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,同時柱塞運動速度、位移越大。而關(guān)于斜盤傾角對柱塞腔壓力脈動的影響情況,至今沒有相關(guān)的理論來描述,主要是通過CFD仿真分析,探究斜盤傾角與柱塞腔壓力脈動的關(guān)系,為派克柱塞泵設(shè)計時結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇提供參考。
針對柱塞數(shù)為7,Y為15°16°18。以及20。的柱塞泵流體模型進行CFD分析,并監(jiān)測柱塞腔內(nèi)壓力情況,將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理得到了圖4中的柱塞腔壓力脈動曲線。從脈動曲線中可以看出,7柱塞,斜盤傾角16°時,柱塞腔壓力脈動率最大,y=20°時,壓力脈動情況略小于Y=16°時。由于曲線重合,斜盤傾角15°和18°時壓力脈動情況在圖中不能很好的反應出來。
表1:柱塞腔壓力脈動率數(shù)據(jù)
斜盤傾角/° | 最高壓力/MPa | 最低壓力/MPa | 脈動率/% |
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 |
柱塞腔壓力脈動率可以看出,柱塞數(shù)為7時,柱塞腔內(nèi)壓力脈動率與斜盤傾角之間無明顯規(guī)律性聯(lián)系。為了進一步對該結(jié)論進行驗證,本文又對5柱塞和9柱塞柱塞泵進行了仿真分析,得到柱塞腔壓力脈動曲線與對應脈動數(shù)據(jù)。
柱塞腔壓力脈動率數(shù)據(jù)可知柱塞腔內(nèi)壓力脈動情況與斜盤傾角間并無必然聯(lián)系。因此,在確定斜盤傾角參數(shù)時,只需考慮斜盤傾角對柱塞泵排量、出口流量脈動以及缸體傾覆力的影響情況即可,忽略對柱塞腔壓力脈動的影響,可以有效減少paiker派克柱塞泵設(shè)計時的工作量。
轉(zhuǎn)速是派克柱塞泵重要的性能參數(shù)之一,不僅對派克柱塞泵的流量有重要的影響,同時對流量脈動和壓力脈動頻率都有著重要的影響作用。
經(jīng)驗公式,結(jié)果與實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)速對工作噪聲有較大的影響。而柱塞腔壓力脈動是誘發(fā)柱塞泵工作噪聲的直接因素之一。因此,有必要探究轉(zhuǎn)速對柱塞腔壓力脈動的影響規(guī)律。
在探究派克柱塞泵轉(zhuǎn)速對柱塞腔壓力脈動影響規(guī)律時,以斜盤傾角18°、柱塞數(shù)為9的柱塞泵為例,對柱塞泵轉(zhuǎn)速分別為500rpm、1000rpm以及1500rpm時柱塞腔內(nèi)壓力變化情況進行監(jiān)測,得到壓力脈動曲線,柱塞泵轉(zhuǎn)速提高,柱塞腔壓力脈動率也隨著升高,從而會導致柱parker派克柱塞泵工作噪聲增大,這與柱塞泵工作噪聲經(jīng)驗公式(所表示出的規(guī)律一致,說明仿真分析的正確性。為了更加準確地反應轉(zhuǎn)速對柱塞腔壓力脈動率的影響情況。
在柱塞泵轉(zhuǎn)速由500rpm增加到1000rpm時,柱塞腔壓力脈動率增加了10.11個百分點,而當轉(zhuǎn)速由1000rpm增加到1500rpm時,脈動率只增加了4.7685個百分點,由此可得柱塞腔壓力脈動率隨著轉(zhuǎn)速的提高而增大,同時隨著轉(zhuǎn)速的提高,脈動率增大的速率逐漸降低。為了說明上述仿真分析方法以及得到結(jié)論的通用性,本文又運用相同的分析方法對斜盤傾角15°柱塞數(shù)為7的柱塞泵流體模型進行了分析,得到的壓力脈動情況。
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,柱塞腔壓力脈動率分別增加了6.919個百分點和4.086個百分點,再一次說明了隨著轉(zhuǎn)速的提高,柱塞腔壓力脈動率增大的速度逐漸減慢。