双联轴向柱塞泵配流盘优化与流量脉动特性分析

发布时间：2019-09-20 01:22

【摘要】：针对双联轴向柱塞泵配流盘在脱离吸油和排油时,柱塞腔存在闭死压缩和闭死膨胀阶段,造成柱塞腔气穴现象和压力正超调或负超调,引起流量和压力突变产生大的噪声问题,提出了一种配流盘结构。首先建立柱塞泵流动特性数学模型,分析轴向柱塞泵噪声产生机理;然后设计新配流盘结构并优化匹配三角阻尼槽结构参数,建立过渡区压力特性方程,通过理论模型对比分析,新配流盘能降低柱塞腔在过渡区产生的压力冲击。为了验证新配流盘结构对整泵流量和压力影响,采用液压仿真软件AMEsim建立双联柱塞泵模型,通过实验测试对比分析,验证了模型正确性。在相同工况下,将新配流盘和原配流盘代入整泵模型中,结果表明新配流盘流量脉动率比原配流盘流量脉动率降低了6.75%,证明新配流盘能很好地降低流体脉动。同时该模型为制造样机提供了理论基础,可降低新产品开发成本。
【图文】：

增加轴向柱塞泵的结构噪声。本文以某型挖掘机串联双泵为研究对象，改进原有柱塞泵配流盘结构，通过优化匹配配流盘结构参数，使柱塞腔刚脱离吸油和排油腰形槽时，柱塞腔正好运动到外死点和内死点，避免造成闭死压缩和闭死膨胀阶段。首先建立柱塞泵流动特性数学模型，分析轴向柱塞泵噪声产生机理原因;然后通过物理模型分析，优化匹配孔槽结构参数，设计新型配流盘结构;应用液压仿真软件AMEsim建立双联柱塞泵模型，并通过实验验证模型正确性;最后将新配流盘与原配流盘代入仿真模型进行对比分析。1新配流盘结构方案图1a所示为双联柱塞泵的配流盘结构［11］，在配流盘过渡区增设配错角，使纵轴和死点轴不重合，并在排油过渡区应用三角阻尼槽进行预升压，在吸油过渡区应用U型阻尼槽进行预卸压。图1a中可看出，当柱塞腔脱离吸油腰型槽时，柱塞腔存在闭死压缩阶段，这会引起压力正超调;当柱塞腔脱离排油腰型槽时，柱塞腔存在闭死膨胀阶段，会造成压力负超调，产生气穴现象。因此，需要对原配流盘进行合理的优化设计，解决这一问题。针对原配流盘存在的问题，设计新配流盘结构如图1b所示。新配流盘设计思路是将预卸压U型阻尼槽改为三角阻尼槽，同时去除配错角，优化匹配三角阻尼槽结构，使柱塞腔脱离吸油腰型槽时，柱塞腔刚好运动到外死点，并与三角阻尼槽接触避免闭图1配流盘结构方案对比Fig．1Comparisonofvalveplatestructures1．排油腰型槽2．吸油腰型槽3．柱塞腔包角4．三角阻尼槽5．U型阻尼槽6．配错角7．外死点8．内死点死压缩阶段;同理，在脱离排油腰型槽时，柱塞腔刚好运动到内死点，并与三角阻尼槽接触避免闭死膨胀阶段。2柱塞泵流体脉动数学模型2.1柱塞运动分析及瞬时流量轴向柱塞泵由主轴带动2个缸体旋转，?

图2配流面积变化过程Fig．2Changeprocessofportarea阶段1:当0≤φ1≤鐖1，，φ=φp/2－φ1，柱塞腔未能与阻尼孔接触，而且柱塞腔还未离开吸油槽，此时配流口通流面积为S1=(φR－2r)φRr－(φR)2i

本文编号：2538459