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軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽特性分析
軸向ATOS柱塞泵具有高功率密度,高壓力,大流量等優(yōu)點(diǎn),是液壓傳動(dòng)中zui復(fù)雜,技術(shù)含量zui高的元件之一。噪聲是軸向ATOS柱塞泵的一個(gè)重要性能指標(biāo),在當(dāng)下環(huán)保意識(shí)日益濃厚的環(huán)境下,降低噪聲水平是軸向ATOS柱塞泵的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。流體噪聲是軸向ATOS柱塞泵噪聲的主要組成部分,流量脈動(dòng)是其主要原因。

軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽特性分析
軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu),對(duì)流量脈動(dòng)有重大影響,本學(xué)位以軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)對(duì)配流過(guò)程的影響為研究對(duì)象,分析其作用機(jī)理和影響規(guī)律,既有學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值,又對(duì)工程應(yīng)用有一定指導(dǎo)意義。首先分析了軸向ATOS柱塞泵的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和流動(dòng)特性,建立單柱塞腔流量源模型和整泵理論流體模型。其中對(duì)配流盤(pán)的過(guò)流面積進(jìn)行了精確的理論建模,尤其對(duì)多種不同的阻尼槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精細(xì)的過(guò)流面積分析,包括U型槽、阻尼孔、三角槽、雙阻尼孔、孔槽組合結(jié)構(gòu)等。在計(jì)算機(jī)中建立了整泵流動(dòng)特性仿真模型,可以對(duì)不同ATOS柱塞泵結(jié)構(gòu),特別是帶有不同配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)的軸向ATOS柱塞泵進(jìn)行仿真分析。對(duì)某一軸向ATOS柱塞泵產(chǎn)品進(jìn)行仿真,修改配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果顯示,對(duì)該泵來(lái)說(shuō),當(dāng)其配流盤(pán)排油腔入口的U型槽寬半徑取1.5mm,深度取2.5mm,吸油腔入口的阻尼孔半徑取0.75mm時(shí),其流動(dòng)特性取得*的結(jié)果,優(yōu)化后比優(yōu)化前泵出口流量脈動(dòng)幅值降低了9.5%。基于此泵的模型,對(duì)配流盤(pán)模型進(jìn)行修改,用不同形式的阻尼槽替代原有阻尼槽,進(jìn)行仿真分析,分析了不同阻尼槽結(jié)構(gòu)對(duì)配流過(guò)程的影響,進(jìn)行了對(duì)比研究。為了驗(yàn)證仿真程序的準(zhǔn)確性,本課題還搭建了流量脈動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。分析了流量脈動(dòng)測(cè)試原理。基于“二次源法”,采用去除補(bǔ)油泵和變頻驅(qū)動(dòng)輔助泵的方式,對(duì)國(guó)內(nèi)流量脈動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)方案進(jìn)行改進(jìn),搭建了試驗(yàn)臺(tái)。通過(guò)試驗(yàn)與仿真對(duì)比,驗(yàn)證仿真程序的準(zhǔn)確性；通過(guò)改變參數(shù)進(jìn)行多組試驗(yàn),分析了壓力和轉(zhuǎn)速對(duì)流量脈動(dòng)的影響。主要內(nèi)容如下：指出的目的和意義,介紹了軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽對(duì)流量脈動(dòng)和噪聲的影響。介紹了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽特性以及流量脈動(dòng)測(cè)量方法的研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,提出了的研究?jī)?nèi)容。建立了軸向ATOS柱塞泵的理論流體模型。首先分析了軸向ATOS柱塞泵的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,對(duì)單個(gè)柱塞的流量特性進(jìn)行了理論分析,綜合考慮柱塞運(yùn)動(dòng)排油量、配流盤(pán)節(jié)流窗口節(jié)流流量、運(yùn)動(dòng)副泄漏流量、油液慣性流量等因素,建立單柱塞腔流量源模型。然后整合多個(gè)單柱塞模型,加上系統(tǒng)負(fù)載模型,建立整泵理論流體模型。對(duì)配流盤(pán)的過(guò)流面積進(jìn)行了精確的理論分析,尤其對(duì)多種不同的阻尼槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精細(xì)的過(guò)流面積分析,為后續(xù)的阻尼槽研究打下基礎(chǔ)。建立了軸向ATOS柱塞泵流動(dòng)特性的Matlab/Simulink仿真分析程序,可以對(duì)軸向ATOS柱塞泵方便地進(jìn)行仿真分析并輸出多種分析結(jié)果。基于模塊化的思想進(jìn)行建模與編程,對(duì)軸向ATOS柱塞泵的各個(gè)組成部分進(jìn)行分模塊建模,對(duì)其中的一些重要組成部分建立多個(gè)可替代模型,可以方便地根據(jù)一定的接口格式進(jìn)行快速替換,組合出新的仿真模型。其中特別是建立了多種不同阻尼槽結(jié)構(gòu)的配流盤(pán)的過(guò)流面積模型。利用所建立的仿真程序?qū)δ持剌d大排量軸向ATOS柱塞泵進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

軸向ATOS柱塞泵配流盤(pán)阻尼槽特性分析
分析得出,當(dāng)其排油腔入口的U型槽寬半徑取1.5mm,深度取2.5mmm,吸油腔入口的阻尼孔半徑取0.75mm時(shí),其流動(dòng)特性取得*的結(jié)果。分析了U型槽和阻尼孔對(duì)配流過(guò)程的影響規(guī)律。改變配流盤(pán)模型,用其他阻尼槽結(jié)構(gòu)替換原有阻尼槽,包括三角槽、雙阻尼孔、孔槽組合結(jié)構(gòu)等,進(jìn)行仿真分析,基于仿真結(jié)果分析各阻尼槽結(jié)構(gòu)的配流特性,并進(jìn)行對(duì)比研究。分析了軸向ATOS柱塞泵流量脈動(dòng)測(cè)試?yán)碚?對(duì)國(guó)內(nèi)流量脈動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)方案進(jìn)行改進(jìn),搭建了試驗(yàn)臺(tái)。將試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證仿真程序準(zhǔn)確性。改變?cè)囼?yàn)壓力和轉(zhuǎn)速,研究其對(duì)流量脈動(dòng)的影響。