柱塞泵流量特性计算分析

　　轴向柱塞泵具有压力高,容积效率高,流量大等优点,因而在矿山机械等大功率液压系统中,几乎毫无例外是以轴向柱塞泵为动力源。从本质上讲,在负载稳定条件下,轴向柱塞泵的噪声是由于流量脉动而产生的压力脉动所引起。因而对轴向柱塞泵的流量和压力脉动进行研究,有助于液压系统噪声和振动的控制。液压经典理论认为:奇数柱塞泵的流量脉动明显小于偶数柱塞泵。这也是现代轴向柱塞泵几乎毫无例外采用奇数泵的原因。可是试验证明:奇数泵实际流量脉动远大于理论值,且柱塞相邻的奇、偶泵的流量脉动相差不大。

　　25CY14-B斜盘轴向柱塞泵是我国应用较为广泛的柱塞泵之一。以25CY14-B柱塞泵为例,进行分析和计算。并以25CY14-1B轴向柱塞泵的几何参数为基础,模拟八柱塞轴向液压泵,进行流量特性计算,研究柱塞奇偶性对流量脉动的影响有较大的代表性和现实意义。

　　1 25CY14-B柱塞泵主要参数

　　如图1所示,p为额定工作压力,p=32 MPa;n为额定转速,n=1500 r/mm;Q为最大排量,Q=3715 L/mm;U为介质黏度,U=116-187@10-6m²/s;Up为配流盘排液区间角为配流盘密封区间角为柱塞数,z=7;A为柱塞间角,A=5114b。

　　2 几何流量脉动理论计算

　　泵的瞬间流量为所有处于排液区的柱塞同一瞬间理论流量之和。

　　式中 m--处于排液区柱塞数

　　A--二柱塞间夹角

　　k--系数

　　根据公式(2)、(3),可求出瞬态流量Q的最大值Qmax、最小值Qmin,并可进一步确定流量脉动系数:

　　因此,可计算出25CY14-1B柱塞泵的理论流量脉动系数:

　　3 25CY14-1B柱塞泵流量脉动计算

　　为计算方便,我们假定一号柱塞位于配流盘过渡区,即上死点位置。在0~A区间内,根据柱塞实际排液状况,划分[0,10b],[10b,2517b],[2517b,5114b]三个区间进行计算。

　　4 根据实测基本参数,模拟八柱塞泵计算流量脉动

　　为计算方便,我们同样假定一号柱塞位于配流盘过渡区,即上死点位置。在0~A区间内,根据柱塞实际排液状况,划分[0,1b],[1b,45b],[45b,90b]三个区间进行计算。

　　5 结论

　　根据以上的计算,我们得出以下结论:

　　(1)在没有考虑泄漏和高压液倒灌的情况下,七柱塞泵的流量脉动大于经典理论计算的流量脉动。这是由于经典理论计算时,没有考虑配流盘实际几何参数对流量脉动影响而造成的误差;