为解决轴向泄漏造成齿轮泵容积效率下降的问题,提出一款无轴向泄漏的新结构,即将普通泵直径小于根圆的滑动轴承结构,变更为直径介于根圆与节圆之间的同步圆盘轴-浮动侧板轴承新结构,两对同步圆盘轴被分别固定在主动齿轮和从动齿轮的前、后两侧。推导出压紧力和压紧力系数、轴向泄漏率的计算公式,并进行实例计算及分析。结果表明齿轮泵无轴向泄漏结构的压紧力系数为1.18,符合小于1.2的要求;新结构轴向泄漏率仅为原结构的7%,可视为无轴向泄漏;偏心率降低了11%,最小油膜厚度增加了4%,有利于润滑改善;轴宽由15 mm变为10 mm,有利于降低轴向尺寸和轻量化设计。

简要地介绍了纯水介质的特性 ,详细讨论了纯水齿轮泵的锻铝合金壳体、浮动侧板、DU轴承等结构问题 。

为缓解径向力对齿轮泵造成的危害,从考虑困油压力的介质压力分布、径向力计算和径向力抵消结构3个方面提出困油力抵消部分径向力的方法和一款浮动侧板内侧面上的实施结构,并进行实例运算和分析。结果表明:困油抵消法是通过进油侧的部分困油力去弥补该区域进油方向上的介质作用力,从而实现该方向上的径向力趋于0;抵消结构的顶缘导油槽为初步减少径向力的措施,偏置八字形卸荷槽能提供很大的卸荷面积,避免气穴现象的发生,偏置圆形卸荷槽仅能提供较小的卸荷面积,从而获得抵消径向力所需的困油力;案例中的抵消率达46.15%,八字形、圆形卸荷槽的偏置值分别为0.32、0.56 mm,得到困油抵消法在理论上和实施上可行的结论。

齿轮泵端面间隙是内泄漏和黏性摩擦损失最重要的影响因素,其大小主要由浮动侧板背面高压油压紧力与其所受端面油膜反推力平衡状态确定。针对某型号齿轮泵,考虑了端面间隙、油液含气量和油液蒸发等因素对反推力压力分布的影响,采用CFD方法计算获得常用工况下5组给定端面间隙对应的端面油膜反推力,由最小二乘法拟合得到间隙小范围变化时的端面油膜平均反推力线性化方程,求解现有总功率损失最小条件下最优端面间隙值,将其代入端面油膜平均反

通过研究过渡区压力变化与侧板阻尼结构之间的关系,提出浮动侧板阻尼结构的参数化研究方法。以某高压齿轮泵为模型,对齿轮泵过渡区流场进行解析,并基于响应面方法建立过渡区压力变化的近似模型,在保证齿轮泵容积效率的前提下,以降低侧板过渡区突变为优化目标,对侧板高压油槽阻尼结构进行优化设计,结果表明过渡区压力突变由10.162 MPa降至3.670 MPa。

通过仿真软件FLUENT建立了浮动侧板油膜间隙的压力场模型, 分析了油膜压力场作用在浮动侧板上的负载力及其力矩, 得到了浮动侧板受到的动态负载力及其力矩.仿真结果表明： 在出口压力为16MPa的工况下, 在浮动侧板受到的负载力及其力矩中, 油膜压力场负载力及其力矩所占比例分别为76.22%和72.93%; 利用实际产品背压腔结构对分析结果进行了验证, 得到的力和力矩压紧系数分别为1.058和1.069.

研究了缓冲槽在内啮合齿轮泵浮动侧板中的工作原理及其结构设计。通过对浮动侧板缓冲槽的分析设计和软件仿真，优化了侧板的结构，使侧板既可以减少来自流动油液的周期冲击力以保持浮动侧板的稳定工作，又能够对低压油液进行预升压，因此也提高了内啮合齿轮泵的性能。

研究阻尼孔在内啮合齿轮泵浮动侧板中的作用及对其结构进行优化设计。分析内啮合齿轮泵困油产生的原因及困油发生的位置。将耳形槽出油孔设为阻尼孔,通过对浮动侧板背压腔中进油孔和出油孔圆心位置的分析以及不同阻尼孔直径时耳形槽内压强的仿真,优化侧板的结构,不但使侧板工作的稳定性增强,而且降低齿轮啮合的困油和空穴程度,提高了内啮合齿轮泵的性能。

简要地介绍了纯水介质的特性，详细讨论了纯水齿轮泵的锻铝合金壳体、浮动侧板、DU轴承等结构问题，并介绍了对齿轮泵关键零部件进行特殊表面处理的方法。