250排量轴向柱塞泵吸排油空化现象研究

摘要

轴向柱塞泵具有功率密度大、工作压力高、变量控制方便、效率高以及寿命长等优点,在液压系统中得到广泛应用。轴向柱塞泵空化一直是影响其综合性能的一个重要因数，随着轴向柱塞泵朝着高压、大排量方向发展，其内部流场空化现象将更加严重。因此对高压、大排量轴向柱塞泵内部流场空化机理开展研究，明确其内部空化演变机理，探求抑制或减小轴向柱塞泵内部空化的方法对提高轴向柱塞泵综合性能具有重要意义。 本研究以250排量轴向柱塞泵为研究对象（通常情况下200 cc/r以上排量即被视为大排量轴向柱塞泵），首先建立了轴向柱塞泵 CFD 仿真建模与空化模拟。利用Pumplinx软件建立轴向柱塞泵流体域仿真模型，验证模型网格无关性，选出最优网格模型；将CFD仿真结果与轴向柱塞泵500小时耐久性试验结果的气蚀分布相比较，分析得出：验证了仿真模型的有效性；空化不仅影响配流盘卸荷槽的高低压过渡区，而且对配流盘吸油口侧的腰型槽内壁、柱塞泵缸体底部以及柱塞腔同样会产生严重影响。 其次，轴向柱塞泵不同工况对其吸、排油过程空化影响规律及为减小吸、排油过程中的空化现象进行配流盘结构改进。对轴向柱塞泵不同斜盘倾角、不同输出压力进行可视化仿真对比，分析结果表明：改变斜盘倾角、负载压力，轴向柱塞泵流场发生空化的位置没有变化；当轴向柱塞泵斜盘倾角、负载压力其中一项恒定时，随另一项增大，其流场空化现象越来越严重。通过改变配流盘阻尼孔位置的方法得到新结构的配流盘，相同边界 条件下对新的轴向柱塞泵流场进行CFD仿真，分析结果表明配流盘的改进有效降低了轴向柱塞泵吸、排油过程中的空化程度。

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