径向柱塞式液压马达配油机构的流场特性分析

　　液压马达，其常用的结构主要包括：齿轮式、轴向柱塞式等，液压马达具有转速高、功率大、转动惯量小的特点。而径向柱塞式液压马达因其性能好、结构简单且价格较低，成为当今应用最广的一种液压马达，广泛应用于工程机械、起重运输机械及舰船液压传动系统等。其结构简单，主要由马达壳体、连杆、活塞、偏心轴、配油机构及配油壳体等构成。

　　1.国内外研究现状

　　衡量马达优劣的主要指标是性能、可靠性及寿命。而配油副的设计直接影响到液压马达的性能，因此，一定程度上来说，配油副的发展水平决定液压马达的性能水平。优化配油副设计，可以从以下几个方面来着手：减小摩擦副间的阻力，提升机械与容积效率，增加密封性，改善配油机构的工作性能，降低成本等。对于低速大扭矩液压马达的研究，主要包括两个方面：轴向配油机构的研究和端面配油机构的研究。从对其配油副的研究中，我们可以看到，对轴向配油机构与端面配油机构的研究大多是在理论及试验方法上的。特别是对径向柱塞式液压马达配油副的研究，对其数值分析的研究还比较少。本文试图利用数值分析的方法来分析及研究径向柱塞式液压马达的内部流场对其进行研究，这种方法可以有效地分析其内部流场的流动细节，有效地提高计算效率并且降低成本。

　　2.径向柱塞式液压马达配油原理

　　径向柱塞式液压马达的工作原理也较为简单，即：当压力油经固定的配油轴进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一定的偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞产生一定的反作用力。这个力可分解为沿着柱塞的方向的法向力和垂直于法向力的切向力。当作用在柱塞底部的油液压力与柱塞直径之间存在一定的夹角时，力对缸体产生一定的转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。

　　液压马达性能的好坏，其基本参数包括：排量、扭矩、转速及容积效率。而容积效率对马达的制动性能有着直接的影响。若马达的容积效率低，也就是说泄漏大那么，它的制动性能就比较差，如果在负载作用之下，马达就会反转。因为径向柱塞式液压马达的瞬时流量是不断变化的，所以，其瞬时转速也是变化的。我们从流量脉动函数可知，转速是脉动的一种形式，因此，径向柱塞式液压马达的瞬时输出转速是衡量液压马达性能的重要参数之一。

　　3.数值计算基本方程及方法

　　对于数值计算，其基本思想是将原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，用一些离散点上的变量值来表示，再建立起这些离散点上场变量间关系的代数方程组，最后求解代数方程组以得到场变量的近似值。计算步骤为：建立数学模型，流体的基本控制方程主要包括质量守恒方程、动量守恒方程及能量守恒方程等；选择计算方法，包括离散化方法及求解方法、边界条件的处理等；程序设置并计算，如网格划分、边界条件设置、参数的设定等；结果分析。