采用压力回收容腔的轴向柱塞泵主动配流控制方法研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51075360
项目类别：
面上项目
资助金额：
42.0万
负责人：
徐兵
依托单位：
浙江大学
学科分类：
E0502.传动与驱动
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
葛耀铮；谢海波；赵阳；张斌；张军辉；宋月超；童章谦；许书生；李迎兵；
关键词：
压力冲击主动配流流量脉动压力回收容腔轴向柱塞泵

项目摘要

轴向柱塞泵的高压化趋势对柱塞泵的降噪提出更高要求，申请人提出压力回收容腔新型主动配流结构，大幅度降低柱塞腔压力冲击和流量脉动，同时提高柱塞泵效率。构建考虑气穴模型的非等温流场模型，建立多柱塞耦合轴向柱塞泵主动配流仿真环境，建立基于无线传输技术的柱塞腔压力冲击模型泵和基于阻抗原理的流量脉动测试平台。研究高速开关阀启闭特性以阻尼匹配特性对主动配流的影响规律，多高速开关阀并联结构可行性方案，及高速开关阀闭环控制策略，优化压力回收容腔的体积、位置及最佳压力工作点，分析比较可变式容腔和固定式容腔控制精度，研究压力回收容腔主动配流结构对关键摩擦副泄漏量和平均出口流量影响规律，为研究高压低噪音轴向柱塞泵提供理论基础支撑。

结项摘要

轴向柱塞泵的高压化趋势对柱塞泵的降噪提出更高要求，采用压力回收容腔的轴向柱塞泵主动配流结构可大幅度降低柱塞腔压力冲击和流量脉动，提高效率。构建了考虑气穴模型的非等温流场模型，建立了多柱塞耦合轴向柱塞泵主动配流仿真环境，建立了基于无线传输技术的柱塞腔压力冲击模型泵和基于阻抗原理的流量脉动测试平台。.研究了高速开关阀启闭特性与阻尼匹配特性对主动配流的影响规律，研究表明：由于高速单向阀结构简单，且不需要实时定位柱塞和上下死点的位置关系，采用高速单向阀比高速开关阀更适合于压力回收容腔配流结构，单向阀的最大行程和弹簧预压紧力是决定压力回收容腔配流结构降噪效果的关键因素，其中最大行程最优值为1mm，最佳弹簧预压紧力根据柱塞泵工况决定。.优化了压力回收容腔的体积、位置及最佳压力工作点，比较了可变式容腔和固定式容腔控制精度，研究表明：压力回收容腔的容积增大可以提高降噪效果，但是会降低柱塞泵功率密度，由于随着压力回收容腔体积增大，流量脉动幅值及斜盘转矩脉动幅值降低速率减小，压力回收容腔的容积的最优值为30毫升，压力回收容腔分布位置直接影响柱塞腔压力过渡过程中的变化梯度，最佳分布位置为在吸油行程或者排油行程初始阶段，柱塞过上下死点13°，压力回收容腔配流结构在柱塞泵工作在高压、高速、小斜盘倾角时的降噪效果最佳，降低流量脉动和斜盘转矩脉动30~40%以上。.研究了压力回收容腔主动配流结构对关键摩擦副泄漏量和平均出口流量影响规律，研究表明：阻尼槽降噪效果以少量牺牲柱塞泵效率为代价，压力回收容腔配流结构可以提高容积效率0.5~3%，柱塞泵工作在高压小排量时，压力回收容腔配流结构提高容积效率的效果最显著，可以改善柱塞泵在斜盘倾角时效率低的固有缺陷。.相关研究成果发表论文20篇，其中SCI收录4篇，EI收录7篇，1篇会议论文被评为优秀论文；申请国家发明专利3项，其中授权1项；获得软件著作权1项；获得2013年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）——科技进步二等奖1项。培养博士生2名，硕士生4名。