针对单柱塞泵普遍采用的单向阀配流方式无法满足高转速的问题,提出新型的阀芯旋转式三通换向阀配流机构,可以满足单柱塞泵在高转速情况下的配流要求.通过建立单向阀配流和转阀配流单柱塞泵的AMESim模型,对比分析表明,单向阀在转速为2 000r/min时已难以实现正常配流;转阀在12 000r/min转速下仍能正常配流.加工样机对单柱塞泵和转阀的性能进行测试.试验表明,柱塞腔内的压力测试结果与仿真结果一致,可以基于该转阀配流机构设计高速单柱塞泵,对柱塞腔内的压力特性进行研究.

传统理论分析认为,内啮合泵的出口压力脉动频谱主要集中在齿轮轴的齿数与转速乘积的倍频处,通常处于高频段且幅值较小。然而,在实际工程中发现,泵的出口压力脉动频谱往往在低频段存在较大的幅值,导致了脉动的大幅上升。建立内啮合泵出口压力脉动的集中参数模型,模型考虑了齿轮副的端面平面度误差,进而研究端面平面度误差对泵的内泄漏量及压力脉动的影响。分析结果指出,泵的出口压力脉动包括“小波”和“大波”两种脉动成分;其中,“小波”成分符合传统理论分析,而“大波”成分集中在低频段且主要由齿轮副的端面平面度误差引起。通过对泵出口压力脉动进行试验,这两种脉动成分得到了验证。

内啮合齿轮泵在工作过程中,内齿轮在齿面受到侧向液压力的作用下会与壳体之间会形成一定的楔形油膜,从而使得内齿轮工作过程处于微小振动的状态。利用MATLAB对内齿轮-壳体之间的楔形油膜基于一维雷诺方程进行建模,分析了内齿轮与壳体之间油膜压力场、厚度场,定位了内齿轮的偏心距与偏心角,得到了内齿轮在工作过程中沿着径向微振动的运动规律,从而对内齿轮的工作特性进行预测。

采用Fluent的动网格技术，对内啮合齿轮泵内部流场进行了二维非定常计算，得到了内啮合齿轮泵在不同工况下的流场特性。结果表明内啮合齿轮泵无困油现象，泵转速提高会使压力过渡区相邻两齿之间的压差增大。