柱塞泵配流盘卸荷槽开度对瞬态流场特征影响

作     者：刘珊珊 雷欣瑞 宋字宇 杨凯 黄家海 

作者机构：太重集团榆次液压工业有限公司 太原理工大学机械与运载工程学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划（基金号2021YFB2011903） 

主　　题：轴向柱塞泵 空化 卸荷槽 气蚀 

摘      要：轴向柱塞泵内部空化是影响其综合性能的一个主要因素。目前，柱塞腔内壁和配流盘吸、排油转变区域的气蚀损坏原因已明确，但对柱塞缸体摩擦表面损坏成因的相关研究文献较少。针对柱塞缸体摩擦表面气蚀现象，设计了一个可观察单个柱塞腔与卸荷槽导通状态下流场特征的可视化装置，利用高速摄像机对流经卸荷槽的喷射流动现象进行测量，采用流体仿真和流场可视化测量的方法揭示了这种成因关系。研究结果表明研制的卸荷槽流场可视化观察装置是有效可行的，发现射流角随卸荷槽开度的增大而增大，并伴随漩涡的产生与消失。仿真结果进一步表明柱塞与卸荷槽由导通至完全截止的转变过程中，射流角由0°逐渐增大至60°，当射流角由0°向20°变化时，射流方向主要集中于柱塞缸体与配流盘腰型槽接触表面处，导致柱塞缸体摩擦表面和配流盘吸油腰型槽上部发生射流破坏和气蚀破坏。当射流角由20°向60°变化时，射流角向配流盘腰型槽内部扩展，引起配流盘破坏区域由上部移向内部；漩涡的产生、消失与射流中心速度有关，当射流中心速度大于20 m/s时漩涡产生。上述研究结果有助于厘清柱塞缸体摩擦表面气蚀成因，为配流盘结构优化设计提供了约束条件，对提高柱塞泵的综合性能有重要意义。