多作用恒流轴向柱塞泵导轨曲线比较研究

【摘要】： 流量脉动是引起液压系统压力冲击、振动、噪声、系统误动作甚至整个液压系统损坏的根源,同时流量脉动也是限制高响应电液系统性能提高的主要因素。如何有效降低液压泵的流量脉动而又不使泵变得过于复杂是液压泵开发设计中的重要研究课题。多作用恒流轴向柱塞泵是一种理论上无流量脉动的新型液压泵,它通过经特殊设计的多作用端面盘导轨曲线来实现在任何瞬时泵的排油量近似相同,即实现泵的排量恒定。 本文简要介绍了多作用恒流轴向柱塞泵的结构与工作原理并阐述了其关键组成,对比研究了等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨的柱塞运动学特性与泵的流量脉动特性。分别建立了等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨加速度、速度的数学模型并作了MATLAB数值仿真,得到了柱塞在各导轨2π周期内瞬时速度的仿真曲线图;建立了三种导轨曲线在2π周期内所有排油区柱塞瞬时速度之和的数学模型,并进行了数值分析,得到了柱塞数目不同时相应导轨在2π周期内所有排油区柱塞瞬时速度之和的仿真曲线图,以及柱塞数目不同时多作用恒流轴向柱塞泵的流量不均匀系数,结果表明多作用恒流轴向柱塞泵流量不均匀系数δQ值远低于普通液压泵,可近似认为无流量脉动;多作用恒流轴向柱塞泵的流量不均匀系数δQ值在柱塞数为奇数时比柱塞数为偶数时变化幅度小;同时本文对多作用恒流轴向柱塞泵采用等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨时的柱塞支承力与侧倾力进行了数学建模与仿真,并提出了一种液体静压支承结构。 综合比较三种导轨曲线下的柱塞运动特性、泵流量脉动特性以及柱塞受力状况可知,对多作用恒流轴向柱塞泵而言,导轨采用八次方程曲线时,泵流量脉动特性及柱塞运动特性等综合特性最为理想。