转套作为往复柱塞泵转套式配流系统的重要部件对系统的配流起着至关重要的作用,而转套内凸轮槽型线直接影响系统的流场特性。提出了4种不同的凸轮槽型线,建立相应的型线方程,并通过对系统流场的数值模拟,对比不同型线对入口流量、出口流量和泵腔压力的影响。研究结果表明,线性凸轮槽型线下系统的吸油、排油时间长,流量大,倒灌量小,压力脉动小,综合性能最优。

针对轴向柱塞泵结构复杂、制造工艺和使用维护水平要求高、对油液污染敏感等问题,在介绍轴向柱塞泵工作原理与结构特点的基础上,详细分析柱塞的位移、速度、加速度,柱塞和缸体孔之间的受力。基于AMESim平台,建立柱塞运动单元模型,通过参数设置,进行仿真得到柱塞的位移和在缸体孔内的行程变化图线。发现柱塞的位移、速度、加速度正比于斜盘倾角的正切值、正弦值、余弦值,为轴向柱塞泵的进一步设计研究提供了依据。

电磁力互动柱塞泵是一种新型的液压泵,柱塞运动控制不当将和泵体产生冲击振动和噪声。考虑电磁力、液压动力、摩擦力等因素,建立电磁力互动柱塞泵动力过程仿真的数学模型,对电磁力进行仿真与试验研究,发现两者具有较好的一致性。电磁力随着柱塞行程增大单调递增且变化越来越快,最大值接近1000 N;柱塞从下止点运动到上止点且保持通电状态,速度随电磁力变化趋势越来越大,到上止点时产生剧烈冲击和噪声;缩短通电时间,可使柱塞运动到上止点时速度近似为0,避免了冲击且电消耗大幅度降低。

在电磁力互动柱塞泵的电磁力输出特性曲线中,有效输出的电磁力只占电磁力曲线中最小的一段,电磁力利用率低。针对这一问题,进行电磁铁线圈在轴向配置空间内的电磁特性仿真,得到仿真结果。建立优化模型,优化后的结果,将电磁铁线圈的轴向位置重新配置,使得电磁力有效输出提高。在电磁泵输出功率不变的前提下,提高了电磁铁的有效输出,使通电时间大幅度下降,提高能量转换效率。

由电磁力互动柱塞泵衔铁的仿真云图可知,互动柱塞泵工作时磁通大部分汇集在衔铁底部,中部的磁通对产生电磁力几乎没有贡献。在Isight中搭建优化算法,优化衔铁的结构,保持电磁力不变的情况下,大幅度缩小衔铁体积,优化后的衔铁体积可减少48.27%。

往复柱塞泵转套式配流系统配流结构的尺寸对系统性能有重要影响。通过Isight软件集成三维建模软件、网格划分软件、CFD仿真分析软件及后处理软件,以最高容积效率为目标,以泵腔压力为约束条件,对减振槽和配流口尺寸进行优化。分析表明,结构尺寸优化后系统容积效率提高了0.8%,泵腔压力峰值增大了3.3%;系统的入口最大瞬时流量提高了8.3%,回流减小了31.1%;系统的出口最大瞬时流量提高了23.9%,最大瞬时倒灌量减小了37.4%。

将内燃机和柱塞泵工作原理进行组合,实现了内燃机和柱塞泵结构的一体化设计.提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现流体压力能输出的新工作模式.在对内燃式柱塞泵进行功能分析和分解的基础上,构思出实现各分功能(功能元)的装置、机构或元件.通过组合得到了多种设计方案,并对选出的4种设计方案进行了分析和比较,再根据其中一个设计方案完成了以水为工作介质的内燃式柱塞泵样机的制作、试验和仿真计算.结果表明,该设计方案可行,实现了预期功能,其主要工作性能指标与内燃机-柱塞泵组合系统相比有明显改善.

针对往复柱塞泵转套式配流系统中转套与泵体间的润滑问题,本文将摩擦副当作特殊的滑动轴承,耦合Fluent软件和Fortran编程方法进行数值模拟,对往复柱塞泵转套式配流系统水润滑进行分析。预设偏心率和转套与泵体圆心连线水平方向夹角的初始值,利用Fluent自定义函数,采用动网格和滑移网格技术,求得该配流系统的整体流场;随后将求得的泵腔内流体对转套的压力以及弹簧力的合力作为转套与泵体间润滑膜的外载荷,利用Fortran编程求得该外载荷对应的偏心率与偏位角;根据求得的偏心率与偏位角和预设值之间的误差,松弛迭代偏心率和设定的夹角直至达到收敛精度,最后对3个时刻下的偏心率和偏位角进行分析比较。分析结果表明,该研究可有效判断出不同时刻下转套与泵体间的润滑状态。本文为往复柱塞泵转套式配流系统的润滑设计提供了有效可行的方法。 ...

为研究齿轮联动电磁泵中电磁铁输出电磁力的动态特性，本文以电磁场理论为基础，考虑电压、匝数、结构尺寸等建立了直线电磁铁电磁力仿真模型，得到电磁力随衔铁位移的关系曲线，并进行实验验证。验证结果表明，电磁铁在衔铁低位移段，输出电磁力较大，但不稳定，随着位移增大，电磁力迅速下降；电磁铁在衔铁中等位移时，输出的电磁力较小，但随着衔铁位移的增大，电磁力下降缓慢。同时，通过设计制做电磁力检测装置，对电磁力进行实验研究，仿真结果和实验结果之间误差小于6.3%，主要是由于仿真模型的简化所致。该模型可用于后续电磁力互动柱塞泵的设计仿真。

液压约束活塞发动机（HCPE）集成传统的内燃机与液压泵为一体将燃料燃烧产生的热能转换为液压能是一种新型的柔性动力装置能量平衡分析是其结构优化设计的重要依据。首先建立了HCPE的动力学模型仿真分析了HCPE标定工况下能量输入、耗散、分配及输出情况。能量转换中与燃烧有关的损失占57.65%、摩擦损失占6.24%、液压损失占7.78%、有效功输出占26.87%、其他损失占1.46%。有效功比率随转速或油门开度的增大基本成中凸状。