运用联合仿真的方法能够实时分析柱塞泵的运动学、动力学性能以及液压系统特性,其可广泛应用于柱塞泵产品的设计与优化。针对传统优化过程中分析与优化的离散化、效率低等不足,提出了一种基于功能模型接口(functional mock-up interface,FMI)的轴向柱塞泵分布式联合仿真方法,通过开发自动优化组件,实现对阻尼槽结构参数的迭代优化。首先,进行柱塞泵轴系运动学、动力学分析,建立其运动模型和受力模型,来确定轴系组件的约束关系;其次,搭建了柱塞泵联合仿真模型,研究了柱塞的运动、受力和变形特性;然后,基于云端服务器搭建了柱塞泵分布式联合仿真模型,通过FMI技术实现了各个仿真软件的同步调用;最后,基于云平台架构,开发了柱塞泵阻尼槽优化设计模板,实现了对阻尼槽最优结构参数的求解及其模型自动创建。仿真结果表明,阻尼槽结构优化后,柱塞泵出口

为了提高轴向柱塞泵的运行效率和工作可靠性,提出轴向柱塞泵机械效率的可靠性设计方法。通过分析单个柱塞副瞬时理论转矩和瞬时摩擦转矩损失,建立整个轴向柱塞泵瞬时机械效率模型;结合四阶矩技术,提出柱塞泵机械效率可靠性分析方法,并采用Monte Carlo法验证了所提方法的准确性和时效性;运用可靠性灵敏度分析方法分析了各设计变量变化对轴向柱塞泵可靠性的影响。研究结果表明,轴向柱塞泵机械效率可靠度随缸体转角周期性变化,柱塞数为9时缸体转角为20°的可靠度最低,柱塞数为8时缸体转角为0°和45°的机械效率可靠度最低,各随机变量在任一瞬时对可靠性的影响趋势各不相同,对敏感参数适当进行控制可以提高柱塞泵机械效率的可靠度。

为优化双排平衡式斜柱塞泵的流量脉动,考虑油液可压缩性和柱塞泵内泄漏,建立单柱塞以及柱塞泵的流动特性方程,考察内外排柱塞间交错角及柱塞倾角对柱塞泵输出流量特性的影响。结果表明:内外排柱塞交错分布能有效降低柱塞泵的流量脉动,最大可降低18%;随着柱塞倾角的增大,内排柱塞增大柱塞泵输出流量和流量脉动,外排柱塞减小柱塞泵输出流量和流量脉动;当内外排柱塞倾角同时增大,柱塞泵的输出流量增大并且流量脉动减小。因此,为考虑到柱塞泵结构限制,内外排柱塞倾角的理想取值为6°左右,此时相较于直柱塞泵,流量增大了3.5%,流量脉动减小了0.6%。

在激烈加速工况下,传统无级变速器由于机械结构等原因,无法承受较大的扭矩、工况适应能力受限于动力源,而液压传动拥有功率密度大、惯性小、响应快、易于控制、过载保护等优点,是实现无级变速的更优方案。提出一种可实现无级液压变速器的轴向柱塞泵,该泵的输出流量较斜盘式轴向柱塞泵大大增加,同等体积能提供较大处理能力,且在不改变转向的情况下,可实现油路的改变。设计该泵结构,建立AMEsim仿真模型,深入分析此双转子变量轴向柱塞泵的性能。结果表明:该泵通过改变从动轴与主动轴夹角可实现输出流量的调整,输出流量满足设计需求,零部件强度、硬度也满足运动学需求,为后续变速器的设计提供参考。

轴向柱塞泵是航空航天领域电静液作动器(EHA)中设计难度最大的液压元件,高速小型化是实现EHA柱塞泵高功率密度的有效手段,但柱塞泵高速化面临着关键摩擦副失效、核心旋转组件失稳、柱塞腔内油液空化三大技术挑战。本文在973计划项目"大型飞机电液动力控制与作动系统新体系基础研究"资助下,围绕EHA柱塞泵高速化关键技术开展了试验、理论与仿真研究。

液压传动主要应用在机械、航天、船舶、军工、汽车等领域。轴向柱塞泵作为液压系统的重要驱动部件,它对整个系统的影响较为直接,它是判断液压系统稳定的重要依据。对恒压变量泵的工作原理进行研究,并重点研究了变量工作机构的工作机理。研究成果有利于加深对恒压变量轴向柱塞泵的了解和分析。

针对转炉活动烟罩液压系统使用过程中常出现高强度的压力波动,导致油泵寿命缩减,并且强烈振动使得油管、密封等部位有所损坏,造成漏油停工的问题,通过对系统故障的原因进行分析,并提出了相应的解决办法。生产中要保证活动烟罩可以上下移动,使得烟罩内外气压大致相等,避免烟气外溢。活动烟罩液压系统使用介质为水乙二醇,工作压力为14 MPa。

针对大型民用飞机在航行过程中需要精准控制舵面的要求,基于全空化模型与可压缩模型,对液压系统动力源——轴向柱塞泵的内流特性进行了数值模拟,数值流量结果与试验流量结果有较高的吻合度。通过分析流量特性,揭示了流量谷值与峰值的产生原因,发现了空化影响流量脉动的方式,提出了抑制柱塞腔空化的方案。研究结果表明倒灌是造成排油流量谷值的主要原因,排油流量峰值即压强超调产生的原因有2点,即倒灌液压油的惯性冲击使腔内压强突然增高,倒灌结束后不能及时完全过流造成的憋压使压强超调;揭示了柱塞腔内含气型气泡会吸收“本应的增压”,延长倒灌时间从而降低流量谷值;为了解决抑制柱塞腔空化会降低理论流量的问题,从压降角度出发,联立了柱塞腔流量方程和压降方程,建立了理论流量不可变下抑制柱塞腔空化的数学模型。根据该模型

以大排量液控式轴向柱塞泵变量为研究对象,分析了柱塞泵变量机构工作原理和阀芯配合间隙对变量机构的关系,采用AMESIM模型分析了机液伺服阀配合间隙对变量机构动态特性的影响,试验测试了不同机液伺服阀配合间隙时,液压泵变量机构响应时间,并优化了机液伺服阀双侧配合间隙值。该研究对大流量液压元件配合间隙的设计具有显著的指导意义,指导间隙的给定平衡了产品性能和零件加工的成本重要性。

文章详细叙述了稀土钢板材公司现有液压系统工况下轴向柱塞泵由于零部件损坏、油液污染、泄漏、摩损及装配精度等原因所引起的泵体过热、密封不良、系统污染、噪声及流量不足等故障及问题,并针对故障产生情况分析其诱因及特点,检查内部构件损伤及运行状况、油液质量及清洁度、系统泄漏及温度情况,对液压系统做出有效的故障诊断,保证轴向柱塞泵及液压系统的稳定运行。