪声、高功率密度比、高速、高压和大功率等方向发展。而降低柱塞泵工作噪声主要可分为降低柱塞泵的结构噪声和流体噪声，其中流体噪声产生的最主要原因是柱塞泵在配流过程中存在的流量脉动，因此，为了改善柱塞泵的配流效果，国内外学者提出了主动配流的思想，其中就包括斜盘交错角（cross angle）方案的提出。在国内外现有研究基础上，本文由传统的某典型斜盘式轴向柱塞泵入手，引入斜盘交错角结构，从理论上推导出带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵的运动学和动力学公式、流量公式、排量公式，而后基于数值仿真软件，研究了引入斜盘交错角后该泵的动力学特性和流体特性。
　　本研究分为四个部分：第一章，阐述了本论文研究的背景和意义，对国内外对柱塞泵的研究现状进行了调研，概述了柱塞泵降噪技术的研究现状和发展趋势，在此基础上确定了本学位论文的研究内容和技术难点。第二章，在传统的只有斜盘倾角的轴向柱塞泵的基础上，推导出了带交错角结构的轴向柱塞泵的柱塞位移方程、速度方程、加速度方程、排量计算公式、瞬时流量计算公式等，分析了带交错角结构的轴向柱塞泵的斜盘力矩平衡方程，最后基于MATLAB程序分析了带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵的动力学及几何流量特性，研究了柱塞副摩擦力和滑靴副摩擦力随着交错角变化而变化的趋势，仿真出了柱塞颈部的受力情况随着斜盘交错角的增大的变化曲线。第三章，建立带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵的 AMESim仿真模型，基于这个模型，分析带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵的流量脉动、泄漏、斜盘力矩脉动等。第四章，建立带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵的流场仿真模型并利用流场仿真软件Pumplinx仿真带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵配流盘压力分布、流量倒灌和空化等。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 本课题研究的背景和意义

1.2 轴向柱塞泵国内外研究现状

1.3 论文研究的主要工作

1.4 本章小结

第二章 斜盘交错角对柱塞泵动力学及几何流量特性影响分析

2.1 带交错角结构的轴向柱塞泵柱塞及滑靴运动学建模

2.2 带交错角结构的轴向柱塞泵几何流量特性数学建模

2.3 带交错角结构的轴向柱塞泵柱塞滑靴组件动力学建模

2.4 带交错角结构的轴向柱塞泵斜盘转矩特性数学建模

2.5 结果分析与讨论

2.6 本章小结

第三章 带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵液压系统建模及其仿真分析

3.1 三维几何模型的建立

3.2 液压模型

3.3 仿真结果分析

3.4 本章小结

第四章 带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵内部流场特征CFD解析

4.1 带斜盘交错角结构的轴向柱塞泵CFD建模

4.2 CFD仿真结果分析

4.3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录