针对锥形缸体轴向柱塞泵工作时,柱塞腔内油液体积急剧变化,腔内产生的压力脉动和压力冲击会造成柱塞泵振动以及噪声的问题,采用了AMESim建立锥形缸体柱塞泵模型的方法,研究了斜盘倾斜角度和油液的可压缩性及粘性对柱塞腔内压力的影响特性。首先,分析了A4VSO锥形缸体柱塞泵的工作原理和运动学关系,以及柱塞腔内压力的理论分析;其次,通过AMESim的二次开发对原有的柱形缸体模块进行了改进,在考虑泄漏的影响下,建立了锥形缸体轴向柱塞泵的仿真模型;最后,使用实验数据验证了仿真模型的可靠性。研究结果表明:随着斜盘倾角、油液体积弹性模量和动力粘度的增大,柱塞腔内压力增大,且油液体积弹性模量的脉动率由最初0.6%的涨幅降为0.34%。

针对混凝土泵车系统中的关键核心液压元部件柱塞泵进行数字化建模仿真和验证分析。以锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,在对其运动规律和工作原理分析的基础上,采用空间几何的方法表征柱塞运动学特性和流量特性,利用AMESim仿真软件建立变量泵体柱塞模型。基于变量泵恒功率控制、恒压力控制及电液比例控制变排量原理等的分析,建立了包含泵体柱塞模型、配流盘配流模型、滑靴模型、变量机构模型等子模型的功率-压力-电比例复合控制变量泵AMESim仿真数字化模型。通过对斜盘倾角、电机转速、系统负载及控制电流的组合控制,研究了柱塞泵出口流量特性、压力排量特性、电流排量特性以及瞬态响应特性。研究结果表明:采用所建立的液压泵数字化模型所获得仿真特性曲线与测试结果吻合度较高,压力排量特性与电流排量特性预测的最大相对误差分

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。

针对斜柱塞泵锥形缸体较直柱塞泵柱形缸体结构及受力更为复杂的特性,考虑到现有的柱形缸体设计与校核方法不能较好适用于锥形缸体的实际情况,在柱形缸体设计校核理论的基础上,推导出适用于斜柱塞泵锥形缸体结构的泵的排量要求、缸体强度及刚度、缸孔与柱塞接触强度、最大相对速度、最大比功率校核公式.以锥形缸体体积最小作为优化目标函数,建立锥形缸体结构的优化模型.在同样的输出压力、输出排量及额定转速下,对锥形缸体进行优化后泵的体积比原来下降大约13%,泵的结构更为紧凑.

柱塞泵是工程机械液压系统中十分重要的动力元件，依靠柱塞在缸体孔内做往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油。斜盘式轴向柱塞泵的缸体一般呈柱形，其柱塞中心线平行于缸体的轴线。这种结构在同等流量输出下，缸体的体积会较大。该文以斜盘式轴向柱塞泵为例，对泵的局部结构进行改进。主要是对缸体进行了优化设计，从原先的直缸直腰式柱形缸变为斜缸斜腰式锥形缸体，以及将常用的滑靴包覆柱塞的结构形式改为柱塞包覆滑靴的结构形式等.在泵体相同体积大小的情况下，轴向柱塞泵的流量特性和自吸性能得到提高。运用泵专用软件pumplinx进行仿真对比缸体结构中斜缸斜腰角度，得出使柱塞泵整体性能最佳的组合。并通过建立斜盘式轴向柱塞泵的锥形缸体结构数学模型，根据缸体结构参数的调整与组合，得出满足工况使用要求，并达到

锥形缸体斜柱塞泵是在传统的柱形缸体直柱塞泵基础上发展而来的，其性能比柱形缸体直柱塞泵更为优良，但设计和加工难度也更大，其中锥形缸体斜柱塞泵的回程机构关系到泵的性能和寿命。在该文中，对锥形缸体斜柱塞泵回程机构的结构及受力进行了分析，计算出回程力和中心弹簧预压力，给出了回程盘几何尺寸，其结果可作为锥形缸体斜柱塞泵回程机构的设计依据。