黄国勤 于 今 朱玉泉

1.重庆大学,重庆,400030 2.华中科技大学,武汉,430074

0 引言

在海(淡)水液压传动系统中,水压柱塞泵是最核心的元件。与常用的端面配流式水压柱塞泵相比,阀配流式泵的优点是减少了缸体与配流盘这对摩擦副的摩擦,从而减少了磨损和泄漏环节;同时,配流阀具有良好的密封性,抗污染能力强,容易实现高压,因而在泵送海(淡)水、污水、化学药品等低黏度、腐蚀和污染性强的流体以及在高压、大流量等场合,阀配流式泵具有广阔的应用前景[1]。阀配流式水压泵的配流阀对泵的整体性能(如吸入性能、容积效率、抗污染能力、噪声、振动、工作可靠性和使用寿命等)均有很大影响。配流阀的余隙容积、弹簧刚度及预紧力、阀芯质量以及泵的转速和工作压力等参数与其配流特性之间存在着一定的匹配关系。为了实现水压泵的优化设计以获得最佳性能,十分有必要对配流阀进行动态仿真和试验研究。

1 平板配流阀的数学模型

常用的配流阀结构有锥阀、球阀和平板阀,本研究中的水压泵采用新型的无导杆的平板阀配流结构,如图1所示。与锥阀结构相比,平板阀具有结构简单、密封性能好、响应速度快、通流能力强及抗污染能力强等优点。

图1 配流阀组件结构图

配流阀的阀芯从开启到运动到最大位移和从最大位移处运动到关闭的过程中,阀口液流的流动状态会由层流逐渐过渡到紊流,因液流的雷诺数变化很大,阀口的流速系数和流量系数也将发生变化。……