滑油泵作为航空发动机润滑系统重要零部件,其工作性能的好坏直接影响航空发动机的使用安全。同时,转速流量特性及高空特性是评价航空发动机滑油泵工作性能的关键参数。以某型航空发动机多级滑油泵为研究对象,利用PumpLinx仿真计算软件及滑油泵真空试验台,通过仿真计算和试验验证相结合的方式,对多级滑油泵的转速流量特性和高空特性进行分析。结果表明:多级滑油泵的出口流量随转速升高而增大;在不同转速下,随着进口绝对压力的降低,多级滑油泵内部的空化现象不断加剧,含气率不断增大,流量不断减少,且下降幅度越来越大。

针对某型燃油泵控制油路密封端面泄漏故障,运用Pumplinx软件对控制油路流场进行仿真分析,得出了气蚀是导致密封端面漏油的主要原因,并对密封端面结构进行优化设计,最后,通过试验验证了改进措施的有效性。

流体介质的搬运质量直接影响着齿轮泵的整体性能,其内部流场分布的精确分析甚为关键.基于UGNX 3D建模软件和专门的泵类CFD分析软件Pumplinx,首先通过装配方式建立出具有双侧间隙的主流域齿轮副3D模型,其次通过辅流域的补建模型构建出完整的流域3D模型,然后通过仿真运算确定适宜的前处理、网格划分和交互面创建,最后通过模块选取相关参数的设置来进行内部介质的搬运仿真. Pumplinx强大的后处理能力能快速获取泵内部介质的搬运质量,可为后续容积泵开发及空化性能分析等提供精确的流场分布.

球面配流因其结构紧凑、承载面积大,自位性能好,抗倾覆能力强,主要用于高压、高速液压泵或液压马达中。然而,球面配流结构复杂,相互制约的因素较多,球面配流设计存在一定的难度。该文通过对球面配流力学分析、过渡区设计,实现球面配流的初步建模,并在此基础上通过Pumplinx进行仿真优化与迭代,从而降低球面配流的设计难度和缩短研发周期。

针对双级并联齿轮泵实际工作时两级转速不平衡问题,采用PumpLinx数值模拟的方法,对转速比分别为1与1.17时的并联齿轮泵的流动特性进行了研究,分析了转速和转速比对并联外啮合齿轮泵的流量脉动、压力脉动及空化的影响,仿真结果表明:转速比影响齿轮泵内部最大压力、压力脉动幅值及空化区域分布,而转速才是影响体积流量及空化水平的内因。对实际工况下转速不平衡造成的问题进行了对比验证,为后续并联齿轮泵的优化设计及实际工况选择提供了一定的参考。

针对齿轮泵中齿轮转速在500~3652 r/min的变转速条件下工作的实际工况,该文通过实验的方法研究了转速对某型齿轮泵内流场空化强度的影响。使用现有的齿轮泵测试实验台,对在齿轮泵转速改变的条件下,齿轮泵内流场的空化强度改变进行监测。由于空化无法直接测量,该文根据空化诱导振动理论对齿轮泵的振动进行测量,得到了齿轮泵内流场空化强度随齿轮转速上升而增强的规律。

空化或称为气穴是流体机械和其他工业设备中广泛存在的一种流体力学现象,尤其在泵类中更为普遍。泵的空化不仅对泵的容积率有极大的影响,也会产生气蚀等严重的破坏现象。在空化现象的研究方面,国内外已有大量的试验、理论及数值计算的相关研究。结合作者对实际遇到的泵的空化问题的研究经验和结论,阐述了泵的空化现象研究状况和空化模拟软件Pumplinx的主要功能,总结了各种研究方法及所取得的进展,也指出了一些研究动向。

研究了多排式轴向柱塞泵的工作原理、功能特点及应用前景,并以该泵为例,利用Pumplinx泵用软件对其进行了建模、仿真分析和空化预测。针对原设计左端盖中存在的弊端,着重分析了其空化产生的机理,并以提高空化系数为目标,从入口压力和结构优化2个方面在理论上进行了探讨,推出了与提高空化系数相关的数学公式,并提出了增大入口压力的改进措施,设计了有利于减小压降的新型端盖,有效地抑制了空化的产生。结果表明,应用Pumplinx泵用软件对多排式轴向柱塞新型泵进行流体动力特性分析验证,结果准确可靠。分析表明该泵各项性能指标优异,通过改良,泵的空化问题得到有效控制,为提高泵的容积效率和降低噪声提供了参考依据。

针对螺杆压缩机的油气分离器，应用PumpLinx软件对不同入口方式、不同油滴直径以及不同容积流量的分离器进行了三维数值模拟。在仿真中，气–液两相流场符合流体N-S方程，先用RNG k-ε模型计算连续相的压缩气体，得到分离器内部旋转流场的流线、速度、压力的分布规律，再用离散相模型计算加入离散相的液态油滴，得到了油滴的运动轨迹追踪图。通过对两相流场模拟结果的对比分析，PumpLinx软件可以较好地模拟入口方向、容积流量对流场分布规律的影响以及油滴直径对分离效率的影响，为油气分离器的优化设计提供了一种有效的研究手段，具有重要的工程应用价值。

由于径向马达进出口均采用一端盘配流方式,势必会存在高低压相通而引起容积效率低、泄漏量大等问题,提出一种新型两端盘配流低速大扭矩水液压马达,转速为200r/min,压力为10MPa,输出扭矩为128N·m。采用天然海水或淡水作为工作介质,在其左右两端分别对进出口进行端面配流,可有效避免高低压连通引起的泄漏。通过理论计算和仿真分析对水压马达进行结构设计,确定关键结构参数。应用Solidworks三维软件进行三维绘制,并对各个零部件进行干涉检验,采用软件中特征功能进行整体流体域提取,并通过PumpLinx软件对其压力进行流场分析,进一步优化关键结构参数,最终为水液压马达的研制奠定理论基础。