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。

斜盘-滑靴副是轴向柱塞泵的重要摩擦副之一,对柱塞泵的工作可靠性有着重要的影响。传统滑靴副油膜设计采用剩余压紧力法,并没有完整考虑油膜挤压效应对滑靴的动态支承力。针对轴向柱塞泵斜盘-滑靴副油膜的支承力受挤压效应影响进行了研究。通过控制滑靴挤压速度,利用CFD流体仿真方法,验证挤压效应的存在及结构参数和油液动力粘度对油膜挤压效应的影响。

以水介质轴向柱塞液压泵的锥形轴配流副为研究对象,对其在稳定工作状态下形成的滑动轴承的径向间隙计算方法进行研究.采用等效结构参数法将配流副滑动轴承化为轴向推力轴承,根据柱塞轴向液压交变作用力引起轴承内水膜的变化特征推导出水膜厚度变化的速度,再依据锥顶体薄膜挤压效应公式计算出轴承的径向间隙.结果表明,径向间隙是柱塞泵工作压力和配流副结构参数的函数.

以水介质轴向柱塞液压泵的锥形轴配流副为研究对象,对其在稳定工作状态下形成的滑动轴承的径向间隙计算方法进行了研究。采用等效结构参数法将配流副滑动轴承化为轴向推力轴承,根据柱塞轴向液压交变作用力引起轴承内水膜的变化特征推导出水膜厚度变化的速度,再依据锥顶体薄膜挤压效应公式计算出了轴承的径向间隙,结果表明径向间隙是柱塞泵工作压力和配流副结构参数的函数。

建立了螺旋槽机械密封瞬态启动过程润滑特性的计算模型,耦合求解了含流量因子、接触因子及质量守恒空化边界的雷诺方程、弹塑性粗糙峰接触方程及动力学方程,比较了不同运行工况及结构参数的润滑状态转变过程。结果表明增速阶段流体承载力与液膜厚度不断增大,粗糙峰承载力逐渐减小至消失;相比较于流体动压润滑状态,混合摩擦状态的液膜刚度较大且振荡幅值明显,在到达脱开转速时刻有较大的轴向速度突变。受挤压效应影响,较小的启动加速度可以在低转速下进入流体润滑状态,较高的外压和较低的内压均有利于润滑状态的转变。随槽数的增加,脱开转速呈先增大后减小趋势,螺旋角与槽深的减小或槽坝比的增大均对润滑状态转变能力起促进作用。

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。

考虑斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜的挤压效应，不考虑滑靴倾覆，分析了滑靴副润滑油膜的动态特性，包括压力跃变响应与实泵输入响应，并分析了滑靴副结构参数对于油膜动态响应的影响。分析结果表明，减小滑靴中心油室的体积，有利于改善油膜动态响应品质，但油室体积不能过小；为兼顾滑靴副动态润滑特性与泄漏量，需要合理设计阻尼管的液阻；在保证建立油膜的情况下，缝隙阻尼的有效支承面积越小，滑靴副动态油膜的润滑品质越好。实泵输入动态响应中，在高低压区工作时，油膜的压力变化虽然较大，但静压支承式滑靴膜厚的波动范围很小。

在轴向柱塞泵中，斜盘与滑靴之间的滑靴副是一对很重要的摩擦副，其很大程度上影响着轴向柱塞泵的性能及寿命。本文对该摩擦副建立的压力场进行了分析，得到了挤压承载力的计算公式，为高速高压轴向柱塞泵的设计提供了一定的理论依据。

滑靴副是柱塞泵中的关键摩擦副之一，它们之间的油膜润滑特性制约着柱塞泵的寿命。文中以某型柱塞泵为例，对无源油膜润滑理论进行研究，得出某型柱塞泵在不同状态下的油膜厚度；并结合非金属材料润滑特性，得出非金属材料滑靴与无源油膜润滑理论相结合时滑靴副的润滑特性。根据理论分析及实际应用情况，非金属材料滑靴及无源油膜润滑理论可以应用至其它柱塞泵上。

以水介质轴向柱塞液压泵的锥形轴配流副为研究对象对其在稳定工作状态下形成的滑动轴承的径向间隙计算方法进行了研究。采用等效结构参数法将配流副滑动轴承化为轴向推力轴承根据柱塞轴向液压交变作用力引起轴承内水膜的变化特征推导出水膜厚度变化的速度再依据锥顶体薄膜挤压效应公式计算出了轴承的径向间隙结果表明径向间隙是柱塞泵工作压力和配流副结构参数的函数。