李玉龙， 范 钧， 刘 萍， 孙肖霞， 潘海成， 宋安然

(宿迁学院 机电工程学院， 江苏 宿迁 223800)

引言

在大型航天器水处理和热控系统的泵驱两相流回路中，多采用液氨类介质相变潜热的传热技术[1]，小流量及低扬程即可满足要求[2-3]。驱动泵多采用号称“零泄漏”的微型磁力齿轮泵[4]，并以无级调速方式匹配回路流量的高精准协同要求[5]，因此要求泵驱以脉动系数为主的流量品质极高。流量品质主要取决于脉动系数的大小， 脉动系数越小，流量品质越好。目前，就齿轮泵的非磁力常规结构和大泄漏的低效特点， 虽然也展开了相关的研究和得出一些成果[6-10]；但显然指导不了以齿形参数为主的“零泄漏”微泵设计。鉴于此，基于理论流量的脉动特性研究，透过齿形参数的轻量化实施技术，以期实现航天器用微泵的高流量品质和自身重量的低发射成本。

1 理论的脉动系数与流量品质

该航天器用微泵的扬程低、内泄漏极小，困油卸荷槽的存在对流量也几无影响[6]，所以实际和理论上的流量品质相差不大。

图1描述了微泵齿轮副以变量s表示的某一啮合位置。其中，s为啮合点k到理论啮合线端点的距离，o1，o2为同尺寸主、从轮中心，并以此代表主、从轮。o1齿顶点刚进入啮合时的s以s1表示；随着齿轮副继续旋转，o1上另一齿顶点进入啮合时的s以s2表示。则，[s1,s2]为齿轮副的1个啮合周期，也为理论流量及其脉动系数的计算周期。其中：

(1)

式中，L—— 啮合线长度

ra，rb—— 顶、基圆半径

pb—— 基圆节距

图1 微泵齿轮副的某一啮合位置