为研究轴向柱塞泵中回程盘偶然出现断裂失效的现象,对回程盘所承受各力进行详细的理论分析.综合各方面的受力分析表明,回程盘在其结构上出现了一个以吸排油侧分界为参考线的弯矩.通过对回程盘及整泵进行ADAMS刚柔耦合有限元和Pumplinx流体有限元联合仿真,结果表明:每个柱塞运动至吸排油侧的分界线周围时,所对应回程盘孔的外侧边缘应力集中最大,这一区域成为回程盘运动受力的薄弱点,在弯矩的作用下,这些薄弱点成为最有可能发生断裂的风险区.

伺服变量是斜盘式轴向柱塞泵常用的变量方式,将直接影响到泵的整体性能。伺服变量技术原理复杂,目前仍是阻碍我国斜盘式轴向柱塞泵发展的关键技术。针对高压轴向柱塞泵研发试验过程中遇到的变量压力冲击较大、无法完全制动等,深入研究探索不同因素对变量特性的影响。将动态过程分为启动过程、回位过程、制动过程和制动恢复过程,利用系统建模仿真AMEsim软件建立变量机构数值模型,并通过压力曲线试验和仿真结果对比证实模型的有效性。在不同进口阻尼、回油阻尼、回位弹簧刚度条件下,对伺服变量系统进行了数值模拟。研究结果表明:进口和回油阻尼对变量动态过程均产生影响,弹簧刚度主要对制动过程有影响。

利用AMESim软件和Fluent软件对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,通过AMESim柱塞泵模型得出柱塞腔压力曲线。在Fluent软件中通过UDF功能实现压力及运动速度的定义。比较分析6种不同结构柱塞的缝隙流动和均压特性。结论表明,不同的沟槽宽度和沟槽深度会对通过缝隙的流量和摩擦副油膜压力产生影响。沟槽宽度越大,通过缝隙的流量越大,沟槽深度越大,通过缝隙的流量越小。沟槽宽度和深度增加都会使均压效果更好,其中槽宽对均压特性影响更大。无沟槽结构柱塞通过缝隙的流量最小,但是均压效果最差。矩形沟槽结构柱塞在5种有沟槽结构柱塞中通过缝隙的流量最小,均压效果最好。该研究可为柱塞的密封与均压性能协同优化设计提供参考。