转速可调斜盘式轴向柱塞泵实际流量特性分析

针对斜盘式轴向柱塞泵的实际流量以及不同转速下的柱塞流量脉动进行了分析计算,并用实例作了仿真,仿真结果表明:对于转速可调斜盘式轴向柱塞泵,其实际流量脉动系数随着转速的减小而增大,且转速越低,脉动系数增加的量越大;此外,偶数柱塞泵的实际流量脉动系数要大于与之相邻的奇数柱塞泵的实际流量脉动系数.     

平衡式两排轴向柱塞泵变量机构特性分析

由于平衡式两排轴向柱塞泵斜盘具有多个斜面而变量困难,比较适合被用于定量供液的液压传动系统中,成为制约平衡式两排轴向柱塞泵拓宽应用的一个关键因素。通过分析轴向柱塞泵各种变量方式的优缺点,指出对平衡式两排轴向柱塞泵而言,改变斜盘与配流盘间的相位角实现变量可行性较高。以旋转配流盘为例,建立了平衡式两排轴向柱塞泵变量机构的驱动力矩方程,并研究了其对泵流量脉动的影响,结果表明:斜盘双侧受脉动压力,旋转时驱动力矩小;随着斜盘与配流盘相位角的增大,其流量脉动增大,但由于平衡式两排轴向柱塞泵内外瞬态流量的叠加,可使该缺陷得到一定程度的弥补。     

进口压力对正开口配流盘轴向柱塞变量泵斜盘力矩的影响

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.     

斜盘式轴向柱塞泵柱塞运动学分析的一般模型

考虑斜盘式轴向柱塞泵斜盘倾角、斜盘交错角及柱塞倾角结构特征,采用坐标变换法,建立了柱塞泵柱塞运动学分析的一般数学模型.经分析结果表明:斜盘交错角使柱塞运动的相位发生变化;柱塞倾角使柱塞运动曲线呈类简谐规律变化;斜盘交错角和柱塞倾角增大均会使柱塞的位移、速度和加速度最大幅值增大,位移增大可增加柱塞泵的排量,柱塞沿其轴线方向速度和加速度的增大会提高柱塞腔液流瞬时最大速度和柱塞的惯性力;采用负的斜盘交错角时,上下死点偏转角偏转方向与缸体旋向相同为正,推迟柱塞腔预压缩和预膨胀过程,反之则为负,提前柱塞腔预压缩和预膨胀过程;在斜盘变量过程中,上下死点偏转角随斜盘倾角改变而变化,斜盘交错角绝对值越小,上下死点偏转角的变化梯度随斜盘倾角变小而增大,而当斜盘倾角在大排量范围内变化时上下死点偏转角的变化梯度变小;上下死点最大偏转角为90°,此时斜盘倾角为零.     

柱塞倾角对锥形缸体轴向柱塞泵流体特性的影响

针对锥形缸体轴向柱塞泵的柱塞倾角对泵的流体特性产生的影响,基于AMESim软件,以某型锥形缸体轴向柱塞泵为研究对象,建立整泵液压模型,该模型能考虑到油液压缩性、泵的泄漏、柱塞腔死容积、配流过程及流量倒灌等因素对泵流体特性的影响,且便于变参优化研究.经仿真及与传统公式计算对比分析表明:在产生流量脉动的影响因素中,几何流量脉动只占一个很小的比重,几乎可以忽略,主要的影响因素是油液的压缩性、泵的泄漏及柱塞腔的流量倒灌,其中流量倒灌是引起流量脉动的最重要的因素;在额定工况下,油液的压缩损失占总容积损失的19.04%,泄漏量占总容积损失的80.96%;随着柱塞倾角由0°增大到20°,泵的出口流量脉动系数由0.181 1增大到0.184 4,柱塞倾角的改变对泵的流量脉动影响很小.     

斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵的流量特性

在直柱塞泵流量特性理论研究的基础上,提出并建立斜柱塞泵流量特性的理论体系,通过计算机仿真分析结果表明,虽然同条件下斜柱塞泵流量脉动情况比直柱塞泵略差,但在柱塞倾角小于20.的情况下差别并不大,几乎可以忽略.在同等情况下,斜柱塞泵由于柱塞倾角的存在,有更大排量和更小的体积,柱塞的离心力更有助于柱塞的回程,也更有利于减小配...     

轴向柱塞泵的流量脉动对压力脉动的影响及分析

研究轴向柱塞泵的流量脉动对压力脉动的影响，通过对流量方程进行傅里叶变换，求得流量方程的另一种表达式，得出对压力脉动的影响参数。通过调节或改变这些参数来降低压力脉动，即系统加与不加阻尼两种情况下各自的压力脉动，得出了在系统中加阻尼后，起到阻容滤波的作用，在一定程度上减小了压力脉动的幅值。     

喷水推进器内非定常压力脉动特性

基于RANS方程和SST湍流模型,对喷水推进器内非定常流场进行数值模拟.经网格无关性分析后,计算得到的功率、推力与试验值对比最大误差小于4%.分析了设计转速工况和自航工况时叶轮进口、叶轮出口、导叶中部和导叶出口压力脉动的时域和频域特性.结果表明:喷水推进器内最大压力脉动发生在叶轮进口;受不均匀来流影响,叶轮进口从80°至140°半径方向的压力脉动较大;在叶轮进口与出口处,压力脉动主要受叶轮叶频控制,从轮毂到轮缘脉动幅值逐渐增大;设计转速条件下,喷水推进器运行于设计航速工况时叶轮进口压力脉动最小;自由航行时,压力脉动频率与喷水推进器转速呈线性关系,脉动幅值随航速增加而升高.     

不同叶片数对低比转速离心泵压力脉动的影响

为了研究不同叶片数对压力脉动的影响,在保证叶轮其他几何参数不变的情况下,将叶片数设计为4、5、6三种情况,采用FLUENT软件、RNGk-ε湍流模型和滑移网格技术,对低比转速离心泵进行了三维非定常数值模拟,分析了不同叶片数对蜗壳隔舌、蜗壳-叶轮间隙以及蜗壳扩散段内压力脉动的影响.结果表明:各个叶片数泵在三个监测点压力脉动频率均以叶片通过频率为主,且在隔舌处压力脉动幅值变化最大;6叶片数泵在小流量下,隔舌处压力脉动幅值变化均小于4、5叶片数,其最大脉动幅值约为静压均值的9%左右;5叶片数泵隔舌处,在0.6、1.4倍设计流量时压力脉动幅值明显大于设计流量下的幅值,约为设计工况下幅值的2倍和2.4倍;4叶片数泵在1.0、1.4倍的设计工况下,隔舌处的压力脉动变化最大,其最大幅值约为设计叶片数的1.29倍和1.4倍.在不同叶片数时,蜗壳扩散段和蜗壳-叶轮间隙内压力脉动变化相对隔舌处较小.     

双排式轴向柱塞泵的流量脉动分析

针对轴向柱塞泵为降低流量脉动率而采用奇数柱塞使流量调节范围有限的问题,采用双排柱塞设计轴向柱塞泵,并对双排式轴向柱塞泵的结构及流量脉动特性进行研究.计算、仿真和实验结果表明:在缸质量和体积增大不多的前提下通过增加工作柱塞排数,可使泵的排量增大、流量脉动率减小、流量调节范围扩大.推导出的双排式轴向柱塞泵的理论流量计算公式经过计算机仿真和实验验证与实际接近.     

轴向柱塞变量泵偏置斜盘力矩分析

为获取轴向柱塞变量泵偏置斜盘结构对斜盘力矩的影响规律,分别以具有对称结构零遮盖、非对称有减振槽结构配流盘的柱塞泵为例,推导了斜盘力矩公式,求取了斜盘力矩变化曲线及合力运动轨迹.结果发现偏置斜盘结构可有效解决斜盘力矩过零问题,可通过斜盘向上死点偏置或向下死点偏置,使斜盘力矩有助于斜盘偏角归零或向最大偏角复位;斜盘所受合力为非封闭曲线,随转角变化时合力作用点具有突跳现象,非对称有减震槽结构配流盘的柱塞泵斜盘合力作用点突变现象明显减弱,斜盘偏置偏心距越大,斜盘合力变化轨迹越远离斜盘中心;斜盘合力变化轨迹随斜盘倾角变化很小.     

凸轮泵内部瞬态流场的动网格数值解析

根据凸轮泵啮合特性建立了渐开线方程,当型线方程的压力角介于40°~50°时,共轭转子相对运动时不产生干涉效应.为了阐明压力角对转子型线方程和几何参数的影响,基于FLUENT动网格模型和局部网格重构的网格变形技术,应用RNG k-ε湍流模型及PISO算法对凸轮泵内部流场进行数值解析.通过定量监测排出端流量波动和吸入端压力脉动,获得不同压力角和不同工况下,流量波动和压力脉动的瞬态特性.结果表明:凸轮泵排出端流量和吸入端压力呈周期性变化,当转子压力角逐渐增大时,二者有减小的趋势;转速是影响流量波动和压力脉动的主要因素,随着转速升高,排出端流量和吸入端压力提升明显,脉动现象明显;当转速升高到一定程度后,排出端速度与吸入端压力的脉动值增加较少.     

轴流泵空化流及其诱导压力脉动的数值模拟

基于改进的空化模型和SSTk-ω湍流模型,对轴流泵的流量-扬程曲线、空化特性及其诱导非定常空化压力脉动进行了数值模拟和分析.数值模拟结果表明:设计工况下的扬程、效率和必需空化余量预测误差分别为3.41%,4.10%和6.32%,获得了较高的预测精度;轴流泵叶轮空泡主要分布在叶片背面进口10%~30%区域,从轮缘到轮毂叶片空化区域逐渐减小;轴流泵叶轮出口在空化条件下的压力脉动的主频仍为叶频,谐频为叶频的倍数.叶轮出口受到叶轮外缘严重空化流的影响,在临界空化余量工况下,靠近轮缘处的空化压力脉动幅值是轮毂侧4倍左右;在导叶出口处两者差异逐渐减小,轮缘处的幅值比轮毂处仅大40%左右.随着空化余量不断降低,叶轮内空化趋于严重时,空泡发生区的压力脉动幅值显著增大;但在叶轮进口处,由于空化流向叶轮下游发展,叶轮上游流场受到空化的影响较小,在不同空化余量下压力脉动幅值变化较小.     

激光染料循环系统性能试验研究

为了研究激光染料循环系统的性能,以实现对系统性能的优化,对一激光染料循环系统及其旋涡泵进行试验测量。首先对旋涡泵的能量特性、空化特性、压力脉动、振动和噪声特性进行测量,然后对染料循环系统中染料池进出口压力和染料循环器的压力脉动、振动特性、噪声和温度特性进行测量。研究结果表明:旋涡泵的最佳效率点对应的流量和效率随着工频的增加而升高;临界汽蚀余量随着流量和工频的增大而增大;压力脉动的宽频带随着流量的增大而缩短,压力脉动的均值随着工频的增加而增大;噪声随着流量上升总体呈下降趋势;染料池两端的压差随着工频和流量的增加而增大;染料循环器的压力脉动幅值随着工频增加而增大,随着流量增加而减小;测点M_4,M_5和M_6振动速度幅值随着工频的增加而增大,测点M7则先减小后增大,各测点振动速度幅值随着流量增大而减小;噪声随着工频增加而增大,随着流量增加而减小;温度随着工频增加而升高,随着流量增加而降低。     

采用关联模型的离心压缩机喘振工况数值研究

为了研究管网系统特性对离心式压缩机喘振的影响,建立了包含温度项的关联模型,将管网效应耦合到压缩机出口的边界条件中,实现了压缩机系统从稳定工况到喘振工况的数值模拟。对一离心压缩机流道和无叶扩压器流场进行了非定常数值模拟,结合关联模型得到喘振时压缩机出口处压力及质量流量脉动随时间的变化情况,分析了管网容量、管网出口流量等管网参数对压缩机系统喘振的影响。模拟结果显示:所建模型能捕捉到喘振工况下压缩机出口的参数变化特征;随着管网容量的增大或管网出口质量流量的减小,压缩机出口流量、总压波动幅值增大,工况向喘振振荡特性转变;管网容量对失速频率影响较大,而管网出口流量的变化对压缩机的失速频率影响较小。该研究对进一步分析压缩机管网系统相互影响和喘振预测具有参考价值。     

变转速轴向柱塞泵恒流量控制的建模与仿真

以变输入转速下泵控马达恒速系统为对象,分析轴向柱塞泵变量控制机构的控制机制和斜盘变量机构力矩特性,建立了变输入转速情况下泵的流量控制模型,针对泵转速扰动提出了扰动乘积补偿和PI控制综合抑制方法.并在仿真软件EASY5上建立了泵控马达系统和变量泵排量控制仿真模型,对变量泵变量时间和转速扰动抑制进行了系列仿真.结果表明,在剧烈输入转速扰动和负载压力扰动下泵输出流量依然能保持恒定.     

轴向柱塞泵瞬时流量的理论分析

针对轴向柱塞泵的流量脉动是工程噪声控制的主要因素之一,找出了轴向柱塞泵瞬时流量的影响因素,并运用计算机仿真分析给出了减小流量不均匀系数的方法.求得轴向柱塞泵瞬时流量脉动系数比工作介质不可压缩时大一个数量级,且与柱塞数的奇偶性无关.同时指出流量脉动系数最大的影响因素是油液的弹性模量和油泵的工作压力,其次是柱塞数.     

通轴式双排轴向柱塞泵流量脉动影响因素

在研究柱塞泵流量脉动的基础上,设计了通轴式双排轴向柱塞泵,建立通轴式双排轴向柱塞泵流量数学方程,对不同柱塞数目和分布等结构参数的柱塞泵流量脉动进行研究,得到通轴式双排轴向柱塞泵的流量脉动变化规律.以流量不均匀系数低为目标,得到低流量脉动率的柱塞泵结构参数指标.      

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞副仿真分析

采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,介绍虚拟样机子模型,通过软件接口实现子模块之间数据传递,实现柱塞副仿真模型的液固耦合和刚柔耦合;建立试验平台,通过试验测试结果验证模型的正确性,证明轴向柱塞泵虚拟样机仿真平台对轴向柱塞泵设计有很强的指导作用.仿真分析柱塞泵负载压力等级、斜盘倾角以及柱塞副间隙对柱塞副性能的影响,表明柱塞副设计是限定轴向柱塞泵压力等级和最大斜盘倾角的重要因素,适当减小间隙油膜厚度可以降低柱塞副泄露损失和摩擦损失,并有助于提高柱塞副油膜承载能力.     

一种航空发动机压气机喘振检测方法

将发动机压气机出口脉动压力作为喘振检测信号,检验分析了压气机出口脉动压力的统计特征,采用滑动窗口的Johnson转换方法对脉动压力信号进行正态转换,基于统计特征提出了适应发动机任意状态的喘振检测阈值和方法。该方法成功检测出某发动机3次喘振故障,分析得出:发动机压气机出口脉动压力不服从正态分布,稳态过程脉动压力正态转换成功率大于瞬态过程,降低样本容量可有效提高瞬态过程正态转换成功率;对于脉动压力99.95%概率分布的上、下边界距离,其幅值范围在不同转速下差异较大,且随转速增大而增大;根据提出的喘振检测量可设置适应发动机任意状态的固定检测阈值,其检测出发动机喘振及退出喘振所需时间均小于20ms。