轴向柱塞泵偶件间隙对容积效率影响的仿真研究

ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＣｌｅａｒａｎｃｅＢｅｔｗｅｅｎＭａｔｃｈｉｎｇＰａｒｔｓ ｏｆＡｘｉａｌＰｌｕｎｇｅｒＰｕｍｐｏｎＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ＣＨＥＮＸｕｌｉｎ１，ＬＩＹａｚｈｏｕ２，ＴＡＯＸｕｅｊｕａｎ２，ＧＵＯＹｕａｎ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｔｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２１６０，Ｃｈｉｎａ ２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＨｏｎｇｊｉａｎｇＭａｃｈｉｎｅｒｙＬｉｍｉｔｅｄＬｉａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２１６０，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２０１８－１２－１２
基金项目：工信部“高技术船舶科研计划———船用低速机工程（一期）”资助项目（工信部联装函【２０１７】２１号） 作者简介：陈绪 林，男，高 级 工 程 师，主 要 从 事 机 械 工 程 设 计 及 机 电 一 体 化 技 术 应 用 研 究，Ｅｍａｉｌ：ｙａｚｈｏｕ６１７＠
隙泄漏特性进行仿真分析，探讨间隙大小、配合面
长度及柱塞 直 径 对 瞬 时 泄 漏 量 的 影 响，通 过 仿 真
优化设计，得 到 满 足 泄 漏 要 求 的 柱 塞 偶 件 结 构 参 数，提出防漏柱塞偶件和低压回收油路的方案，进
图 ２ 力学模型
一步完善直列隔膜式燃料泵的结构［７］。从轴向柱 塞泵的结构 分 析 和 实 际 应 用 发 现，其 泄 漏 主 要 来 源于滑靴润滑面、配流盘和柱塞偶件密封面处［８］， 而柱塞偶件的工作状况差，泄漏量较大，容易出现 卡死失效。本文应用 ＨｙＰｎｅｕ仿真软件，研究柱塞 偶件不同配 合 间 隙 时 下 的 容 积 效 率，并 在 合 理 的 零件加工精 度 前 提 下，对 生 产 中 现 有 的 结 构 设 计 进行优化分析，提出合理的配合间隙，在保证柱塞 灵活运动的同时，提高容积效率。
１２６．ｃｏｍ。
陈绪林，等：轴向柱塞泵偶件间隙对容积效率影响的仿真研究
７３
轴向液压柱塞泵具有工作压力高（３２ＭＰａ）、
结构紧凑、工 作 可 靠 等 特 点，广 泛 应 用 于 工 业、农
业、国防等领域。由于工作压力高，解决泵的泄漏
问题成为 设 计 过 程 中 的 关 键。 目 前，在 电 控 共 轨
第 ３３卷 第 ６期
重 庆 理 工 大 学 学 报（自然科学）
２０１９年 ６月
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．６
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
Ｊｕｎ．２０１９
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１９．０６．０１１
本文引用格式：陈绪林，李亚洲，陶雪娟，等．轴向柱塞泵偶件间隙对容积效率影响的仿真研究［Ｊ］．重庆理工大学学报（自然科学），２０１９，３３ （６）：７２－７６．
Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＣＨＥＮＸｕｌｉｎ，ＬＩＹａｚｈｏｕ，ＴＡＯＸｕｅｊｕａｎ，ｅｔａｌ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＣｌｅａｒａｎｃｅＢｅｔｗｅｅｎＭａｔｃｈｉｎｇＰａｒｔｓｏｆＡｘｉａｌＰｌｕｎｇ ｅｒＰｕｍｐｏｎＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ），２０１９，３３（６）：７２－７６．
高压油泵柱 塞 偶 件 设 计 过 程 中，应 用 有 限 元 分 析
技术wk.baidu.com柱塞偶件的设计方案进行理论分析计算，
解决了超高压工作条件下柱塞泵柱塞偶件因其间
隙大而产生泄漏与间隙小所引发的卡滞之间的矛 盾［１－５］。在二甲醚发动机直列隔膜式燃料泵柱塞
图 １ 柱塞泵结构示意图
偶件设计时，有用 ＡＭＥＳｉｍ软件［６］对柱塞偶件间
轴向柱塞泵偶件间隙对容积效率影响的仿真研究
陈绪林１，李亚洲２，陶雪娟２，郭 元２
（１．重庆文理学院 机械工程学院，重庆 ４０２１６０；２．重庆红江机械有限公司，重庆 ４０２１６０）
摘 要：通过建立柱塞偶件的力学模型，应用缝隙流动理论对柱塞泵偶件在有无侧向力及 ３种不同配合间隙（０．０２５ｍｍ、０．０３ｍｍ、０．０５ｍｍ）的条件下，进行了泄漏量的计算。同时，使用 ＨｙＰｎｅｕ仿真软件建立了泄漏测试仿真模型，进行泄漏量的仿真计算。试验测试结果表明：仿真 计算与理论计算吻合度为 ９９．５％。根据仿真结果改进后的 Ａ１０Ｖ泵性能优良，泄漏量减少，使 用寿命明显提高，效率略高于同类进口产品。 关 键 词：柱塞泵；泄漏量；容积效率 中图分类号：ＴＨ１３７．５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１９）０６－００７２－０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｌｕｎｇｅｒｍａｔｃｈｉｎｇｐａｒｔｓ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈａｔｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｉｓａｌａｔｅｒａｌｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｔｇａｐｓ（０．０２５ｍｍ，０．０３ｍｍ， ００５ｍｍ），ｔｈｅｇａｐｆｌｏｗ ｔｈｅｏｒｙｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｌｅａｋａｇｅｏｆｔｈｅｐｌｕｎｇｅｒｐｕｍｐ．ＨｙＰｎｅｕ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｌｅａｋａｇｅｔｅｓｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｌｅａｋａｇｅｒａｔｅｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓ９９５％．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＡ１０Ｖ ｐｕｍｐｈａｓｂｅｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｆｏｒｌｅｓｓｌｅａｋａｇｅａｎｄｌｏｎｇｅｒｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ，ａｎｄｉｔｓｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｓｌｉｇｈｔｌｙｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎｔｈａｔｏｆｓｉｍｉｌａｒｉｍｐｏｒｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌｕｎｇｅｒｐｕｍｐ；ｆｕｅｌｌｅａｋａｇｅ；ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ