根據(jù)parker派克柱塞泵的結(jié)構(gòu)和工作原理以及柱塞軸向位移和速度公式可知,斜盤傾角對(duì)于柱塞泵的排量有重要影響,斜盤傾角越大,泵的排量越大,同時(shí)柱塞運(yùn)動(dòng)速度、位移越大。而關(guān)于斜盤傾角對(duì)柱塞腔壓力脈動(dòng)的影響情況,至今沒有相關(guān)的理論來(lái)描述,主要是通過(guò)CFD仿真分析,探究斜盤傾角與柱塞腔壓力脈動(dòng)的關(guān)系,為派克柱塞泵設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇提供參考。
針對(duì)柱塞數(shù)為7,Y為15°16°18。以及20。的柱塞泵流體模型進(jìn)行CFD分析,并監(jiān)測(cè)柱塞腔內(nèi)壓力情況,將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到了圖4中的柱塞腔壓力脈動(dòng)曲線。從脈動(dòng)曲線中可以看出,7柱塞,斜盤傾角16°時(shí),柱塞腔壓力脈動(dòng)率最大,y=20°時(shí),壓力脈動(dòng)情況略小于Y=16°時(shí)。由于曲線重合,斜盤傾角15°和18°時(shí)壓力脈動(dòng)情況在圖中不能很好的反應(yīng)出來(lái)。
表1:柱塞腔壓力脈動(dòng)率數(shù)據(jù)
斜盤傾角/° | 最高壓力/MPa | 最低壓力/MPa | 脈動(dòng)率/% |
15 | 21.7718 | 18.6187 | 15.7655 |
16 | 22.1337 | 18.4547 | 18.395 |
18 | 22.1223 | 18.6001 | 17.611 |
20 | 21.9347 | 18.4168 | 17.5895 |
柱塞腔壓力脈動(dòng)率可以看出,柱塞數(shù)為7時(shí),柱塞腔內(nèi)壓力脈動(dòng)率與斜盤傾角之間無(wú)明顯規(guī)律性聯(lián)系。為了進(jìn)一步對(duì)該結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證,本文又對(duì)5柱塞和9柱塞柱塞泵進(jìn)行了仿真分析,得到柱塞腔壓力脈動(dòng)曲線與對(duì)應(yīng)脈動(dòng)數(shù)據(jù)。
柱塞腔壓力脈動(dòng)率數(shù)據(jù)可知柱塞腔內(nèi)壓力脈動(dòng)情況與斜盤傾角間并無(wú)必然聯(lián)系。因此,在確定斜盤傾角參數(shù)時(shí),只需考慮斜盤傾角對(duì)柱塞泵排量、出口流量脈動(dòng)以及缸體傾覆力的影響情況即可,忽略對(duì)柱塞腔壓力脈動(dòng)的影響,可以有效減少paiker派克柱塞泵設(shè)計(jì)時(shí)的工作量。
轉(zhuǎn)速是派克柱塞泵重要的性能參數(shù)之一,不僅對(duì)派克柱塞泵的流量有重要的影響,同時(shí)對(duì)流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)頻率都有著重要的影響作用。
經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)果與實(shí)際情況有較大的差距,但從中可以看出柱parker派克柱塞泵轉(zhuǎn)速對(duì)工作噪聲有較大的影響。而柱塞腔壓力脈動(dòng)是誘發(fā)柱塞泵工作噪聲的直接因素之一。因此,有必要探究轉(zhuǎn)速對(duì)柱塞腔壓力脈動(dòng)的影響規(guī)律。
在探究派克柱塞泵轉(zhuǎn)速對(duì)柱塞腔壓力脈動(dòng)影響規(guī)律時(shí),以斜盤傾角18°、柱塞數(shù)為9的柱塞泵為例,對(duì)柱塞泵轉(zhuǎn)速分別為500rpm、1000rpm以及1500rpm時(shí)柱塞腔內(nèi)壓力變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),得到壓力脈動(dòng)曲線,柱塞泵轉(zhuǎn)速提高,柱塞腔壓力脈動(dòng)率也隨著升高,從而會(huì)導(dǎo)致柱parker派克柱塞泵工作噪聲增大,這與柱塞泵工作噪聲經(jīng)驗(yàn)公式(所表示出的規(guī)律一致,說(shuō)明仿真分析的正確性。為了更加準(zhǔn)確地反應(yīng)轉(zhuǎn)速對(duì)柱塞腔壓力脈動(dòng)率的影響情況。
在柱塞泵轉(zhuǎn)速由500rpm增加到1000rpm時(shí),柱塞腔壓力脈動(dòng)率增加了10.11個(gè)百分點(diǎn),而當(dāng)轉(zhuǎn)速由1000rpm增加到1500rpm時(shí),脈動(dòng)率只增加了4.7685個(gè)百分點(diǎn),由此可得柱塞腔壓力脈動(dòng)率隨著轉(zhuǎn)速的提高而增大,同時(shí)隨著轉(zhuǎn)速的提高,脈動(dòng)率增大的速率逐漸降低。為了說(shuō)明上述仿真分析方法以及得到結(jié)論的通用性,本文又運(yùn)用相同的分析方法對(duì)斜盤傾角15°柱塞數(shù)為7的柱塞泵流體模型進(jìn)行了分析,得到的壓力脈動(dòng)情況。
隨著派克柱塞泵轉(zhuǎn)速的提高,柱塞腔內(nèi)流體壓力脈動(dòng)率逐漸升高,與第一次仿真分析得到的結(jié)論一致。從壓力脈動(dòng)率數(shù)據(jù)中可以看到,在柱克塞泵轉(zhuǎn)速由500rpm提高到1000rpm以及由1000rpm提高大1500rpm時(shí),柱塞腔壓力脈動(dòng)率分別增加了6.919個(gè)百分點(diǎn)和4.086個(gè)百分點(diǎn),再一次說(shuō)明了隨著轉(zhuǎn)速的提高,柱塞腔壓力脈動(dòng)率增大的速度逐漸減慢。