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1、轴向柱塞泵柱塞腔中油液压力的分析研究北京航空航天大学郭卫东王占林摘要柱塞由吸油或排油仄转到排油或吸油区过程中,柱塞腔中油液的压力是在不断变化的,该压力变化直接影响到泵的配流盘和变量调节机构的设计一及泵的压力脉动品质。本文给出柱塞分别处于预升压过渡区和预减压过渡区时,柱塞腔中油液的压力分析及求解方法。关键词柱塞泵柱塞腔油液压力∃柱塞腔中的油液泄漏量,%。,、一,在柱塞运动过程中柱塞腔中的油液经耐”户土。耐蛛滑靴和斜盘间的间隙、柱塞和缸孔间的间隙∋,。!∀#∃!户(户。及配流盘和缸体间的间隙向外泄漏当柱塞,柱塞和缸孔间的间隙式中蜘,腔与配流盘预升压过渡区的减振二角槽接通。柱塞和缸孔
2、的接触长度∀,%一今三,。时排油槽中的油液还要经减振角槽倒灌丫柱塞相对缸体的运动速度∀(∗进柱塞腔中#当柱塞腔与配流盘预减压过渡+油液经配流盘和缸体间的间隙的泄区的减振三角槽接通时,柱塞腔中的油液也漏量。要经减振二角槽流人吸油槽中见图&同样,设油液经配流盘封油带环缝的流动为层流,根据流体力学平面圆盘放射流动可知,油液经配流盘和缸体间的间隙的泄漏),。卜量仓如图∃所示为「、户一曰州,。。、一−泣山过砰砰洲、,。∋、∃!∃))10一0&、上、一、+一3卫!一一,,、+、一’、&/(/2/(/(图∃柱塞腔油液泄漏与余隙体积示意图,式中氏茄配流盘和缸体间的间隙∀#漏量,
3、&油液经滑靴和针盘间的间隙的泄.04。仪缸孔底部油窗门包角5#设油液经滑靴封油带环缝的流动为层//89配流盘内封油带的内外半,,流根据流体力学平面圆盘放射流动可知,径∀#,一按全静压平衡方法设计的滑靴油液经滑靴+、7配流盘外封油带的内外半/尺、和斜盘间的间隙泄漏掉的流量认为,∀。径二。6、、一。7油液经减振三角槽倒灌进柱塞腔中几、‘,,,&∀的流量:拜/(/当柱塞腔一与配流盘预升压过渡区的减振,式中二尺−滑靴最大外圆半径,一,,三角槽接通时排油槽中的油液经减振三角/8;滑靴油池半径∀#脚二排油压力,、。,,槽倒灌进柱塞腔中的流量∋见图&为<(∀9#>回油压力<(∀#.>>,!
4、.,(∗,瓦,厂∃一“·=滑靴和斜盘间的间隙∋一‘“了言&>一“&‘,∃亩方#6拼二油液的动力粘度压降系蔺数。当柱塞腔与配流盘预减压过渡区的减振三角槽接通时,柱塞腔中的油液经减振三角!油液经柱塞和缸孔间的间隙的泄漏量,,设油液经柱塞和缸孔间的间隙的流动为槽流人吸油槽中的流量∋为,。如?一?八获一一一一万层流则油液通过该间隙的泄漏量鸟、‘∋≅ΑΒ了,二Χ?一?Χ,少’‘、’图∃所示为一”&,—>Χ尸《机床与液压》,+,,式中Α2流量系数#?油液的密度疏与其截面积的乘积如图所示即−厂,ΔΕ(∀+#。2.二一冗7+‘·”,9##一5345?Φ柱塞腔中油液压力<(∀/0,1%,,吸油压力
5、<(∀9#%−6%柱塞中心孔直径?∗#式中咋!−,Β柱塞腔与配流盘减振三角槽形成的375减振三角槽的余隙体积节流孔的过流面积求解略,∀“。减振三角槽的余隙体积为减振三角槽和,!余隙体积柱塞腔底部油窗口接通部分的体积如图8所示。其大小为&柱塞腔中的余隙体积−’29:,柱塞腔中的余隙体积包括最小余隙体。一3+△,5、:∀)∋3。5,粤积斜盘状态余隙体积和柱塞位置余隙体积;<以及柱塞中心孔的体积。式中%△仁缸孔底部油窗口与减振三角槽最小余隙体积接触弧长的包角3求解略5,=∃∋·,=最小余隙体积是指斜盘处于最大倾角走减振三角槽的结构参数∃−、,,玩状态柱塞位于下死点位置时柱塞腔3>5
6、缸孔底部油窗口体积,。口中的体积如图所示这时柱塞腔的长度缸孔底部油窗体积玖为缸孔底厚兀,,称为最小余隙长度。因此,最小余隙体积与油窗口截面积的乘积如图所示即岭!∀。为气?兀,,,·。舰‘。,,·+>一尺7’≅。Α+>一+7·甘·。、#一∃‘、‘&,〔35%%3一7’聋%聋35Φ,式中%%柱塞直径!∋(!∀)%柱塞腔35咋Β。,,的最小余隙长度,!。式电%?:∀)3Χ>一Χ75Δ3ΓΧ05∗斜盘状态余隙体积3Ε5总余隙体积斜盘状态余隙体积是指斜盘由最大倾角总的余隙体积#为上述诸体积和余隙,,、玩位置变到任意倾角下位置位于下死点体积之和即位置的柱塞腔因斜盘倾角位置变化而多空余#二#9!#脚十
7、≅计Ν≅气,375∀)≅踢嵘,。>出的体积如图所示斜盘状态余隙体积预升压与预减压过渡区柱塞腔中油液的职卿的大小为柱塞位置因斜盘倾角变化而变压力求解动的位移量与柱塞截面积的乘积,即385预升压过渡区柱塞腔中的油液压力,..∃,辱Χ3Η)9.一Η):53Ι5求解#/Ε/<∀;卫“人,柱塞由预升压过渡区的起始位置Ο式中%Χ式柱塞分度圆半径!∋<3此时柱塞腔中油液的压力为几5运动到任ϑ!、?=ϑϑ9:29:%
