油液物性参数对柱塞泵配流特性的影响研究.pdf

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1、液压气动与密封／2011年第5期油液物性参数对柱塞泵配流特性的影响研究李玉辉王国志吴文海刘桓龙(西南交通大学机械学院，四川成都610031)摘要：在考虑油液可压缩性的基础上，利用流体分析软件、采用动网格技术和空化模型，通过CFD仿真分析，改变油液的弹性模量、含气量和油液的黏度，根据配流过程中柱塞腔的压力响应特性、斜盘液压力矩、压力和流量脉动。对影响柱塞泵流量特性的油液物性参数进行详细的分析研究。关键词：弹性模量；配流；斜盘液压力矩；流量脉动；压力脉动中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)05—0022—05Researchonthe

2、InfluenceofOhPhysicsParametersonValvePortCharacteristicsoftheAxialVariableDisplacemeutPistonPumpLlYu—huiWANGGuo-zhiWUWen—haiLIUHuan-long(SchoolofMechanicalEngineeringofSouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Basedonconsideringtheoilcompressibility，theflowsimulationsoftwa

3、re，dynamicmeshtechnology，cavitationmodel，CFDsimulationanalysisisusedtocalculatedtheparamete~howtoaffectpistonpumpflowcharacteristicsbychangingoilmodulus，gascontentandoilViscosity．KeyWords：modulus；assignment；swash-platehydraulictorque；trafficpulse；pressurefluctuationO引言．～柱摹几轴向变量柱塞泵结构紧凑，具有

4、单位功率密度小、重量轻、压力高、容积效率高、寿命长和变量机构布置方便等特点，被广泛应用在工程机械、建筑机械、注塑．机械、压力机械及固定机械等领域。目前柱塞泵配流方面进行了一些研究【l-埘．但并不全面。本文利用CFD软lI1J油／口7J件，考虑油液的可压缩性和配流盘结构，采用动网格技术和空化模型对轴向变量柱塞泵配流完整模型进行建图1液压缸体组件图模和计算．来分析液压油的弹性模量、含气量和黏度对表1泵结构参数配流特性的影响。为柱塞泵的设计和使用提供理论依据。lCFD计算过程1．1计算模型以普什驱动公司生产的BK55变量柱塞泵为研究对象，考虑进出流道的影响建立配流完整模型，液

5、压缸体组件结构如图1所示，配流副结构参数如表1所示。1．2计算方法!呈：2．0．o：0-"⋯⋯⋯南交⋯通⋯大学⋯硕士⋯研究生’主要本文采用star_-cd溶1／Ih休FT')',／析I／I朴"i／~蚀II，该软仕II"茸Jk~千4有限研究方向为机电液体积：。可压流和可压流的、热力学一体化系统控制及仿真。，I，一正。’’1．、””竺：：算及非牛顿流体的计算。它具有前处理器、求解器、后式中液压油的密度；处理器三大模块，以良好的可视化用户界面把建模、求一液压油的参考密度；解及后处理与全部的物理模型和算法结合在一个软件液压油的弹性模量；包中。本文建立模型及划分网格如图2所示。p

6、——油液的压力。气泡影响油液的密度，进而影响油液的弹性模量。在液压系统中，油液中气泡含量越低，油液的弹性模量越大。在转速230Of／rain、压力31MPa下进行CFD仿真分析。考虑油液的可压缩性，运用动网格技术和气蚀模型，改变油液的弹性模量仿真，仿真结果如图3～7和表2所示。图2整体模型网格划分对上述计算模型建立求解边界：(1)高压边界。在配流盘高压区与管路接通侧的表面上，将高压R出边界设为轴向柱塞泵的工作压力pl=35MPa。(2)低压边界。在配流盘高压区与管路接通侧的表面上，将高压缸体转角／度(a)杜塞腔压力升边界设为大气压力p2=0．1MPa。(3)固体壁面。将

7、紧邻流体的所有固体壁面设定为墙边界，用墙函数法处理。．R(4)关联边界。在轴向柱塞泵的瞬态计算中．存在配流盘和缸体之间的相对运动．需要利用移动网格技术来模拟物体缸体转角／度之间的相对运动。(b)柱寒腔压力下降根据表l中数据设置瞬态参数．缸体转动速度为图3柱塞腔瞬态压力图2300rpm，若考虑其整个行程中的周期即40。时，在求解过程中设置计算时间间隔为6．349x10％，由计算可得计算时间步为咖，【(2订Il，60)△妇：40o，【(360。x2300／60)x6．349x10~]-457步，则缸体转动一周需4113步。对瞬态计算所得的数据