軸向柱塞泵理論流量的仿真綜合
1 軸向柱塞泵實踐流量
圖1中,軸向柱塞泵(以斜盤式為例)的實踐輸入流量為:(1)
式中:α―柱塞周期角;
R―柱塞散布圓半徑;d―柱塞外徑;
β―斜盤傾斜角;ω―缸體角進度。
由式(1)作出的流量波形見圖5、圖6。由此知單數柱塞泵脈動周期角為α/2,而雙數柱塞泵流量脈動周期角為α,
且單數柱塞泵的流量勻稱性優于雙數柱塞泵。如上論斷是在不計油液可壓縮性、透露和排液區間為半立體的條件下得
出的。綜合軸向柱塞泵的理論工況(見圖1、圖2)知,因為預壓縮角Δφ的存在,排液區間并不是半立體,這是一;其
二是當泵作業壓力較高時,油液可壓縮性及透露等成分是不行無視的。因此無理論上進一步鉆研軸向柱塞泵的流量特
點是多余的。
圖1 軸向柱塞泵(斜盤式)作業原理簡圖
圖2 帶卸荷槽對非稱配流盤
2 理論流量及仿真綜合
理論工況下(見圖2、圖3),因為預壓縮角及透露等成分的存在,輸入流量并非如式(1)所述。綜合知,柱塞―缸孔
、配流盤―缸體端面、滑靴―斜盤之間存在著透露,且在排液柱塞的缸體孔與配流盤阻尼槽接通期間內,低壓油液倒
灌入柱塞腔內構成倒流景象。因此軸向柱塞泵的理論流量務必思忖如上諸成分。在0?φ?Δφ時,與A缸無關的各流量
如次:
圖3 柱塞腔油液的三種重要透露
圖4 減振三角槽構造
柱塞排油量Qd(2)
經過阻尼槽的倒灌流量Qs(3)
Ct―流量系數:
At―缸體孔與減振三角槽構成的節食孔的過流面積,減振槽的構造(見圖4);
At=φ2R2tanθ1tan(θ2/2);
p―柱塞腔中油液壓力;
pd―排油壓力;
ρ―油液密度。
柱塞與柱塞孔間透露Q1
(4)
式中:δ1―柱塞與缸體配合間隙;
μ―油液能源粘度;
l1―柱塞在缸體內含接長短,l1=l0+(1-cosφ).Rtanβ,l0為柱塞在于上死點時,在缸內最小含接長短;
ε―偏頗率,由此造成的莫須有可取均勻值1+1.5ε2=1.75;
υ―柱塞與缸體絕對靜止進度;
p0―泵回油壓力。
滑靴底部油室透露Q2
(5)
式中:δ2―滑靴斜盤間油膜薄厚;
r2、r1―滑靴封油帶內、外半徑;
Cp―壓降系數。
缸體油窗孔與配流盤間透露Q3
(6)
式中:αf―缸體腰形孔角;
δ3―缸體配流盤間油液薄厚;
R1,R2―配流盤內封油帶的內、外半徑;
(7)
滑靴底部油室透露Q5(8)
缸體油窗孔與配流盤間透露Q6(9)
泵理論剎時流量無須等于實踐流量減去各有關的透露及倒灌流量,其理論剎時流量Qr如次:
(10)
要對式(10)求解,需先求出過渡柱塞腔中的油液壓力,由液壓流腦力學可構建過渡柱塞腔中的油液壓力特點方程
如次:(11)
式中:V=φ觀點時缸意思積,V=V0+πd2Rtanβ(1+cosφ)/4,V0為缸內有效體積,求解見文獻〔3〕。
3 理論剎時流量的仿真及后果綜合
為了更形象直觀地看出軸向柱塞泵理論剎時流質變遷特點,以式(10)、式(11)為根底構建數學模子,以某國產九
柱塞泵的重要參數為仿真參數,對剎時流量作仿真綜合。
九缸柱塞泵的重要參數為:公稱壓力p=32MPa,排量,q=40mL/r,斜盤傾斜角β=16°,柱塞數Z=9,轉速為
1500r/min。其它尺寸如次(其中長短單位為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°;Δ
φ=18°;Ct=0.8;Cp=0.8。
因為眼前尚無雙數柱塞泵掛牌,白文取柱塞直徑為原直徑的9/8,即d=18,缸體腰形孔角取αf=35°,而其余參數
一成不變,作為八柱塞泵的仿真參數。仿真曲線見圖5、圖6。
圖5 九柱塞泵的剎時流量仿真曲線
圖6 八柱塞泵的剎時流量仿真曲線
由仿真劃算失去:當柱塞數Z=9時,其理論流量脈動系數為44.46%,當柱塞數Z=8時,其理論脈動系數為45.45%,
這與其相應的實踐值1.52%和7.61%差異是很大的。
R3、R4―配流盤外封油帶的內、外半徑。
當A缸轉過Δφ后,為使方程簡化,覺得此時缸內油壓力已能較好地追隨泵入口壓力,瀕臨畸形排油狀態,故式
(3)~式(6)中p值取排油壓力pd。
其余m-1個在于排油區的柱塞總的透露如次:
柱塞與柱塞孔間透露Q4
從仿真后果能夠看出:(1)理論流量比實踐流量均值要小,而脈動系數卻大得多,其起因在乎實踐剎時流量表算時
沒有思忖預壓縮區油液倒灌景象及油液的透露問題;(2)奇雙數柱塞泵的流量脈動效率都以柱塞距離角α為周期,這是
所以預壓縮區油液倒灌作用毀壞了原來的周期;(3)Z=8和Z=9的泵的理論流量脈動系數相差并不大。
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