机床与液压

作者：张宏博，肖刚，孙斌，葛磊，欧阳光明，廖名辉

单位：太原理工大学机械工程学院；江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院

关键词：轴向柱塞泵;空化特性;离心式增压装置;CFD仿真

基金：国家重点研发计划项目（2023YFB3406602）； 江苏省科技计划专项重点项目（BE2022096）

在自然吸油工况下，柱塞泵内部的空化限制其最高转速的提升，制约工程装备电动化的发展。为提升柱塞泵最高转速，设计离心式增压装置集成于某60 mL排量斜盘式轴向柱塞泵。通过Fluent软件建立柱塞泵全流域数值计算仿真模型，分析离心增压机构对高速柱塞泵的空化影响。通过试验验证仿真模型的准确度，基于此，通过仿真模拟对比分析原型泵与增设离心增压装置柱塞泵的压力-流量特性与空化特性。仿真结果表明：柱塞泵转速提升使柱塞的线速度增加，进而导致柱塞腔吸油区中段位置的局部油液压力低于饱和蒸汽压，从而发生空化，当泵转速超过最高值时，该位置的空化程度最严重，导致泵流量不连续、不可控；所设计的离心增压装置可完全抑制柱塞泵柱塞腔内空化现象的发生，将现有柱塞泵最高转速由2 700 r/min提升至4 000 r/min，提升超48%，泵吸油压力稳定在0.08 MPa，输出流量稳定、连续；采用离心式增压装置后，离心式增压机构叶片个数与柱塞泵吸油区柱塞个数不匹配，增压装置供给流量脉动与柱塞吸油流量脉动不匹配，配流盘吸油压力在0.25～0.52 MPa间波动，但对整泵压力-流量特性不产生影响。

来源：2025年第24期

《机床与液压》期刊编辑部

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