雙排式ATOS軸向柱塞泵的設計及動力特性
當前采用ATOS軸向柱塞泵和馬達的液壓系統(tǒng)中,為實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)通常采用節(jié)流閥或斜盤變量等形式,由于其流量調(diào)節(jié)的幅度有限、調(diào)速范圍小及變速時須改變流量而造成功率浪費等限制,導致在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實現(xiàn)低速大排量、恒功率變速等功能。

雙排式ATOS軸向柱塞泵的設計及動力特性
針對上述矛盾,如今提出了雙排式ATOS軸向柱塞泵的概念,并設計出原理樣機。雙排式ATOS軸向柱塞泵在斜盤變量的基礎上,通過增加工作柱塞排數(shù)對系統(tǒng)進行二次變量,拓寬了變量范圍。但是雙排式ATOS軸向柱塞泵是一個結(jié)構(gòu)全新的型式,它的設計較單排式更為復雜,各主要零部件自身的設計存在獨立與關聯(lián)相交織,零部件之間的設計也存在獨立與關聯(lián)相交織。因此,在保證系統(tǒng)性能的前提下,如何有效的降低缸體質(zhì)量、避免柱塞卡缸現(xiàn)象、脫靴現(xiàn)象和合理設計配流副的參數(shù),有效平衡傾覆力矩等關鍵技術(shù)是雙排式ATOS軸向柱塞泵能否成功應用于液壓系統(tǒng)的關鍵所在。在總結(jié)國內(nèi)外單排式ATOS軸向柱塞泵研究成果的基礎上,根據(jù)雙排式ATOS軸向柱塞泵的原理和特點,利用現(xiàn)代設計方法,研究雙排式ATOS軸向柱塞泵在缸體優(yōu)化、避免柱塞卡缸現(xiàn)象和脫靴現(xiàn)象、配流副參數(shù)設計等方面的關鍵技術(shù),推導出雙排式ATOS軸向柱塞泵在結(jié)構(gòu)設計、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設計公式,并對雙排式ATOS軸向柱塞泵進行機構(gòu)的動態(tài)仿真和流體的動力特性研究,為雙排式ATOS軸向柱塞泵的設計奠定了理論基礎。主要研究工作如下:通過對缸體的結(jié)構(gòu)模型進行分析,建立了雙排式ATOS軸向柱塞泵缸體體積的數(shù)學模型,以降低缸體質(zhì)量為目標,缸體結(jié)構(gòu)的限制為邊界條件,缸體強度、剛度和缸體與柱塞之間的接觸強度等條件為約束條件,對缸體進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。針對柱塞卡缸的問題,利用靜壓和油液薄膜理論,提出了四支撐雙阻尼孔的靜壓支撐方式,并引入多支撐雙阻尼孔式柱塞副的泄漏系數(shù),推導出雙排式ATOS軸向柱塞泵柱塞的設計公式,對雙排式ATOS軸向柱塞泵的雙排柱塞進行了結(jié)構(gòu)設計。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎上,對柱塞副的間隙進行了優(yōu)化設計。應用靜壓支撐理論對滑靴進行設計,并針對雙排式ATOS軸向柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數(shù)的概念對中心彈簧預壓力進行了設計,使預壓力達到*值。根據(jù)雙排式ATOS軸向柱塞泵配流盤配流的特點,設計出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預壓力的設計基礎上采用靜壓支撐式輔助支撐對配流盤進行了設計,有效的平衡了缸體的傾覆力矩。

雙排式ATOS軸向柱塞泵的設計及動力特性
利用現(xiàn)代設計方法,建立了雙排式ATOS軸向柱塞泵的物理模型,并對柱塞的速度和加速度分布進行了仿真,得出了內(nèi)、外圈柱塞的速度和加速度分布曲線。利用Fluent軟件對不同結(jié)構(gòu)柱塞進行了流體動力特性分析,得出不同結(jié)構(gòu)的柱塞在不同工況下的速度分布和壓力分布。