高速叶片泵流体噪声变化特性研究

为了研究高转速工况下叶片泵噪声的产生机制和变化特性,采用计算流体力学和计算气动声学联合仿真技术,对高速叶片泵的流体噪声变化规律进行数值模拟。通过建立高速叶片泵流体噪声计算模型,在考虑声固耦合的情况下,研究了转速和油液温度对高速叶片泵流体噪声的影响,并进行了实验验证。结果表明:在相同频率下,体声源强度高于面声源强度,且随着频率的上升,声压总体呈现下降趋势;随着油液温度的升高,由流量脉动和空化引起的流体噪声减小,温度每上升30℃,噪声值总体下降1.15~8.76 dB。

滚柱式叶片泵凹槽腔内流场分析

通过使用流体仿真软件ANSYS/Fluent,采用动网格的方式,在滚柱自转速度为13589 r/min时,对滚柱式叶片泵凹槽腔内的流场特性进行仿真分析。滚柱在凹槽腔内缩回和伸出运动分别对应排油和吸油状态,主要阐明了滚柱在这两种运动状态下,凹槽腔内流场的压力与速度矢量的变化情况。

双作用式变量叶片泵探讨

双作用式变量叶片泵是一种新型变量泵.本文阐述了其变量原理,分析了变量系数与定子偏转角、定子曲线的关系,进而讨论了困油问题及其消除的方法.

子母叶片泵供油特性分析

子母叶片泵与普通叶片泵相比，提高了寿命、改善了供油特性。本文较详细的分析了子母叶片泵的供油特性，对新型高压叶片泵的开发以及泵噪声控制研究提供了一种分析计算方法。

液压电机叶片泵样机的性能试验

针对研制出的液压电机叶片泵样机,建立了电机泵性能试验系统,获得了样机的输入电量参数、输出液压能参数及内部转子转速和壳体内部压力等参数,得到了液压电机叶片泵样机的转子转速、噪声、功率和效率等随输出压力变化的特性,并与同等功率液压电机油泵组的试验结果进行了对比。与电机油泵组相比,电机叶片泵样机的体积减小50%、轴向尺寸减小61%,噪声降低约7 dB,液压电机叶片泵内部转子转速随输出压力升高而明显下降;同时,试验也发现样机存在内部流道狭窄引起的气泡析出和内部密封不良引起额外泄漏的问题,提出了相应的解决方法,为电机泵的后续优化及工业化提供了参考依据。

改进定子曲线对高压子母叶片泵特性的影响

为了改善高压子母叶片泵特性,使用极径沿转角线性变化的等速曲线代替早期双作用高压子母叶片泵定子曲线的大圆弧段,从叶片泵工作油腔油液预升压、泵的流量和叶片受力等方面展开研究。结果发现,当等速曲线的起点与终点极径差值为0.1 mm时,泵的工作油腔油液预升压力在转子从过渡区线起始点转过2°后,压力变化幅度变小;对泵的流量特性影响很小,仅减小10-4 m3/s;叶片受到的径向接触反力减小160 N,可以有效减小叶片的磨损、降低泵的噪声。

双作用叶片泵叶片倾角分析

从受力及其他方面入手,着重对双作用叶片泵倾角进行了分析,论述了现有国产双作用叶片泵倾角采用前倾的原因及存在的误区,并对倾角的选择提出了意见。

关于子母叶片泵叶片的受力分析

针对子母叶片泵叶片倾角的选取影响叶片受力的问题,在考虑了子母叶片泵与普通低压叶片泵的结构及油腔供油原理的不同后,对叶片在吸油区受到的液压力、运动惯性力和接触反力进行建模.取一系列叶片倾角的值,仿真出叶片所受接触反力的变化曲线.经分析比较得出:在双作用子母叶片泵中,当叶片倾角为零度时,叶片受力状况最佳.

基于键合图法的叶片泵启动特性仿真

采用功率键合图法对叶片泵启动过程进行动态特性仿真,结合叶片泵系统内部的能量供给、传递、转化、消耗等要素建立描述叶片泵启动过程的键合图,并基于键合图建立状态方程组进而求解。介绍了叶片泵启动试验装置和试验方法,给出了试验结果,并将数值仿真的结果与试验结果进行比较。仿真结果和试验结果在启动过程整体趋势上以及各参数变化过程上都能够较好的吻合,说明基于键合图法的数值仿真能较好预测叶片泵启动过程的动态特性。

零流量工况下双叶片泵内部流场三维PIV测量

采用三维PIV测试技术对一比转数为111的双叶片泵零流量工况下的内部流动进行了测量。采用基于光纤制作的外触发同步系统和等效标定方法等关键技术来保证三维PIV测试精度。在Visual C++2005平台下,根据速度三角形,编写了三维PIV速度合成程序,将测量的绝对速度与圆周速度合成得到相对速度。结果表明:隔舌对叶轮内绝对速度场影响较大;叶轮流道内3个测量平面上都存在较大范围的漩涡区,但漩涡的大小、位置有所不同;蜗壳扩散段存在低速区域,该区域的绝对速度小于0.62 m/s,且存在漩涡现象;3个测量平面上,叶轮流道内、蜗壳扩散段及隔舌附近区域的轴向速度各不相同。

叶片泵内气液两相流的三维流动数值模型

基于双流体模型建立针对叶片泵内气液两相三维湍流流动的数学模型和数值计算方法.相间作用力考虑了阻力和附加质量力,湍流模型考虑了因相含量脉动引起的附加源项,在SIMPLEC算法基础上提出了一种气液两相流的压力修正算法.运用所建模型计算了叶片式气液混输泵在进口含气率分别为5%,15%,25%的系列工况下叶轮的内部两相流场,并作了扬程特性预测.与实验结果的对比表明,所提出的流动模型是可靠的,并具有较宽的进口含气率适用范围.

高压叶片泵流体泄漏研究

针对以水作为介质的叶片泵内部泄漏的分析,建立了泄漏模型,分析了各泄漏通道的几何特点、运动特征和压差与泄漏量之间的关系。模拟各个泄漏通道的泄漏量,将计算的容积效率与试验测得的容积效率进行了比较,对各个泄漏通道的泄漏流量进行了分析,总结了影响容积效率的主要因素,结果为叶片泵的设计制造提供了理论依据。

双作用式变量叶片泵瞬时流量特性的分析

本文给出了双作用式变量叶片泵瞬时流量的计算公式及其典型曲线,分析了瞬时流量变化规律,讨论了减小流量脉动的措施,为双作用式变量叶片泵的设计、制造和性能改进提供了理论依据。

叶片出口安放角对单叶片泵性能的影响

为改善单叶片泵的性能,采用数值模拟与外特性试验相结合的方法分析了叶片出口安放角对泵性能的影响.基于SIMPLEC算法和RNG k-ε湍流模型,通过ANSYS CFX软件求解三维N-S方程,对叶片出口安放角分别为10°,14°,18°,22°和26°的单叶片泵内部流场进行了数值分析,得到了泵的速度场、压力场,并获得了泵外特性及所受径向力,数值计算所得扬程与试验结果具有较好的一致性.结果表明单叶片泵扬程、功率、效率均随叶片出口安放角增大而提高,但叶片出口安放角增大到18°以后,由于叶轮内流动滑移加剧,变化不再显著;不同叶片出口安放角单叶片泵内流场整体分布相似,但叶片压力面前端脱流区随叶片出口安放角的增加而增大,压力面的相对速度随叶片出口安放角的增加而减小,隔舌处的流动随叶片出口安放角的增加而变得顺畅;叶轮及蜗壳所受径向力随叶片出口安放角的增加而增大,叶轮所受径向力在设计点工况附近最小,而蜗壳所受径向力随流量增加而减小.

高压子母叶片泵流量均匀性

针对液压用油的可压缩性,研究高压子母叶片泵流量均匀性及其改善的办法。对液压传动领域中传统的忽略油液可压缩性的理论瞬时流量公式进行修正,建立考虑油液可压缩性时的理论瞬时流量数学模型,绘出理论瞬时流量波形图,计算出流量不均匀系数。通过研究泵的工况参数变化与流量不均匀系数的关系,确定影响高压子母叶片泵流量均匀性的主要因素是油液的体积弹性模量、泵的工作压力、转速和阻尼的结构型式及参数,而不是排油腔几何容积变化率的不均匀性。研究结果表明,选择合适的阻尼结构型式及参数,使工作腔在预升压过程中,由机械闭死压缩、阻尼倒灌及吸油区叶片伸出耗油而产生的瞬时损失流量在时域上叠加,并将叠加后的幅值近似为常值,可有效地改善泵的瞬时流量均匀性。

双作用子母叶片泵瞬时流量的分析

针对工作介质的可压缩性,以VQ45型泵为例,在考虑了预升、卸压闭死区和减振阻尼槽的引油作用时,对双作用子母叶片泵瞬时流量进行了仿真分析,计算了流量不均匀系数,找出了双作用子母叶片泵瞬时流量脉动的主要影响因素是泵的工作压力和工作介质的体积弹性模量.

双叶片泵内非定常流动的数值模拟

为研究双叶片泵内非定常流动特性,采用RNGk-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域在设计工况下进行了非定常计算.比较了不同时刻泵内静压和相对速度的分布情况,同时分析了双叶片泵内压力脉动的时域图与频谱图以及瞬时扬程的变化.结果表明,在不同时刻同一流道的静压及相对速度分布并不相同,同一时刻不同流道的静压及相对速度分布也不相同,这主要和流道与隔舌的相对位置有关;双叶片泵内存在明显压力脉动,其中隔舌处的压力脉动最为剧烈.随着与隔舌距离增大,压力脉动强度逐渐减弱,压力脉动的主频等于叶轮转频与叶片数的乘积.该模拟对掌握双叶片泵内的流动规律、减少水力损失、提高泵效率提供了一定的理论依据.

液压电机叶片泵的振动模态分析

对液压电机叶片泵内部的激振源和振动传递路径进行分析,通过对其结构进行适当假设和等效,建立液压电机叶片泵的虚拟样机模型,采用有限元法对液压电机叶片泵进行模态分析,获得其固有频率及对应振型.结果表明:动压支撑结构使得液压电机叶片泵的固有频率得到一定提高,有利于液压电机叶片泵的减振降噪;电机转子是产生振动的主要部件,低阶模态下电机转子与叶片泵可能存在共振现象.仿真结果为液压电机叶片泵的结构设计与减振降噪提供理论参考.

新型平衡式变量叶片泵

考虑实际中汽车在高速行驶时,液压动力转向系统所产生的液压助力作用会随之加大问题,提出了一种在专利技术基础上的,含有浮动块的新型平衡式变量叶片泵,该泵应用在汽车转向助力泵等工况。同时介绍了新型泵的结构和工作原理,对浮动块进行受力分析,建立数学模型,并对泵在液压转向系统的流量变化动态仿真。结果表明该泵的动态流量特性曲线能够适应汽车转向助力的需要,是一种较有应用前景的新型叶片泵。