针对柱塞泵配流副的温度特性问题,建立了柱塞泵配流副的数学模型,在考虑弹性变形情况下,对柱塞泵配流副温度特性进行了研究。运用Fortran和MATLAB软件对数学模型进行了计算仿真,在油膜压力作用下,计算了配流副的弹性变形分布形态,得到了配流副的热弹流分布;对比了不同工况参数下的油膜温度最高值,分析得出了油膜的油液黏度、缸体转速、缸体倾角、初始油膜厚度、密封带宽度等单一参数对油膜温度特性的影响,并与未加入弹性变形的配流副的温度特性进行了比较;最后通过温度测试的实验,验证了该计算结果的正确性。研究结果表明:在两种不同情况下,油液黏度不同时各工况参数对温度的影响趋势保持一致;在考虑弹性变形的情况下,各工况参数对温度的影响程度不同;该结果可对后续柱塞泵配流副热流固耦合这一研究方向提供理论基础和计算依据。

为探讨热流固耦合下柱塞泵配流副参数对摩擦性能的影响,建立配流副的润滑模型,采用有限差分法对雷诺方程、能量方程和弹性变形方程进行求解,考虑黏度-温度、黏度-压力的关系,利用松弛迭代法求得热流固耦合下油膜压力、弹性变形与油膜温度分布的数值解,并运用MATLAB得到油膜压力、弹性变形、油膜温度分布云图;分析配流副参数对油膜承载力、摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数的影响。结果表明:缸体倾斜角度和初始油膜厚度对油膜承载力的影响较大,增大缸体倾斜角度和减小初始油膜厚度,可提高油膜承载能力;减小润滑油黏度、增大初始油膜厚度能有效降低润滑摩擦过程中的摩擦力和摩擦因数。

为研究配流盘表面形貌对配流副润滑特性的影响,采用分形理论模拟配流盘表面形貌,建立轴向柱塞泵配流副润滑模型,使用有限差分法对模型进行求解,探讨分形参数对表面轮廓的影响,并进一步分析分形参数和配流副工况参数对油膜承载力、摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数的影响。结果表明:分形维数越大,表面轮廓形貌复杂度越高,且粗糙表面高度随尺度系数减小而降低;随着缸体倾角和转速的增大,油膜承载力提升,但摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数也随之升高;配流副润滑性能与分形维数呈现正相关的关系,选取较大的分形维数有利于提升配流副的润滑性能;尺度系数越小其摩擦力越小,但承载力也减小,因此需选择适中的尺度系数。

本文根据力、力矩平衡、泄漏小以及结构紧凑的原则,建立了球面配流副的优化设计模型。采用这一模型设计,可以获得球面配流副的最佳结构参数,实现力和力矩平衡,并可大大缩短设计周期。

本文针对轴配流式曲轴加杆工液压马达配流副泄漏形成机理进行理论研究，对轴配流泄漏特性作了深入细致的分析，建立了配流副的泄漏数学模型，通过相应的仿真研究，获得了其泄漏脉动规律，最后分析了泄漏脉动对马达低速稳定性（爬行）的影响。

针对轴向柱塞泵配流副压紧力不匹配导致的“烧盘”问题,运用理论计算和CFD仿真分析方法,提出一种配流副压紧系数计算方法。该文基于某型号轴向柱塞泵配流副,利用Fluent软件建立了轴向柱塞泵三维仿真模型,运用滑移网格和动网格技术对轴向柱塞泵配流副流场进行了CFD动网格仿真分析,得到了不同时刻配流副压力变化规律,提取了配流副油膜压力云图变化角度,并计算了配流副360°压紧系数变化规律。通过理论计算、仿真分析和500小时台架满载可靠性试验,配流副表面磨损状态良好,配流副压紧系数计算方法得到验证。

针对轴向柱塞泵配流副的减摩降噪问题,将仿生学表面织构技术引入织构化配流副的研究,对织构化配流副瞬态受力进行分析,得出了瞬态受力动压方程;建立了矩形、圆弧形、三角形、等腰梯形四种典型织构的二维流场简化模型,运用Fluent仿真软件,得到四种织构都能产生动压支承,其中矩形织构的动压力最大;矩形织构和圆弧织构的最佳深径比都为1∶5,三角织构和等腰梯形织构的最佳深径比为1∶4,其中四种典型织构的动压力都随织构深径比的增加都呈现先增大后减小的变化规律,深径比对圆弧织构、等腰梯形织构的动压影响较小,矩形、三角形织构对深径比的变化较敏感,并且两个织构的富集将产生二次动压支承,因此,找到典型单织构的最佳深径比和织构富集的数目对织构化配流副减摩降噪相当关键。

通过建立轴向柱塞泵配流副的几何模型,利用雷诺方程推导了配流副的油膜压力方程,采用有限差分法和松弛迭代法求解雷诺方程。利用FORTRAN语言编程求解,利用MATLAB语言对油膜厚度、压力、温度分布进行了仿真研究。结合油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、弹性变形方程、黏温黏压方程和密度温压方程,仿真微观织构配流副的热弹流润滑特性。研究表明:配流副油膜厚度增大,最大油膜压力减小,最高温度值减小;配流副的热-流-固耦合效果随油膜间隙收敛逐渐明显,在最小油膜厚度处达到最大,并且,油膜压力值达到最大;加工微观织构可以显著改变配流副的油膜压力和温度分布。

结合轴向柱塞泵配流副实际受力与运动形式,使用盘-环试验机在L-HM46抗磨液压油润滑条件下,研究轴向柱塞泵配流副(38CrMoAl-CuPb15Sn5)在高转速(1800r/min)的摩擦磨损特性并分析磨损机理。实验结果表明:与中低转速相比,高转速测试条件下的配流副更易发生粘着磨损;38CrMoAl经调质、渗氮处理后与CuPb15Sn5组成的配流副在高转速工况下摩擦磨损性能良好,其磨损率比38CrMoAl未经热处理和只渗氮处理配流副分别降低69%和57%;调质热处理可改善38CrMoAl的表面特性,减少摩擦过程中CuPb15Sn5在其表面的附着继而改善配对副摩擦特性,将有助于提高配流副的工作寿命。

通过建立柱塞泵倾斜缸体配流副油膜控制方程，并采用有限差分法对其进行了求解。研究分析表明：配流盘一侧通高压油，一侧通低压油，缸体会发生倾斜；当缸体高速运转时，在倾斜缝隙处形成了流体动压效应，提高了油膜负载能力，降低柱塞泵发生烧盘现象的可能性；缸体转速升高，流体动压效应提高明显。