轴向柱塞泵理论流量的仿真综合

1　轴向柱塞泵实践流量
　　 图1中，轴向柱塞泵(以斜盘式为例)的实践输入流量为：(1)
式中：α―柱塞周期角；
　　 R―柱塞散布圆半径；d―柱塞外径；
　　 β―斜盘倾斜角；ω―缸体角进度。
　　 由式(1)作出的流量波形见图5、图6。由此知单数柱塞泵脉动周期角为α/2，而双数柱塞泵流量脉动周期角为α，且单数柱塞泵的流量匀称性优于双数柱塞泵。如上论断是在不计油液可压缩性、透露和排液区间为半立体的条件下得出的。综合轴向柱塞泵的理论工况(见图1、图2)知，因为预压缩角Δφ的存在，排液区间并不是半立体，这是一；其二是当泵作业压力较高时，油液可压缩性及透露等成分是不行无视的。因此无理论上进一步钻研轴向柱塞泵的流量特点是多余的。
图1　轴向柱塞泵(斜盘式)作业原理简图
图2　带卸荷槽对非称配流盘
2　理论流量及仿真综合
　　 理论工况下(见图2、图3)，因为预压缩角及透露等成分的存在，输入流量并非如式(1)所述。综合知，柱塞―缸孔、配流盘―缸体端面、滑靴―斜盘之间存在着透露，且在排液柱塞的缸体孔与配流盘阻尼槽接通期间内，低压油液倒灌入柱塞腔内构成倒流景象。因此轴向柱塞泵的理论流量务必思忖如上诸成分。在0 φ Δφ时，与A缸无关的各流量如次：
图3　柱塞腔油液的三种重要透露
图4　减振三角槽构造
　　 柱塞排油量Qd(2)
　　 经过阻尼槽的倒灌流量Qs(3)
　　 Ct―流量系数：
　　 At―缸体孔与减振三角槽构成的节食孔的过流面积，减振槽的构造(见图4)；
　　 At=φ2R2tanθ1tan(θ2/2)；
　　 p―柱塞腔中油液压力；
　　 pd―排油压力；
　　 ρ―油液密度。
　　 柱塞与柱塞孔间透露Q1
(4)
式中：δ1―柱塞与缸体配合间隙；
μ―油液能源粘度；
l1―柱塞在缸体内含接长短，l1=l0+(1-cosφ).Rtanβ，l0为柱塞在于上死点时，在缸内最小含接长短；
ε―偏颇率，由此造成的莫须有可取均匀值1+1.5ε2=1.75；
υ―柱塞与缸体绝对静止进度；
p0―泵回油压力。
　　 滑靴底部油室透露Q2
(5)
　　 式中：δ2―滑靴斜盘间油膜薄厚；
r2、r1―滑靴封油带内、外半径；
Cp―压降系数。
缸体油窗孔与配流盘间透露Q3
(6)
式中：αf―缸体腰形孔角；
δ3―缸体配流盘间油液薄厚；
R1，R2―配流盘内封油带的内、外半径；
(7)
　　 滑靴底部油室透露Q5(8)
　　 缸体油窗孔与配流盘间透露Q6(9)
　　 泵理论刹时流量无须等于实践流量减去各有关的透露及倒灌流量，其理论刹时流量Qr如次：
(10)
　　 要对式(10)求解，需先求出过渡柱塞腔中的油液压力，由液压流脑力学可构建过渡柱塞腔中的油液压力特点方程如次：(11)
式中：V=φ观点时缸意思积，V=V0+πd2Rtanβ(1+cosφ)/4，V0为缸内有效体积，求解见文献〔3〕。
3　理论刹时流量的仿真及后果综合
　　 为了更形象直观地看出轴向柱塞泵理论刹时流质变迁特点，以式(10)、式(11)为根底构建数学模子，以某国产九柱塞泵的重要参数为仿真参数，对刹时流量作仿真综合。
　　 九缸柱塞泵的重要参数为：公称压力p=32MPa，排量，q=40mL/r，斜盘倾斜角β=16°，柱塞数Z=9，转速为1500r/min。其它尺寸如次(其中长短单位为mm)：δ1=δ2=δ3=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；θ1=15°；θ2=60°；Δφ=18°；Ct=0.8；Cp=0.8。
　　 因为眼前尚无双数柱塞泵挂牌，白文取柱塞直径为原直径的9/8，即d=18，缸体腰形孔角取αf=35°，而其余参数一成不变，作为八柱塞泵的仿真参数。仿真曲线见图5、图6。
图5　九柱塞泵的刹时流量仿真曲线
图6　八柱塞泵的刹时流量仿真曲线
　　 由仿真划算失去：当柱塞数Z=9时，其理论流量脉动系数为44.46%，当柱塞数Z=8时，其理论脉动系数为45.45%，这与其相应的实践值1.52%和7.61%差异是很大的。
　　 R3、R4―配流盘外封油带的内、外半径。
　　 当A缸转过Δφ后，为使方程简化，觉得此时缸内油压力已能较好地追随泵入口压力，濒临畸形排油状态，故式(3)～式(6)中p值取排油压力pd。
　　 其余m-1个在于排油区的柱塞总的透露如次：
　　 柱塞与柱塞孔间透露Q4　
　　 从仿真后果能够看出：(1)理论流量比实践流量均值要小，而脉动系数却大得多，其起因在乎实践刹时流量表算时没有思忖预压缩区油液倒灌景象及油液的透露问题；(2)奇双数柱塞泵的流量脉动效率都以柱塞距离角α为周期，这是所以预压缩区油液倒灌作用毁坏了原来的周期；(3)Z=8和Z=9的泵的理论流量脉动系数相差并不大。【MechNet】