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变量柱塞泵动态特性分析及关键参数优化
| 论文题名： | 变量柱塞泵动态特性分析及关键参数优化 |
| 关键词： | 混凝土运输车;液压系统;变量柱塞泵;动态特性;参数优化 |
| 摘要： | 液压柱塞泵作为液压系统中重要的部件，以排量高、体积小、功率高等优点得到了广泛应用，也影响着液压系统的动力性和安全性。在航空、建筑、化工等不同领域中的复杂工况决定了柱塞泵的使用需要具有耐高压、耐高低温、高转速、易控制等性能。目前，国外的液压柱塞泵产品技术成熟，性能优越，而国内在液压柱塞泵相关领域起步晚、研究速度较慢。为了研究液压柱塞泵的工作特性、提高相关技术能力，对变量柱塞泵的性能优化和结构优化，具有非常重要的工程意义。 本论文以某型用于混凝土运输车的斜盘式变量柱塞泵为研究对象，从变量柱塞泵的输出特性、变量原理、结构优化设计、内流场仿真分析等方面入手研究，并结合相同工况的试验作对比进行了研究，为后续对柱塞泵性能进行优化提供了一定的基础。具体研究如下： （1）对斜盘式变量柱塞泵的结构原理和运动原理进行了详细的分析，以此为基础搭建柱塞泵在运动过程中的数学模型。 （2）基于AMESim软件，建立出定量工况柱塞泵的仿真模型，并考虑到柱塞在实际工作中的泄露、油液温度、配流面积等因素的影响，分析了主要参数如电机转速、斜盘倾角、柱塞数量等对定量柱塞泵动态特性的影响。结合试验台中采集到的相同工况下柱塞泵输出参数进行对比，验证仿真模型的可靠性。为了对变量柱塞泵的动态特性进行深入研究，分析了变量机构的工作原理并搭建出AMESim仿真模型，通过讨论不同阀芯参数、变量活塞参数以及补油泵参数等变量机构关键参数，得到了变量机构的输出特性规律，为实际柱塞泵关键部件参数选型提供参考。 （3）为了进一步优化柱塞泵的输出特性，减小由于柱塞泵工作时的振动噪声带来的损害，利用AMESim软件自带优化算法对配流盘三角阻尼槽结构进行优化。以降低柱塞泵输出流量脉动率和压力脉动率为优化目标，得到优化后的三角阻尼槽宽度角和深度角。 （4）为了研究变量柱塞泵的内流场分布情况并验证结构优化是否成功，以FLUENT软件为平台，采用动网格技术模拟柱塞在柱塞腔内的上下往复运动和旋转运动，分析了结构优化前后柱塞泵压力流量脉动情况以及空化现象情况，通过对比验证优化的可行性。结果表明，经过优化后的结构配流更平稳，压力冲击现象及空化现象均得到了改善。 |
| 作者： | 彭帆 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 雷刚;梁宏喜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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