柱塞泵分油盘密封区流场数值分析.pdf

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1、2011年8月机床与液压Aug．2011第39卷第15期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．39No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．15．003柱塞泵分油盘密封区流场数值分析王彬，周华，叶志锋(1．南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016；2．浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州I310027)摘要：运用CFD软件对柱塞泵分油盘密封区进行数值解析，获得二维油膜体流场的压力和速度场分布，确定高压区位置、径向流速与全速度的分布及相互关系。结果表明，缸体转子高

2、速旋转时按对数分布处理分油盘上密封区的压力分布误差较大。关键词：柱塞泵；分油盘；密封区；油膜中图分类号：TP137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)15—009—4NumericalAnalysisofSealingBandonValvePlateinPistonPumpWANGBin，ZHOUHua。，YEZhifeng(1．CollegeofEnergy&PowerEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，NanjingJiangsu210

3、016，China；2．StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，HangzhouZhejiang310027，China)Abstract：Tostudytwo-dimensionalfielddistributionofpressureandvelocityoffilmbody，thesealingbandonvalveplateinpistonpumpwasanalyzednumericallybyCFD．Thehighpre

4、ssurepositionwasfound．Thedistributionsandinterrelationsoftheradialvelocityandtotalvelocitywereascertained．Theresultsshowthat，underfastspeedofcylinderblock，logarithmicdistributionofpres—sureonsealingbandonvalveplatehasabigelror．Keywords：Pistonpump；Valveplate；Sealingband

5、；Oilfilm高压窗口分油机构是轴向柱塞泵几类关键运动摩擦副之一，其工作状态恶劣，从而限制了泵整体水平的提高。长期工程实践中，分油机构的失效破坏表现为非正常磨损和断裂，严重制约了泵的使用寿命。由分油机构的工作原理知(图1)，这类支承工作时密封缝隙间的润滑介质从腰槽到内、外密封带构成密封缝隙内的流场区域⋯。这一区域内的流体压力、速度、黏压窗口度等都是影响其油膜形成与变化的关键参数，由于密图1柱塞泵分油机构示意图封间隙只有几微米到十几微米，因此很难测量这些参数，加之测试点的限制而无法获得整个密封空间分布O+=0(二维)或++=0(三维

6、)xOyOxdz特征，因此有必要借助CFD方法分析特定工况下上(1)述密封区的流场特性和重要参数的分布特征。二维不可压缩非定常流动的动量方程可表示1CFD基本方程及离散差分模型为：密封间隙内的油膜体内部流场的求解通过求解雷诺方程、可压缩N．S方程获得。假设为不可压缩流苎：一亚+!：(耋：耋2体，忽略质量力对流动的影响，列出流体在泵内部二dxtd。ciax

7、维、三维流动的控制方程。式中：P为流体密度，P为静压，，为、Y、坐标，流量连续性方程：=1、2、3，／Zi、为绝对速度M的分量。为有效收稿日期：2010—08—26基金项目：南京航

8、空航天大学基本科研业务费专项科研项目(V1046—021)；教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20070335143)作者简介：王彬(1978一)，男，讲师，主要从事液压元件、发动机控制系统与元件的研究。E—mail：wb3581@163．eomo·l0·机床与液压第39卷黏性系数，其可表示为：。，为分析黏性系2．1油膜区压力场数，为湍流涡旋黏性系数。图2(a)、(b)分别为在l5、25MPa[作压力在标准方程湍流模型中假定长度尺寸是扩散的，(排油压力)与1500r／min的A10V系列泵分油盘二并且湍流扩散尺度是各向相

9、同的值，可直接从紊流能维油膜体压力场等值线分布。量和湍流耗散率的输运微分方程中获得：+V．(puk)一V．(vk)=Pk—ps(3)+V．(puk)一V．(厂)：÷(C，P一Cpe)(4)、J式中：耗散系数厂k=+，，1=+，c。、、