低噪声转向叶片泵结构优化的研究

摘要

当代汽车已普遍采用液压助力转向系统，所用的转向助力泵是汽车的噪声源之一，降低转向泵的噪声对汽车品质的提高很重要。本文以大连液压件厂生产的汽车转向泵为研究对象，讨论了低噪声转向泵结构优化设计的问题。 文中介绍了汽车转向助力叶片泵的结构、工作原理及其应用情况；国内外在叶片泵降噪方面的理论研究现状及生产实践中所采用的降噪方法。对叶片泵噪声的产生原因进行了理论分析，确定了噪声的产生与叶片泵结构的关系，并通过科学的测量手段和先进的测试仪器加以验证。 通过噪声频谱分析及单因素实验得知，双作用叶片泵的噪声有机械噪声和流体噪声两部分构成，机械噪声为其主要成份。机械噪声主要是叶片与定子内表面的撞击产生的，流体噪声主要来源于叶片泵输出流量脉动。它们的产生都与转向泵的机械结构有关，即与定子曲线形状、转子及叶片的结构、各部件配合间隙的大小等相关，其中，定子曲线形状对转向泵噪声影响最大，对转向泵定子曲线的优化设计是降低噪声的关键。 本文分析了常见的定子曲线特点，提出了修正过渡曲线及大圆弧的方法、采用无冲击低噪声八次曲线进行优化设计的方法、也提出了先进定子曲线的拟合方法。并对叶片及轴向间隙进行了优化分析，改进了配流盘V形槽的设计。 上述对转向泵的结构进行优化设计的方案，已成功应用到了大连液压件厂的VP系列汽车转向泵的生产上，通过对比验证，优化设计后的助力叶片泵噪声值可以下降2～3dB，获得了理想的降噪效果。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1汽车动力转向系统与转向泵简介

1.1汽车液压动力转向系统

1.2转向叶片泵的工作原理

1.3转向叶片泵的性能要求

1.4国内外对低噪声转向叶片泵的研究

1.5转向叶片泵的发展趋势

2转向叶片泵噪声的理论分析

2.1定子曲线引发的噪声

2.1.1叶片泵的定子曲线

2.1.2定子曲线引发的机械噪声

2.1.3低噪声叶片泵对定子曲线的要求

2.2叶片引发的噪声

2.2.1叶片顶廓

2.2.2叶片间隙

2.3轴向间隙引发的噪声

2.4流体噪声分析

3转向叶片泵的噪声检测实验

3.1噪声测量基础

3.1.1噪声测量仪器

3.1.2噪声源的识别技术

3.1.3声压级的测定

3.1.4噪声的评价

3.2叶片泵噪声源的频谱分析实验

3.2.1叶片泵噪声频谱的测试

3.2.2叶片泵噪声频谱的分析

3.3定子单因素实验

3.3.1实验条件

3.3.2样本噪声对比实验

3.3.3更换定子单因素实验

3.3.4实验结果分析

3.4降低叶片泵噪声的措施

4叶片泵定子曲线优化设计

4.1基本定子曲线

4.2等加等减速曲线的修正

4.2.1定子曲线的分段

4.2.2等加等减速与正弦加速曲线标准方程

4.2.3非等分的等加等减速过渡曲线分析

4.2.4用正弦曲线修正等加等减速曲线

4.2.5预压缩工作曲线

4.3八次曲线优化设计

4.3.1无冲击八次曲线方程建立

4.3.2八次曲线优化设计

4.3.3大圆弧的优化设计

4.4验证实验

4.4.1实验条件

4.4.2实验方法

4.4.3实验结果

4.4.4实验结论

5其他结构的优化与改进

5.1叶片顶廓与间隙的改进设计

5.1.1叶片顶廓的改进

5.1.2叶片间隙的确定

5.2轴向间隙优化设计

5.2.1油液通过轴向间隙的泄漏功率损失

5.2.2由于粘性摩擦产生的功率损失

5.3 V形尖槽改进设计

5.4总验证试验

结 论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢