压力补偿控制型变量柱塞泵配流盘降噪研究

　　采用数学建模和 Matlap 仿真技术相结合的方法，针对轴向柱塞泵预升压过程中单个柱塞油缸在一定转速下、不同接触角度时模型的压力梯度(压力)变化与转角变化之间的关系进行分析(预卸压过程与预升压过程相似，故不作讨论)，在此基础上，对配流盘减振槽的结构参数进行优化，以达到降噪的目的，从而为轴向柱塞泵配流盘减振槽的结构优化设计提供依据，与此同时也提出了即简单又适合工程应用的解析方法，所以此研究具有重要的意义。

　　1 数学模型

　　柱塞油缸进入预升压区后缸中油液压力的变化用下面微分方程计算^[1]：

　　式中：dp—缸中压力变化的微分;dV—缸中体积变化的微分;V—进入预升(卸)压区柱塞被封闭的油液初始体积;E—油液的弹性模量。

　　1.1 未开三角槽时

　　dV=AdS

　　式中：A—柱塞的工作面积;S—柱塞沿缸体轴线相对缸体的位移。

　　1.2 开三角槽时

　　式中：dV1—减振槽向油缸引进或引出的油液体积微分，以引进为负，引出为正;dV2—当柱塞油缸进入闭死区后转过 φ 角度时缸中空间几何的变化量。

　　减振槽的流量以 Q 表示：

　　式中：Cq—减振槽的流量系数;A0—减振槽的过流面积;△p—减振槽的工作压差，△p=ps-p;ps—配流盘排油腔压力;ρ—油液的密度。

　　当柱塞油缸进入闭死区后转过φ角度时缸中空间几何的变化量为：

　　式中：A—柱塞的工作面积;d—柱塞直径;R—柱塞在转子上分布圆的半径;γ—斜盘倾角;△φ—闭死角;φ0—错配角。

　　式中：γs—额定倾角;V0s—可以在斜盘倾角γ=γs，φ0=0，△φ=0时，根据图纸计算出来。

　　综上所述有：

　　2 计算条件及数据

　　论文选取PLA70 压力补偿控制型变量柱塞泵为研究对象，在数值计算的过程中，可以对模型作如下假设：

　　(1)模型边界条件：此模型设有 3 个边界条件，即入口压力边界、出口压力边界及三角槽在配流盘上的分布半径边界。其中吸油腔为入口压力边界，压力为0Mpa;排油腔为出口压力边界，压力为 25Mpa;三角槽在配流盘上的分布半径边界为(31～41)mm。

　　(2)仿真时以 PLA70 压力补偿控制型变量柱塞泵为样本，其参数，如表 1 所示。

　　3 Matlab 的计算及分析

　　在闭死区间内，未开槽随转角变化的范围是(1.614×106-1.54×10⁶)，并且为不均匀变化，回油冲击大，易引起噪声;开三角槽恒为 1.25×10⁶，为均匀变化，这样可以减小回油冲击，可降低噪声，如图1 所示。