针对轴向柱塞泵在高压和高速工况下发热过快的问题,对柱塞泵热特性和热力学建模进行了仿真分析与实验研究。首先,在摩擦副发热理论基础上,考虑了泵内油液搅动摩擦与轴承摩擦发热源,研究了柱塞泵内发热机理和传热分析的热特性理论;然后,根据柱塞泵部件复杂和固流态域区分度高的特点,阐述了所采用的控制体积法原理,将泵划分为5个控制体积后,建立了以各个控制体温度变化为导向的热力学模型;最后,采用光纤光栅温度传感器和蓝牙无线温度传感器,针对不同的控制体节点设计了传感器封装结构和布置方法,共同组成了轴向柱塞泵在线热监测系统,并进行了在不同压力条件下的对照实验,对理论模型进行了有效性验证与分析。研究结果表明对比实验和仿真结果,模型温度变化与实际误差值在5%左右,验证了该模型能准确地反映和预测泵热力学变化过程。...

为了精确分析非对称轴向柱塞泵各组件温度分布规律,考虑滑靴的自旋,建立非对称轴向柱塞泵摩擦副黏性摩擦功率损失和容积功率损失数学模型,利用Fluent软件对柱塞泵发热情况进行仿真计算,并讨论了柱塞泵转速、工作压力对柱塞泵组件发热情况的影响。结果表明非对称柱塞泵最高温度出现在滑靴位置,转速和工作压力均会影响柱塞泵发热情况,其中转速的影响更为显著,当主轴转速由1000 r/min增大到2000 r/min时,最大功率损失增加幅值为269%,最高温升为12℃。