固-液-温耦合作用下油液特性对大排量柱塞泵流量脉动的影响

作     者：夏毅敏 李正辉 谭顺辉 刘伟 夏士奇 XIA Yimin;LI Zhenghui;TAN Shunhui;LIU Wei;XIA Shiqi

作者机构：中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 中国铁建重工集团股份有限公司湖南长沙410100 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      面：44-55页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFB2007101) 湖南省科技重大专项十大技术攻关项目(2021GK1070) 长沙市科技计划项目(KH2003025) 高性能复杂制造国家重点实验室项目(ZZYJKT2021-16)。 

主　　题：轴向柱塞泵 油液特性 流量脉动 动力学 温度场 

摘      要：挖掘机、盾构机等大型工程机械工作过程中,由于工况复杂、环境多变,其液压系统动力元件大排量柱塞泵相较于常规柱塞泵存在更大的液压冲击,进而引起较大的流量脉动与压力脉动。为降低大排量柱塞泵在挖掘、盾构等工况下的流量、压力脉动,减小油液介质对下游元件的冲击损坏,以及为选择油液介质方法提供理论指导,文中搭建了基于温度场影响的油液动力黏度、密度与体积弹性模量数学模型,在此基础上建立固-液-温耦合作用的柱塞泵数学模型;并使用ADAMS、AMESim软件完成固-液-温耦合作用下750 mL/r柱塞泵联合仿真,得到不同温度影响下柱塞泵流量脉动与压力脉动变化规律;通过整泵试验探究油液温度对柱塞泵压力脉动的影响规律,验证了750 mL/r柱塞泵固-液-温耦合联合仿真模型的正确性。针对油液的3种特性,分别使用正交试验法与单因素分析法考量其对柱塞泵流量脉动率的影响程度和规律。结果表明:柱塞泵出口流量脉动、压力脉动随温度的升高而增大;在设定工况下,油液体积弹性模量对流量脉动率影响占比为97.19%,密度占比为2.03%,动力黏度占比为0.78%;为降低油液特性对柱塞泵出口脉动率的影响,应选择体积弹性模量较大且密度较小的液压油。