收藏本站
《浙江大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究

马吉恩  
【摘要】: 轴向柱塞泵是液压系统中最重要的元件,它被广泛应用于各类机械装备特别是工程机械领域。噪声是柱塞泵的三大性能指标之一,随着柱塞泵工作性能指标和环保要求的提高,噪声问题日益突显。流体噪声作为柱塞泵噪声主要组成部分,其影响因素众多,形成机理复杂,成为噪声控制的研究难点,也是学科前沿研究的热点。本学位论文选择柱塞泵流体噪声主要形成因素流量脉动及其控制方法开展研究,目的在于提高柱塞泵的综合性能,改善其对应用环境的影响,既有工程应用背景,又有学术研究价值。 本学位论文在分析轴向柱塞泵流体噪声形成机理的基础上,建立了柱塞泵流动特性的分布参数式数学模型,该模型考虑了压力波动态传播特性的影响,可以将动态振荡形成的附加流量脉动波转化为压力波,因此对泵出口附近压力脉动的预测效果比经典的集中参数法更加准确,试验证明该模型能够准确的预测柱塞泵的流量和压力脉动特性,可使分析误差控制在5%以内,以满足柱塞泵流动特性分析需要,为流体噪声的机理分析提供了理论支持。针对柱塞泵复杂内部流动特性三维动态流场仿真的精度问题,考虑了油液弹性模量的影响,在大量试验测试的基础上,揭示了油液弹性系数随压力和温度的变化规律,该结果为数学模型和流场仿真提供了量化数据支持。根据油液弹性系数测试结果对流场仿真进行了优化,结果显示相同工况下柱塞泵流量脉动率的计算结果由5.8%提高到了17.8%,与18.6%的试验结果更为接近,优化结果大幅提高了流场仿真的计算精度,为柱塞泵流动特性分析提供了方法支持。在此基础上,首次对流量脉动的主要影响因素进行了量化分析,研究结果表明弹性脉动是流量脉动的主要形式,占脉动总量的88%左右,几何脉动影响次之(8%左右),泄漏脉动影响最小(4%左右),该分析结果为流体噪声控制的后续研究明确了方向。针对柱塞泵流体噪声的控制,对其关键元件配流盘进行了优化设计研究,在大量的试验和理论分析基础上,提出了配流盘低噪声结构优化参数的选择参考范围,为配流盘结构优化设计提供了参考。 论文主要结构如下: 第一章,指出了论文研究的目的和意义,对国内外主要的柱塞泵科研机构相关研究情况进行了调研,综述了该领域研究现状,在此基础上确定了博士学位论文研究课题研究的内容。 第二章,分析了柱塞泵流体噪声的相关理论。建立了柱塞泵流动特性数学模型,优化了模型中的主要影响参数,为流体噪声产生机理分析提供了理论基础。针对流量脉动测试的基本原理,对比了串、并联两种泵源阻抗模型的性能特点,利用一阶平方根近似模型优化了泵源阻抗模型。 第三章,针对柱塞泵复杂的内部流动特性进行了三维动态流场仿真,分析了油液弹性模型和粘性模型的影响,结果显示引入弹性模型后流量脉动特性的分析精度大幅度提高,弹性脉动是流量脉动的主要形式,占脉动总量的88%左右。对气穴现象研究发现,柱塞泵气穴发生位置通常在配流盘从低压向高压过渡阻尼槽的顶端周围。 第四章,搭建了流量脉动测试平台,为数学模型和流场仿真结果提供了验证依据。 第五章,试验研究了油液弹性模量,柱塞泵压力、流量脉动规律等流体噪声相关参数,试验证明了数学模型和流场仿真都具有很高的精度。分析了工作参数对流量脉动的影响。利用互相关函数法对油液的弹性系数进行了试验研究,揭示了油液弹性系数随压力和温度的变化规律。 第六章,分析了配流盘结构包括配流盘进出口三角阻尼槽宽度角和深度角、阻尼槽顶端的小孔结构以及错配角和预压缩角对流体噪声的影响,提出了配流盘降噪结构的优化设计建议。 第七章,总结了论文的主要研究工作,给出了主要的研究结论,指出博士学位论文研究课题的创新点,并对未来的研究工作进行展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH137

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭卫东,王占林;斜盘式轴向柱塞泵实际流量的分析研究[J];北京航空航天大学学报;1996年02期
2 邓斌,陶文铨;管壳式换热器壳侧湍流流动与换热的三维数值模拟[J];化工学报;2004年07期
3 石娟;姚征;马明轩;;调节阀内三维流动与启闭过程的数值模拟及分析[J];上海理工大学学报;2005年06期
4 袁冰;于兰英;柯坚;刘晓红;;液压滑阀阀芯旋转现象的CFD解析[J];机床与液压;2006年03期
5 闻德生,潘景昇,吕世君,潘雷;轴向柱塞泵配油窗口面积对转速和噪声的影响[J];机床与液压;2003年05期
6 赵弘,林廷圻,那成烈;遗传算法在轴向柱塞泵配流盘结构优化设计中的应用[J];机床与液压;2001年05期
7 练永庆,吴朝晖,王树宗;基于CAD模型的液压圆锥阀流量系数的数值计算[J];机床与液压;2002年01期
8 邱泽麟;陈兆能;;轴向柱塞泵配流盘阻尼结构降噪特性的理论分析与实验研究[J];机床与液压;1989年05期
9 余经洪;陈兆能;陆元章;;液压柱塞泵流量脉动测试的试验研究[J];机床与液压;1992年04期
10 何雅玲,陶文铨,吴明,刘迎文;脉管制冷机性能数值模拟方法的研究进展及发展方向[J];工程热物理学报;2004年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵琴,王靖;FLUENT在暖通空调领域中的应用[J];制冷与空调(四川);2003年01期
2 沈红霞;嘉兴市功能区环境噪声污染与控制[J];噪声与振动控制;2003年02期
3 邱泽麟;陈兆能;;轴向柱塞泵斜盘振动模态研究[J];机床与液压;1990年04期
4 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
5 杨双根,金开军,朱春玲;液冷组件热设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
6 王培林,魏科,周士仁;布里兹曼法碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)晶体生长过程热场的数值分析[J];半导体学报;1994年09期
7 王世萍,栾永卫,赵惇殳;高组装密度器件的散热分析[J];半导体学报;1996年05期
8 王书义;;不可压缩流体三维流动的数值计算[J];车辆与动力技术;1992年02期
9 谷操,张力;中冷器进气室结构参数对流体流动状态影响研究[J];车辆与动力技术;1996年04期
10 林峰;接触式机械密封弹簧力设计技术研究[J];车辆与动力技术;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王彬;周华;杨华勇;;基于FEM的轴向柱塞泵配流盘静动力学仿真研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
2 彭娅玲;张志国;汪礼;戴玛丽;;非稳态NACA翼型绕流兴波的数值模拟研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
3 沈兴荣;冯学梅;蔡荣泉;;大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
4 许进;植仲培;李军;凌长明;;靠背式测速探头感受特性的数值模拟研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 雷永平;史耀武;;表面张力与合金元素汽化对激光加热表面温度的影响[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
6 熊用;丁学俊;;电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
7 党小庆;袁胜利;杨春方;马广大;;电除尘器气流分布CFD方法初步研究[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
8 党小庆;闫东杰;马广大;李倩婧;胡红胜;任燕;赵信志;潘民兴;袁伟锋;;电除尘器气流分布数值计算的研究和应用[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
9 潘小强;沈庆;袁瑾;陈徐均;;渡驳门桥水动力特性数值研究[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
10 武岳;沈世钊;;单向大跨度柔性屋盖结构的流固耦合性能分析[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田勇;高精度模糊控制策略研究及应用[D];河海大学;2006年
2 孙赟;基于涡流技术的干法淀粉变性实验研究及数值模拟[D];中国农业大学;2005年
3 杨国平;全液压独立无级调频调能液压冲击器的研究[D];中南大学;2000年
4 丁问司;新型压力反馈氮爆式机电一体化液压碎石冲击器系统研究[D];中南大学;2000年
5 孟阳;挤压膨化大米作辅料的啤酒糖化过程的试验研究[D];东北农业大学;2001年
6 唐向阳;纯水液压试验系统的设计及动态特性研究[D];昆明理工大学;2001年
7 崔小朝;结晶器内钢水搅拌液固温耦合数值模拟与实验研究[D];燕山大学;2001年
8 李永华;混煤高效低污染燃烧特性研究[D];华北电力大学;2001年
9 成娟;非结构网格粘性流动计算研究[D];南京航空航天大学;2001年
10 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 车耀坤;撞击流与合成气制备炉的数值模拟[D];北京化工大学;2003年
2 刘兴农;静力压桩机吊机过载保护系统的研究[D];中南大学;2005年
3 赵忠峰;小型汽车车内噪声声质量评价的研究[D];西北工业大学;2005年
4 曾涛;磁标记法高分辨率井深测量方法的研究[D];西安理工大学;2007年
5 孔江生;车辆转向梯形及发动机试验数据优化拟合的研究[D];吉林大学;2005年
6 于福义;现代汽车空调系统数值模拟仿真[D];重庆大学;2005年
7 王晓艳;柴油机喷雾混合过程的模拟研究[D];广西大学;2005年
8 吴燕涛;鲜榨苹果汁管式液膜紫外杀菌的CFD模拟[D];华南热带农业大学;2005年
9 覃延春;基于N-S方程的混流式水轮机性能预估[D];西安理工大学;2005年
10 郭春梅;高效过滤器送风口扩散板性能的研究[D];天津大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张安宁,栾振辉;平衡式复合齿轮泵理论排量计算[J];煤矿机械;1998年07期
2 潘景升,闻德生,于勇,李赞英;KZB轴向柱塞泵系列研究及型号[J];机械设计与制造;1995年04期
3 徐绳武;Q**CY14-1B_K系列轴向柱塞泵简介[J];流体传动与控制;2004年02期
4 李伟,李威,韩建友,闫国刚;利用三维CAD建立ADAMS复杂机械系统仿真的整机模型[J];山东农机;2004年12期
5 徐绳武;PCY恒压变量泵的改进和发展[J];液压气动与密封;2005年01期
6 巫世晶,王晓笋,胡建正,公志波;车辆行星传动系统虚拟样机技术研究与实践[J];中国机械工程;2005年06期
7 栾振辉 ,孟庆虎;多齿轮液压泵[J];工程机械;2004年07期
8 那成烈;旋转配流盘调节排量的轴向柱塞泵配流冲击特性[J];兰州理工大学学报;1989年03期
9 罗骥,吴盛林,袁子荣,蔡盈;内啮合齿轮泵内部泄漏流量的建模与实验[J];机床与液压;2005年08期
10 祁仁俊;液压系统压力脉动的机理[J];同济大学学报(自然科学版);2001年09期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 郭洪波;李洪人;;非对称缸电液伺服系统的反馈线性化方法[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年
2 邓海顺;许贤良;王传礼;;球面配流副的泄漏分析与研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
3 吴张永;王强;贺鹏;刘海昌;;比例阀控非对称缸动力机构的数学建模[A];2002年十一省、区、市机械工程学术年会暨云南省机械工程学会第六届学术年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000年
2 焦素娟;纯水液压柱塞泵及溢流阀关键技术的研究[D];浙江大学;2004年
3 陈永新;精校机电液位置伺服系统的研究[D];合肥工业大学;2004年
4 高殿荣;液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D];燕山大学;2001年
5 邓斌;水压轴向柱塞泵的特性研究与分析[D];西南交通大学;2004年
6 陆爽;基于现代信号分析和神经网络的滚动轴承智能诊断技术研究[D];吉林大学;2004年
7 冀宏;液压阀芯节流槽气穴噪声特性的研究[D];浙江大学;2004年
8 欧阳小平;液压变压器研究[D];浙江大学;2005年
9 张淑君;气泡动力学特性的三维数值模拟研究[D];河海大学;2006年
10 李勇;曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的高压化研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐艳华;复杂产品的虚拟样机仿真技术研究[D];天津大学;2004年
2 殷金祥;低脉动齿轮泵的机理分析与优化设计[D];扬州大学;2002年
3 喻开清;齿轮泵流量脉动分析与优化设计[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 叶清;内啮合齿轮泵几何参数及流量脉动的研究[D];兰州理工大学;2007年
5 李博;粒子群优化算法及其在神经网络中的应用[D];大连理工大学;2005年
6 于文征;柱塞泵泄漏故障智能诊断系统研究[D];南京理工大学;2002年
7 邵建波;工程机械试验台液压系统分析及工作装置试验方法研究[D];长安大学;2006年
8 刘榛;电液比例负载敏感径向柱塞变量泵控制的研究[D];兰州理工大学;2005年
9 卢义敏;纯水液压轴向柱塞泵的研制[D];浙江大学;2005年
10 徐文琴;径向柱塞泵静压支承圆柱副性能研究[D];浙江工业大学;2004年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周丹丽,赵辉,刘伟文,洪海涛;电涡流传感器建模与仿真分析[J];传感器技术;2005年05期
2 李玉军,刘军,周军伟,张黎春;电涡流传感器在铝箔厚度测量中的应用[J];传感器技术;2005年06期
3 王益群,高英杰;液压传动及控制系统故障诊断技术的新进展[J];燕山大学学报;1998年01期
4 袁镇福,周洁,浦兴国,王昆,黄峻,李家川,岑可法;应用相关技术测量炉内高温烟气流速的研究[J];动力工程;1998年06期
5 陆辉;调节阀结构与性能分析[J];阀门;2001年04期
6 石娟,梁鹏飞,姚征,马玉山,马明轩,郭学宁;偏心蝶阀水力特性的数值模拟与分析[J];阀门;2004年05期
7 那成烈 ,王静修;轴向柱塞泵斜盘横向倾角和配流盘减振孔共同工作时的计算[J];工程机械;1988年03期
8 丁文静,何雅玲,陶文铨;管壁导热对脉管内自然对流换热影响的研究[J];工程热物理学报;2003年03期
9 那成烈 ,王静修;恒压及双级恒压变量轴向柱塞泵抗噪音型配流盘的最佳设计[J];兰州理工大学学报;1985年04期
10 那成烈,叶敏,孙淇余;轴向柱塞泵减振孔和减振槽的计算与特性分析[J];兰州理工大学学报;1988年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 焦素娟;纯水液压柱塞泵及溢流阀关键技术的研究[D];浙江大学;2004年
2 王海松;轴流泵CAD-CFD综合特性研究[D];中国农业大学;2005年
3 刘荣;广义脉码调制液压伺服控制的理论和应用研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 梁伟朋;基于虚拟仪器技术的液压系统动态测试仪的研究与开发——总体设计[D];长安大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李淑君;配流盘结构对轴向柱塞泵性能的影响[J];职大学报;2000年04期
2 邓斌,刘晓红,王金诺,柯坚;水压轴向柱塞泵流量脉动动态仿真[J];液压与气动;2004年01期
3 梁新强;;论残余高压容积对轴向柱塞泵噪声的影响[J];机床与液压;1990年05期
4 栾振辉,许贤良;均流量轴向柱塞泵的导轨曲线[J];煤矿机械;1995年05期
5 朱子健;;托马(Thoma)型轴向柱塞泵的发展概况[J];矿山机械;1974年04期
6 潘高峰;谈谈轴向柱塞泵在拉床上的应用[J];制造技术与机床;1980年05期
7 毛冲霓;设计精良的轴向柱塞泵──瑞典胜凡(SUNFAB)公司考察小记[J];液压气动与密封;1995年02期
8 沈健,王庆国;微机控制数字变量轴向柱塞泵的研究[J];机电一体化;2000年02期
9 宋俊;轴向柱塞泵变量机构功率匹配优化设计[J];机械设计与制造;2000年03期
10 梅涛;张洪朋;安骥;顾长智;;基于配流盘结构的偶数轴向柱塞泵研究[J];机床与液压;2009年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜继海;王克龙;于彩新;李耀龙;;双联轴向柱塞泵流量特性滞环现象的研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 刘明安;;Rexroth—A4VG系列轴向柱塞泵结构原理分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
3 周文第;;关于CB-B200型齿轮泵与63*Cy14-1B型斜式轴向柱塞泵组合设计的思考[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
4 张远深;胡康梁;张修阁;;模糊综合评判在轴向柱塞泵故障诊断中的应用[A];中国煤炭新型工业化之路——安全、高效的集约化生产技术与装备研讨会论文集[C];2005年
5 宋俊;余文霞;;恒压轴向柱塞泵最优控制研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2002年
6 王彬;周华;杨华勇;;轴向柱塞泵平面配流副润滑特性试验研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
7 那成烈;刘淑莲;那焱青;李书泽;;轴向柱塞泵的流量脉动的理论分析与仿真[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
8 王彬;周华;杨华勇;;基于FEM的轴向柱塞泵配流盘静动力学仿真研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
9 周华;王彬;杨华勇;;轴向柱塞泵摩擦副润滑膜性能动态试验系统分析[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(二)[C];2006年
10 李芳;李艾华;吴朝军;;轴向柱塞泵流量脉动对超声波测量的影响研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报通讯员  郑榭 本报记者  王守本 宋柏松;闻德生:11项专利引领国际液压泵研究水平[N];河北日报;2006年
2 本报记者 刘松柏;高端液压元件实现国产化[N];经济日报;2011年
3 中国液压气动密封件工业协会技术委员会;2006年液气密行业优秀新产品评出[N];中国工业报;2006年
4 赵迪;浪迪让MPV驶入四驱时代[N];中国质量报;2007年
5 太原技师学院 米国强 韩茂忠 田新平;液压设备常见故障及排除方法[N];山西科技报;2007年
6 本报记者  胡启林;博世力士乐投资2.8亿元新建北京、常州工厂[N];中国工业报;2006年
7 昌宣;昌河铃木浪迪开创小型MPV新天地[N];中国工业报;2007年
8 本报记者 徐俊霞;博世力士乐中国北京新厂落成[N];机电商报;2006年
9 本报记者 田雨;2007中国销售超3亿欧元 博世力士乐中国业务稳步发展[N];机电商报;2008年
10 赵少勇;和谐班组就是家[N];中国冶金报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马吉恩;轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究[D];浙江大学;2009年
2 张晓刚;三配流窗口轴向柱塞泵配流理论及试验研究[D];太原理工大学;2011年
3 邓斌;水压轴向柱塞泵的特性研究与分析[D];西南交通大学;2004年
4 艾青林;轴向柱塞泵配流副润滑特性的试验研究[D];浙江大学;2005年
5 王彬;轴向柱塞泵平面配流副润滑特性及其参数优化[D];浙江大学;2009年
6 徐学忠;内啮合摆线齿轮泵的理论研究与仿真[D];东南大学;2005年
7 刘晓红;液压泵阀空蚀特性的研究[D];西南交通大学;2008年
8 杨俭;电液比例位置系统复合控制及相关研究[D];浙江大学;2005年
9 张斌;轴向柱塞泵的虚拟样机及油膜压力特性研究[D];浙江大学;2009年
10 刘思远;信息融合和贝叶斯网络集成的故障诊断理论方法及实验研究[D];燕山大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 娄磊;轴向柱塞泵动力特性及配流盘内流场特性研究[D];兰州理工大学;2010年
2 许书生;轴向柱塞泵摩擦副特性测试的结构优化设计与实验研究[D];浙江大学;2011年
3 马毓姝;双排式轴向柱塞泵的设计及动力特性研究[D];兰州理工大学;2011年
4 童章谦;轴向柱塞泵结构辐射噪声的分析与研究[D];浙江大学;2012年
5 陈效平;多作用恒流轴向柱塞泵导轨曲线比较研究[D];湖南科技大学;2010年
6 金梅;平衡式均流量轴向柱塞泵的理论研究[D];安徽理工大学;2012年
7 肖浪;轴向柱塞泵安装调试及维修支持系统开发[D];广东工业大学;2013年
8 阮俊;全水润滑斜盘式海水轴向柱塞泵的研究[D];华中科技大学;2011年
9 冀鹏飞;双排油口轴向柱塞泵配流特性建模及数字仿真研究[D];太原理工大学;2012年
10 郭杰;数字化轴向柱塞泵控制系统研究[D];郑州大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026