在轴向柱塞泵容积变量系统中,柱塞副油膜间隙始终是设计和优化的关键点。为改善柱塞副油膜的润滑机能,辅助柱塞副结构元件设计与参数优化,以便形成适当的润滑油膜,针对某定缸动盘形式柱塞泵的柱塞副进行研究,建立了可循环求解的数学模型,完成了对油膜厚度场和压力场模型的编程仿真与计算求解,分析了在一个周期内压油区油膜随负载压力变化的规律。结果表明增大负载压力,会减轻柱塞的偏心程度,最小油膜厚度将会增大,且负载压力对柱塞尾端偏心量有更明显的影响;油膜在柱塞尾端存在一个由挤压效应引起的压力波峰,压力波峰时刻大于负载压力,并且压力等级越高,压力波峰比越小,挤压效应带来的影响越弱。

为了完善柱塞泵柱塞副性能分析理论体系,研究了不同转速对偏心状态下柱塞副油膜润滑特性的影响。首先,建立了柱塞副油膜厚度场、压力场和温度场的数学模型;然后,采用有限体积法对雷诺方程和能量方程进行了离散化处理,并且采用超松弛(SOR)迭代算法对其进行了求解;最后,采用MATLAB软件对柱塞副油膜特性进行了仿真分析,获得了转速在一个周期内对压油区油膜压力场、温度场的影响规律。研究结果表明:柱塞偏载产生挤压效应,随着转速增加,油膜压力峰值增长得越剧烈,当转速为3000 r/min时,压力峰值达到63.87 MPa;不同转速下柱塞副油膜温度场形态基本一致,转速越高,柱塞偏心程度越大,温度增长速度越快,当转速为3000 r/min时,油膜出口处局部温度峰值达到62.2℃。该研究结果可以为进一步改善柱塞泵柱塞副的润滑性能提供一定的理论依据。

以用于补偿高速高压圆弧齿轮泵不平衡径向力的滑动轴承为研究对象,在对其进行理论建模和分析的基础上,利用计算流体动力学软件Fluent分析相同工况下不同初始油膜厚度、进油口直径、进油口角度、轴向封油边宽度、油腔深度等结构参数对滑动轴承油膜特性的影响,并在此基础上对轴承结构参数进行了优化,最后通过实验进行验证。研究结果表明:初始油膜厚度和进油口角度对轴承温升影响显著,初始油膜厚度或进油口角度的增加使滑动轴承温升明显减小