球面配流副过渡区压力分布及回冲流量分析

　　0 引言

　　为了使配流盘吸排油窗口之间有可靠的隔离和密封,大多数轴向柱塞泵采用正重叠型配流盘。当柱塞从低压腔接通高压腔时,柱塞腔内封闭的油液会受到瞬间的压缩,产生冲击压力pb;当柱塞从高压腔接通低压腔时,封闭的油液会瞬间膨胀产生冲击压力p0,如图1所示。这种交替的压力冲击严重影响流量脉动品质,产生噪声和功率消耗以及周期性的冲击载荷,对泵的寿命影响极大。

　　在配油盘过渡区增加减振结构,如阻尼孔、减振槽等,可以使柱塞腔在接通高低压窗口时,腔内压力能够平缓过渡,如图2所示,有效地减小泵的压力冲击和噪声。图3为所要研究的球面配流盘,它采用双三角槽式减振结构。在预升压区,柱塞腔与减振三角槽沟通时,排油窗中的部分高压油经过减振三角槽倒灌进柱塞腔,柱塞腔中的部分油液又泄漏到吸油窗口,在预减压区,油液的流动情况与此类似。下面分析计算预升压区和预减压区的流场压力分布及回冲流量。

　　1 预升压区流场压力分布及回冲流量

　　忽略油液惯性力的影响,在预升压区(0<<a)缸孔内压力增量dp与油液被压缩量dV之间的关系为:

　　式中:V01--在U=0时缸孔内的闭死容积,m³; E)油液有效体积弹性模量,Pa。

　　而 dV=dV1+dV2-dV3-dV4

　　式中:dV1--柱塞运动使缸孔内液体被压缩的体积,m³;

　　dV2--从排油腔回冲到缸孔内的液体体积,m³;

　　dV3--从缸孔内泄漏到吸油腔的液体体积,m³;

　　dV4--从缸孔端面与配流盘之间的间隙处泄漏的液体体积,m³。

　　柱塞运动使缸孔内液体被压缩的体积为:

　　式中:Cq--三角槽的流量系数, Cq=0.68;

　　Q--油液密度,kg/m³;

　　ps--排油腔压力,Pa;

　　p--缸孔内压力,Pa;

　　sgn--符号函数;

　　S1--预升压区排油腔侧三角槽过流面积,m²,对于该侧等边斜三角槽,

　　从缸孔内泄漏到吸油腔的液体体积为:

　　式中:p0--吸油腔压力,Pa;

　　S2--预升压区吸油腔侧三角槽过流面积,m²,对于该侧等边斜三角槽,

　　式中:a--预升压区包角,也是两侧三角槽包角,rad从缸孔端面与配流盘之间的间隙处泄漏的液体体积为:

　　式中:H0--缸体底部过流窗孔包角,rad;

　　h--缸体与配流盘之间的油膜厚度,m;

　　L--油液动力粘度,Pa.s;

　　R1--配流盘内密封带内圆半径,m;