柱塞倾角对航空柱塞泵性能的影响分析

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1、第28卷95期2011年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityVoL28No．5Aug．20l1文章编号：2095—1248(2011)05—0018一晒柱塞倾角对航空柱塞泵性能的影响分析刘明明，石宏，黄笑飞，李昂(沈阳航空航天大学动力与能源学院。辽宁沈阳110136)摘要：通过对柱塞泵中柱塞的运动方程和柱塞泵的瞬时供油量方程进行分析，利用AMEsim工程仿真软件，建立了某型航空发动机柱塞泵的仿真模型，通过仿真分析了柱塞倾角对柱塞行程、柱

2、塞泵的流量脉动和压力脉动的影响，仿真结果表明柱塞倾角是影响泵流量脉动的重要因素，适当增大柱塞倾角，可以增大柱塞的行程，增加泵的供油量，还能够改善柱塞泵流量的脉动。关键词：柱塞泵；流量脉动；压力脉动；柱塞倾角中图分类号：V233．2+4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2011．05．005Analysisontheeffectofpistoninclinationangleontheaero-engineplungerpumpL1UMing—ming，SHIH

3、ong，HUANGXiao—fei，LIAng(SchoolofAeroDynamicsandEnergy,Engineering，ShenyangAerospaceUniversity，LiaoningShenyang110136)Abstract：Basedontheanalysisonthemotionequationofpistonandtheinstantaneousflowrippleequation晰吐lAMEsim。ahydraulicsystemsimulationmodelof

4、swash-plateaxialpistonpumpisbuilt．Thesimula-tiveanalysisontheinfluenceofpistonstroke，flowrippleandpressurefluctuationunderdifferentinclinationangleofpistonhasshownthatthepistoninclinationangleisallimportantfactorfortheperformanceparame—tersofthepump．A

5、slightincreaseinthepistoninclinationanglecouldnotonlyincreasethepistonstrokeandfueldeliveryofpump，butalsoreducetheflowripplescaleofthispump．Keywords：pistonpump；flowripple；pressurefluctuation；pistoninclinationangle斜盘式柱塞泵具有容积效率高，供油量调节简单，通过改变油泵的可调结构参数即可调

6、节供油量的优点。因此，我国航空发动机在燃油控制系统中，采用斜盘式柱塞泵的比较多。斜盘式柱塞泵可以分为斜盘式直柱塞泵和斜盘式斜柱塞泵，斜盘式斜柱塞泵的优势在于：柱塞与缸体轴线有一定的夹角，柱塞离心力沿柱塞轴线的分量与柱塞惯性力方向相反，帮助柱塞压紧在斜盘面上，减轻柱塞弹簧的负荷，有利于提高主轴转速、泵的供油量和功率【l】。因此，航空发动机上一般采用具有柱塞倾角的斜盘式斜柱塞泵。关于柱塞泵流体特性的研究，文献[2]得出斜柱塞运动的具体方程，确定了其运动轨迹，并通过计算机仿真，得到了理想条件下的流量脉动

7、曲线；文献[3]在基于CFD技术的基础上，分析了柱塞倾角对球面配流副轴向斜柱塞泵流体的影响。本文根据理想条件的柱塞运动方程和柱塞泵瞬时流量方程，利用AMEsim工程仿真软件，仿真分析柱塞倾角对柱塞行程、柱塞泵输出流量脉动和压力脉动的影响。收稿日期：2011—06—22作者简介：刘明明(1985一)，男，黑龙江大兴安岭人。在读硕士，主要研究方向：航空发动机强度、振动与噪声，E．mail：Imm_64@tom．corn；石宏(1961一)，女。辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：航空发动机制造与维修，E-

8、mail：shihon90809@yahoo．锄．cn。第5期刘明明，等：柱塞倾角对航空柱塞泵性能的影响分析191柱塞行程1．1柱塞运动方程斜柱塞泵的柱塞运动方程比较复杂，柱塞行程计算图如图l所示。圈1柱塞行程计算图假设转子转角为Oo时柱塞处于上死点(即处于吸油行程开始)；转子转角为1800时位于下死点(即排油行程开始)。许贤良采用立体几何的计算方法推导出柱塞球头的运动轨迹方程心】，当柱塞的转子转角a在00一180。范围内的任意角度时，可以得到柱塞在柱塞腔内的位移(行程)：s(a)