基于射流原理的液壓泵輔助吸油裝置設計與研究.pdf

1、液壓泵作為系統(tǒng)的供能單元，對整個系統(tǒng)至關(guān)重要。在工程應用中，由于不合理的設計或一些特殊結(jié)構(gòu)和性能的需求，常常會造成泵吸油阻力過大或直接吸入空氣而導致泵吸空。吸空容易造成空蝕，使系統(tǒng)出現(xiàn)壓力和流量脈動，引起振動、噪聲等。液壓技術(shù)未來發(fā)展趨勢為高壓、高速、大功率，這就使得泵的吸空現(xiàn)象愈加明顯。針對這一問題，項目團隊提出基于射流原理的輔助吸油技術(shù)，并進行相關(guān)仿真計算和試驗工作，結(jié)果表明輔助吸油技術(shù)是可行的，但前期設計的裝置效果還有待改善。

2、r>　　論文在總結(jié)項目團隊前期工作的基礎上，結(jié)合流體力學與射流原理等相關(guān)知識，并參照射流泵的結(jié)構(gòu)，設計兩種補油裝置（中心噴嘴裝置和環(huán)形噴嘴裝置）。借助CFD軟件對吸油裝置進行比較詳細的設計與驗證。主要內(nèi)容如下:
　　(1)以效率作為裝置性能的評價準則，利用CFD軟件對其效率特性以及對影響效率的主要參數(shù)（包括工況條件、結(jié)構(gòu)參數(shù)、介質(zhì)物理特性）進行比較詳細的研究，得出一般規(guī)律為設計吸油裝置提供參考。研究發(fā)現(xiàn)，引射流量一定時，隨著被引射

3、流量發(fā)生變化，裝置存在一個最高效率對應的最佳引射比。除面積比以外的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)會影響補油效率值，但對最佳引射比影響較小;而不同面積比與粘度具有不同的最佳引射比，必須保證三者之間的合理匹配，才能使補油效率較高。
　　(2)對裝置內(nèi)的空化現(xiàn)象進行數(shù)值模擬，比較兩種裝置內(nèi)空化現(xiàn)象的異同，并解釋了造成不同空化的原因。分析發(fā)現(xiàn)，空化會形成氣堵使被吸流量減少，降低裝置的補油效率。而避免裝置內(nèi)出現(xiàn)空化最有效的方法是適當增大裝置喉管直徑。

4、　　(3)建立軸向柱塞泵的CFD模型，分析泵的流量特性發(fā)現(xiàn)，吸油過程中的回沖現(xiàn)象會產(chǎn)生高速射流，造成柱塞腔內(nèi)的局部低壓而容易出現(xiàn)空化現(xiàn)象，使彈性模量迅速下降，從而減慢柱塞腔升壓速度，導致柱塞泵出現(xiàn)較大的脈動現(xiàn)象。入口壓力、系統(tǒng)壓力、油液中的含氣量以及轉(zhuǎn)速都會影響回沖階段的空化現(xiàn)象，從而影響泵吸油。
　　(4)建立柱塞泵接入補油裝置的CFD模型，對其補油性能進行驗證，并解釋裝置的補油原理。比較不同結(jié)構(gòu)的裝置在不同工況下的性能，得到不