基于数学模型的二维插装水泵设计与试验

基于传统水泵,设计了一种由多组单元泵组插装而成的二维插装水泵。单元泵组由两个单元泵组成,通过两个单元泵的配合可以消除流量脉动。基于其中的基础组件,即两个单元泵的组合特性展开了研究。通过理论分析与对比,阐述了二维插装水泵的工作原理,说明了二维插装水泵的潜在优势,包括结构力平衡、排量大、油水分离、无结构性流量脉动等。同时,针对凸轮与滚子之间的接触曲面进行了数学建模与分析。有别于二维取点后补偿得到接触点的方式,接触曲面的数学建模方法采取分析滚子与凸轮的空间接触关系,基于空间关系建立接触曲面的坐标模型,接触曲面的数学模型在精度上优于二维取点补偿法。通过对活塞运动规律和两个单元泵组流量特性的试验研究,验证了接触曲面数学模型的正确性和二维插装水泵无结构性流量脉动的优点。

二维燃油泵的设计与研究

提出一种新型的二维燃油泵,说明了其诸多优点。为研究其结构性流量脉动,利用仿真软件AMESIM建立了二维燃油泵的仿真模型进行理论研究,并进行了实验验证。通过齿轮泵与轴向柱塞泵的对比,说明了轴向柱塞泵在燃油系统应用中的优势。针对轴向柱塞泵中存在的一些不可避免的缺陷,提出了能避免这些缺陷的二维燃油泵。通过解释二维燃油泵的结构组成与工作原理,说明了二维燃油泵的优势,包括结构力平衡、工作效率高、无直接的滑动摩擦副和无结构性流量脉动等。为了解释无结构性流量脉动这一优点,进行了仿真分析与实验验证,验证了二维燃油泵具有无结构性流量脉动这一潜力。

二维活塞泵用滚子-凸轮轨道机构的建模和验证（英文）

目的:由于液压行业对高速重载的要求越来越高,传统轴向柱塞泵中存在的润滑与泄漏的矛盾也越发明显。针对传统轴向柱塞泵中因结构产生的倾斜力、低功率密度、恶劣的摩擦副工况、较大的流量脉动等限制,本文旨在提出一种具有内力平衡、功率密度高、无纯粹的滑动摩擦副且工况优秀、能消除结构性流量脉动等优点的二维活塞泵,并通过对其工作原理的详细分析,探讨其具有上述优点的理论依据。创新点:1.提出二维活塞泵;该泵利用二维运动转换机构中活塞部件的二维运动,同时实现了吸排油功能和配流功能,提高了集成化;通过其活塞旋转1周可以使泵吸排油4次的结构设计,提高了功率密度;轴向与轴向对称的独特结构布局,实现了内力平衡,消除了传统轴向柱塞泵中无法消除的倾覆力偶;相对于传统轴向柱塞泵,吸排油与配流功能的集成减少了摩擦副的数量,且消除了纯粹的滑动摩擦副,打破了PV值的限制,意味着二维活塞泵有着实现更大流量压力分布的潜力。2.提出二维活塞泵运动转换机构中的锥滚子-凸轮接触结构,优化二维活塞泵运动转换机构的受力条件;3.建立二维活塞泵运动转换机构中锥滚子-凸轮接触副的通用型数学模型,通过运动学分析建立精确的凸轮表面模型(即二维活塞泵的运动学模型),为二维锥滚轮活塞泵的结构设计和进一步的静、动力学的研究提供理论基础。4.消除结构性流量脉动。方法:1.通过对二维活塞泵结构与工作原理的理论分析,讨论其相对于传统轴向柱塞泵所具有的优点。2.通过跑合实验,验证锥滚子-凸轮接触结构具有的受力条件。3.通过运动学分析与空间几何关系变换推导,得到运动转换机构中具有普遍指导意义的接触副的通用数学模型。4.通过实验曲线与理论曲线的对比,验证接触副数学模型的正确性与二维活塞泵所具有的消除结构流量脉动的潜力。5.通过滤波处理与模拟仿真,验证二维活塞泵能否消除结构性流量脉动。结论:1.二维活塞泵具有功能集成化高、内力平衡、功率密度高、无纯粹的滑动摩擦副且能消除流量脉动的优点。2.运动转换机构中锥滚子-凸轮接触结构具有更好的受力条件。3.建立的接触副数学模型可以指导二维活塞泵中运动转换机构的加工,且对二维活塞泵进一步的运动学与动力学的研究具有指导意义。4.二维活塞泵能消除结构性流量脉动。