针对轴向柱塞泵关键摩擦副存在的摩擦磨损严重、泄漏量大等关键问题,引入压力流和剪切流影响因子,建立考虑黏-温效应柱塞副的油膜厚度方程,采用有限元方法,对柱塞副的润滑及泄漏特性进行了研究和分析,得到以下结论考虑润滑剂黏-温特性时,最大油膜压力明显大于不考虑黏-温特性时的膜压,且最小油膜厚度远小于不考虑黏-温特性时的最小膜厚;随着温度的增加,油膜压力逐渐增大,油膜厚度逐渐减小。考虑黏-温特性的泄漏量明显大于不考虑黏温特性的泄漏量,当温度大于60℃时,泄漏比显著增加。随着温度的增加,不同接触长度下的泄漏量呈非线性增大,当接触长度为17 mm时,泄漏量最大且变化曲线的斜率最陡;同时当单边间隙增加到3μm以上时,泄漏比明显增大。此研究可为柱塞泵柱塞副的精确理论设计及安全稳定运行提供参考。

为研究水基轴向柱塞泵织构化柱塞副的润滑及承载特性,建立了轴向柱塞泵AMESim仿真模型,得出单柱塞往复速度、有效织构区长度与其腔内压力特性间的对应关系。建立织构化柱塞副的简化CFD润滑及承载力模型,分析了单周期内织构单元的压力云图、压力分布曲线及承载力特性曲线,研究了织构半径、深度及形貌对柱塞副润滑及承载特性的影响。结果表明柱塞表面承载力曲线与柱塞腔压力脉动及压力梯度曲线的规律较为一致,在高压区柱塞承载力高,呈出与压力梯度曲线相应的波动式下降特征,而低压区柱塞承载力较低;仿真条件下,增大织构半径及深度均有助于提高柱塞表面承载力,且织构形貌对承载力影响较大,承载力由高到低的形貌依次为圆柱形、球冠形、菱形、方形和三角形。此外,织构收敛楔和发散楔开口大小分别对织构单元的正压核心和负压核心区...

针对高回油压力条件下航空液压柱塞泵壳体回油特性不明的问题,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,对其壳体回油特性进行了仿真分析和试验研究。首先,在求解配流副润滑模型的基础上,考虑缸体倾覆、油液温度、回油压力等因素的影响,分别建立了配流副、柱塞副和滑靴副的泄漏模型;然后,对各摩擦副的泄漏模型进行了数值求解,分析了不同因素下各摩擦副的泄漏变化规律;最后,基于各摩擦副的泄漏量,计算了泵壳体回油压力-流量特性,并测试了不同回油压力下泵的壳体回油流量,对计算结果的有效性进行了验证。研究结果表明:在缸体倾斜角度较大和壳体回油压力较高时,配流副和滑靴副对壳体回油流量的贡献为负值,而柱塞副对壳体回油流量的贡献始终为正值;泵的壳体回油流量随着回油压力的升高而减小,当壳体回油压力为1.37 MPa时,壳体回油流量下降至0...

利用AMESim软件和Fluent软件对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,通过AMESim柱塞泵模型得出柱塞腔压力曲线。在Fluent软件中通过UDF功能实现压力及运动速度的定义。比较分析6种不同结构柱塞的缝隙流动和均压特性。结论表明,不同的沟槽宽度和沟槽深度会对通过缝隙的流量和摩擦副油膜压力产生影响。沟槽宽度越大,通过缝隙的流量越大,沟槽深度越大,通过缝隙的流量越小。沟槽宽度和深度增加都会使均压效果更好,其中槽宽对均压特性影响更大。无沟槽结构柱塞通过缝隙的流量最小,但是均压效果最差。矩形沟槽结构柱塞在5种有沟槽结构柱塞中通过缝隙的流量最小,均压效果最好。该研究可为柱塞的密封与均压性能协同优化设计提供参考。

配流盘和柱塞副中工作液的漏损是轴向柱塞泵容积损失的主要原因。在测定柱塞副的漏损时一般不考虑缸体的变形，而若要考虑的话，则可按计算壁厚不变的空油缸的拉姆公式作近似计算。

为提高柱塞泵的工作效率,研究了残留容积和柱塞副间隙对柱塞泵效率的影响.通过理论分析发现由于多缸运作,减小残留容积可以有效地提高柱塞泵的容积效率,但过多地减小柱塞腔容积,会使得柱塞由于过热而产生＂咬死＂现象,这个问题通过增大柱塞副间隙可以得到改善.结合状态平衡和流体力学,推导出柱塞副周向摩擦力的受力方程.仿真数据表明,随着柱塞副间隙的增大,其所受周向摩擦力也增大,并且损失了泵的机械效率.因此,需适当调节残留容积来提高柱塞泵的效率.

采用Pro/E和ADAMS联合仿真的方式对背压不足引起的柱塞副损坏进行了分析。利用Pro/E建立液压马达简易三维模型,将该模型导入ADAMS中建立动力学模型。液压马达在进油压力25 MPa、额定转速180 r/min、回油压力分别取正常背压0.6 MPa和0.45 MPa及背压不足0.2、0.1和0.05 MPa进行仿真实验。结果表明：背压不足时在回油区滚轮脱离导轨,进入进油区瞬间滚轮撞击导轨产生很大冲击力,极易损坏柱塞副。

柱塞偶件作为高压共轨柱塞泵的重要精密偶件之一,柱塞与柱塞套之间的油膜特性直接影响泵的寿命。柱塞受到的径向力对油膜的厚度产生影响,可能产生润滑不良、加剧磨损。对柱塞油膜厚度的研究有助于解释其磨损失效原因。通过进行柱塞受力分析、油膜压力分析得出油膜厚度的变化情况。通过仿真计算不同柱塞位置的油膜厚度分布,得出柱塞副易受磨损的部位,并研究不同工作压力对油膜厚度的影响。对磨损后的柱塞偶件进行电镜扫描,分析其磨损机制。结果表明：当凸轮转过180°时,柱塞上端油膜最薄,此处最易磨损;当凸轮处于0°时,柱塞套下端油膜最薄;工作压力增大,油膜厚度减小。由电镜扫描结果可知,其主要磨损方式是黏着磨损和硬质颗粒的犁沟效应。

分析了纯水液压泵柱塞副的故障现象和原因，指出了塑料不宜用作斜盘式柱塞泵柱塞副的摩擦材料，采用非导向组合密封的结构形式容易引起偏磨现象。

本文介绍了通过直接测量柱塞副泄漏量研究水压泵柱塞副的方法，并利用研制的泵摩擦副试验台进行了试验研究。