随着发动机向着更高速、更节能的方向发展,传统的定量泵已经很难匹配多工况的发动机。二级变排量叶片式机油泵(简称“二级变量叶片泵”)具有多级变量、容积效率高、噪声小等优点,近年来成为厂家研究的重点。本文以二级变量叶片泵为研究对象,研究了稳态和瞬态工况特性、泄漏特性、受力特性、摩擦功特性、油液含气量特性以及空化现象等技术问题。以一维仿真为主,快速并全面的对二级变量叶片泵动态特性经行了预测,并通过台架试验进行了相关验证。实现了二级变排量叶片泵的动态仿真研究,为机油泵的研究提供了一种新的方式,本文的主要研究内容及成果如下:(1)介绍了二级变量叶片泵的工作原理,包括先导阀和电磁阀控制的二级变量过程。阐述了 AMESim软件计算叶片泵性能的计算公式,包括:内腔体积计算、内腔压力计算、受力计算、流量和泄漏计算。(2)根据二级变量叶片泵的结构和工作原理,建立了一维的集中参数仿真模型,得到了稳态工况和瞬态工况下的压力、流量、扭矩特性曲线,以及压力脉动曲线。通过台架性能试验,验证了仿真模型的准确性。(3)以一维仿真模型为基础,预测了二级变量叶片泵的泄漏特性,其中内部泄漏的流量占15.02%;外部泄漏的流量占2.08%,且温度越高,泄漏越大。预测了极限工况下的内腔压力变化和转子、定子的受力,为结构强度分析提供了边界条件。预测了不同温度下的摩擦功特性,在低温条件下,粘性摩擦功的消耗远大于干摩擦功的消耗,高温则相反。预测了油液的含气量对平均流量和压力脉动的影响,含气量越高,平均流量越低,但压力脉动越小。(4)通过压力流量特性曲线,在高转速工况下,空化程度随着转速的增加而越严重。分析了产生空化的原因,主要由于泵盖端面进油不足。对定子的结构参数进行改进,并通过试验和仿真证明了:改进后的油泵能有效降低高转速下的空化程度。