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柱塞倾角是轴向斜柱塞泵的关键参数,对流量脉动具有显著影响。为了分析柱塞倾角对流量脉动的影响规律,首先基于油液压缩性,采用离散逼近法建立了单柱塞腔流动特性的弹性模型;然后利用集中参数法建立轴向斜柱塞泵的实际流量脉动模型;最后通过数值仿真分析了柱塞倾角与实际流量脉动的关系。结果表明:通过引入柱塞倾角,拓宽了模型的适用范围;增加柱塞倾角有利于减小实际流量脉动,这与理想流量脉动所得结论截然相反。
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20
11
年
10
月
第
30
卷第
10
期
机械科学与技术
October
2011
Vo
l.
30
No.
10
Mechanical
Sc
ience
and
Technology
for
Aerospace
Engineering
轴向斜柱塞泵流量脉动理论建模与仿真研究
李磊
1
,许明恒
1
,于兰英
2
(
I
西南交通大学机械工程学院,成都
61
∞
31
;2
普什机电技术研究有限公司,成都
611731
)
李磊
摘
要:柱塞倾角是轴向斜柱塞泵的关键参数,对流量脉动具有显著影响
O
为了分析柱塞倾角对流
量脉动的影响规律,首先基于油液压缩性,采用离散逼近法建立了单柱塞腔流动特性的弹性模型;
然后利用集中参数法建立轴向斜柱塞泵的实际流量脉动模型:最后通过数值仿真分析了柱塞倾角
与实际流量脉动的关系。结果表明:通过引入柱塞倾角,拓宽了模型的适用范围;增加拉塞倾角有
利于减小实际流量脉动,这与理想流量脉动所得结论截然相反。
关键词:轴向斜拉塞泵;流量脉动;柱塞倾角;离散逼近法;数值仿真
中图分类号:四
137.51
文献标识码
:A
文章编号:
1
∞
3
-8
728
(2011) 10-1641
-04
Modeling
and
Simulation
of
the Discharge Flow
Ri
pple
ofAxi
aI
Pi
ston
Pump
with Conical Cylinder Block
Li
Le
i
1
, Xu Mingheng
1
, Yu
La
nying
2
( I
Sc
hool
of
Mechanical'
En@
员
neering
,
So
uthwest
Jiaotong
University
,
Chengdu
61
∞
31;
2
Pu
sh
Mechanic
and
Electronics
Technology
Co.
,
Ltd
,
Chengdu
611731)
Abstract:
Th
e piston dip angle is a key
p
町创
neter
of
an
axial piston pump
wi
由
conical
cylinder block , which has
a significant effect on the discharge
flow
ripple. In order to analyze the effect
of
由
e
pisωn
dip angle on the dis-
charge
flow
ripple,
firsÙY
,
an
elastic model of fluid condition within a single cylinder bore is improved by utilizing
discrete approximation based on the fluid compressibility.
Th
en
由
e
actual discharge
flow
ripple
of
缸
ial
piston pump
wl
由
conical
cylinder block is developed by means of the concentration
p
町
ameter
method.
Th
e relationship between
由
e
piston dip angle and actual discharge
flow
ripple is analyzed by the present simulation.
Th
e results show
that
也
e
application range of the present model is expanded by introducing the piston dip angle , and the increasing of piston
dip angle is feasible for weakening actual discharge
flow
ripple , which is opposite to ideal discharge
flow
ripple.
Key
words:
缸
ial
piston pump with conical cylinder block; discharge
flow
ripple; piston dip angle; discrete ap-
proximation method; simulation
流量脉动是斜盘式轴向柱塞泵的固有特性,缸
体内多个柱塞周期性的交替吸排油是形成流量脉动
的主要原因
[1)
。流量脉动引起的压力脉动被认为
是造成液压系统流体噪声的重要因素。因此探明柱
塞泵流量脉动的形成机理、变化规律和影响因素成
为消减这类流体噪声的理论基础,国内外研究机构
对此进行了大量探索。早期的研究主要集中在探讨
收稿日期
:2010-08-30
蓦金项目:四川省科技支撑计划项目
(2010G
Z00S4
)资助
作者简介:李磊
(1982
-),博士研究生,研究方向为机电液一体化
系统控制和液压元件优化设计,
bluelilei@qq.ω.m;
许明恒
(联系人)
.教授,博士生导师
.mhxu@163.
com
柱塞数量与流量脉动之间的关系,但所得结论不尽
一致。经典理论认为奇数柱塞泵的流量脉动明显小
于偶数柱塞泵
[2];
但安徽理工大学的许贤良教授
[3)
和美国哥伦比亚大学的
Manring
教授
[4)
得出的结论
却截然相反,他们认为偶数柱塞泵流量脉动特性优
于奇数柱塞泵;北京航空航天大学的郭卫东教授
[5]
的仿真计算结果则表明相邻奇偶柱塞泵的实际流量
脉动品质相差无几。
近年来,流体仿真分析软件的广泛应用进一步
推动了柱塞泵流量脉动特性的研究。意大利
FP
阻,
实验室
[6)
分别采用
E
阻挡和
AMESim
对柱塞泵流量
特性进行仿真研究。贵州大学
[7)
采用在柱塞腔内
增设蓄能器的方法降低流量脉动,并通过
AMESim
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