针对柱塞副油膜超薄、易破坏进而加速柱塞副磨损失效的问题,将黏温-黏压效应考虑在内后,建立了油膜热-流耦合模型。开展了对不同柱塞腔入口油温下柱塞副油膜特性的分析,建立了入口油温与整体油温、油膜厚度之间的关系;使用有限体积法离散雷诺方程和能量方程,结合周期性三对角循环算法对离散方程进行了求解;随后,在一种360°油膜特性试验台上,对柱塞副油膜3个区域内的温度及偏心量进行了测量。研究结果表明:在入口端和出口端,柱塞副油膜温度整体变化较为平缓,但有微小凸峰的存在,在中段整体呈“线性”上升;柱塞副最小油膜厚度随温度上升而变薄,且处于排油区时,变化更为明显;当油温超过45℃时,油膜热平衡被破坏,最小油膜厚度急剧减小。

压力补偿式柱塞泵可较好地适应深水极端环境,但深水极端环境会使柱塞副的润滑特性发生改变,影响其水下工作性能和应用范围。以压力补偿泵柱塞副油膜的润滑特性为研究对象,考虑深水温度、压力等环境因素对黏度、密度等介质属性的影响,建立深水环境下柱塞副油膜的数值模型,提出在柱塞偏心方向采用坐标轮换寻优和有限差分离散有机结合的方法求解柱塞副膜厚等表征润滑特性的参数。结果表明,在水深1000 m,主轴转角约90°时,柱塞副油膜出现小于1μm的极薄区域,且压力极差达80 MPa。改变主轴转速和斜盘倾角时,泄漏量和轴向摩擦力的变化较大气工况下更显著。不同水深下,轴向摩擦力与水深间呈正相关变化,泄漏量的变化则相反。相关研究可为深水环境下泵柱塞副的设计和开发提供有益参考。

通过公式推导得到柱塞副最佳间隙值的理论计算公式,并应用Simulink仿真软件搭建了柱塞副最佳间隙值的仿真模型。在此基础上,分析影响柱塞副最佳间隙值取值的因素,并将分析结果应用到产品中进行试验考核,验证了分析结果的正确性。应用以上设计方法对8种型号产品进行计算复核,从而为柱塞副最佳间隙值的设计提供一定参考。

【目的】为提升柱塞泵的性能、寿命与安全运行提供参考。【方法】从理论计算及仿真的角度综述了柱塞副的油膜特性,针对其厚度场、压力场和温度场进行了分析,概述了柱塞副的摩擦学特性、润滑介质和匹配材料对其摩擦学行为的影响,列举了具有更低磨损率的柱塞副匹配材料,阐述了表面织构的润滑减摩机理及表面织构的形状、面积率和尺寸及分布方式等因素对柱塞副摩擦学性能的影响。【结论】轴向柱塞泵是液压装备的核心元件,被称作液压系统的“心脏”。柱塞泵关键摩擦副服役状态下的磨损严重威胁着装备的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约柱塞泵发展和应用的技术瓶颈。柱塞副是轴向柱塞泵中数量最多、最为关键的摩擦副之一,其摩擦学性能直接决定了柱塞泵的服役寿命。当柱塞副油膜润滑不良时,轴向柱塞泵会严重损坏。

针对高回油压力条件下航空液压柱塞泵壳体回油特性不明的问题,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,对其壳体回油特性进行了仿真分析和试验研究。首先,在求解配流副润滑模型的基础上,考虑缸体倾覆、油液温度、回油压力等因素的影响,分别建立了配流副、柱塞副和滑靴副的泄漏模型;然后,对各摩擦副的泄漏模型进行了数值求解,分析了不同因素下各摩擦副的泄漏变化规律;最后,基于各摩擦副的泄漏量,计算了泵壳体回油压力-流量特性,并测试了不同回油压力下泵的壳体回油流量,对计算结果的有效性进行了验证。研究结果表明:在缸体倾斜角度较大和壳体回油压力较高时,配流副和滑靴副对壳体回油流量的贡献为负值,而柱塞副对壳体回油流量的贡献始终为正值;泵的壳体回油流量随着回油压力的升高而减小,当壳体回油压力为1.37 MPa时,壳体回油流量下降至0...

柱塞式流体泵因具有工作压力高的优点，广泛应用在流体输送、压力清洗和动力传递等领域。对用于流体输送的柱塞泵而言，流体介质中的杂质会加剧柱塞副的磨损和密封失效，大大降低泵的工作寿命。提出一种利用气体隔离的新型柱塞副密封形式，通过压力气膜分隔液体介质和密封圈，防止杂质（腐蚀性液体）进入摩擦副，提高柱塞副寿命的同时避免液体介质外泄。利用FLUENT软件仿真计算了新密封技术的密封流场参数，分析了在加压排液和降压吸液两个过程中的流场特性,初步验证了密封原理的可行性。

配流盘和柱塞副中工作液的漏损是轴向柱塞泵容积损失的主要原因。在测定柱塞副的漏损时一般不考虑缸体的变形，而若要考虑的话，则可按计算壁厚不变的空油缸的拉姆公式作近似计算。

采用Pro/E和ADAMS联合仿真的方式对背压不足引起的柱塞副损坏进行了分析。利用Pro/E建立液压马达简易三维模型,将该模型导入ADAMS中建立动力学模型。液压马达在进油压力25 MPa、额定转速180 r/min、回油压力分别取正常背压0.6 MPa和0.45 MPa及背压不足0.2、0.1和0.05 MPa进行仿真实验。结果表明：背压不足时在回油区滚轮脱离导轨,进入进油区瞬间滚轮撞击导轨产生很大冲击力,极易损坏柱塞副。

分析了纯水液压泵柱塞副的故障现象和原因，指出了塑料不宜用作斜盘式柱塞泵柱塞副的摩擦材料，采用非导向组合密封的结构形式容易引起偏磨现象。

本文介绍了通过直接测量柱塞副泄漏量研究水压泵柱塞副的方法，并利用研制的泵摩擦副试验台进行了试验研究。