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柱塞泵因功率密度大、容积效率高、变量形式丰富等优点,在工业液压和行走液压领域得到广泛的应用。柱塞泵作为液压传动系统核心动力元件的同时,也是主要噪声源。噪声源于振动,柱塞泵的噪声形成机理非常复杂,是多种激振源对柱塞泵内部部件综合作用的结果,它不仅造成环境污染,还降低柱塞泵的使用寿命。因此,柱塞泵的噪声研究是液压传动中的难点。本文主要从柱塞泵流体噪声的激振源—流量脉动的角度出发,分析工作压力、斜盘倾角和转速等工作参数对变量柱塞泵流量脉动的影响,并考虑到含气量对油液弹性模量的影响进而对流量脉动的影响。旨在于揭示工作参数变化时柱塞泵流量脉动的变化特点,为柱塞泵在全工况范围内的降噪提供一定的参考依据。选题具有学术研究和工程实用价值。 本文以工程机械中挖掘机广泛使用的K3V112型轴向柱塞泵为研究对象,首先对其变量控制机构进行了结构和工作原理的介绍,推导了变量控制结构的数学模型。根据工作原理,利用机液联合仿真技术搭建变量机构机械部分多体动力学Virtual. Motion模型和液压控制系统AMESim模型,仿真模型能够精确反映其控制特性,并分别研究恒功率控制和负流量控制的静、动态特性。并界定工作参数范围,这为柱塞泵流量脉动中工作参数的合理取值提供依据。 针对柱塞泵中球面型配流盘,采用基于空间球面方法对孔槽组合型配流盘过流面积进行解析计算,并详细计算了柱塞副、滑靴副和配流副中的泄漏量,其中球面配流副泄漏采用倾斜缝隙模型进行计算,以此提高仿真模型精度。并分析和建立了柱塞运动及柱塞腔压力动态特性数学模型。最终建立柱塞泵泵体部分AMESim液压仿真模型。 在上述环节确定的工作参数范围内选取不同的工作参数组,依次仿真分析了工作压力、斜盘倾角和转速对柱塞泵流量脉动的影响,以及不同含气量对柱塞泵流量脉动影响,获得了工作参数及含气量对柱塞泵流量脉动的影响规律。 基于Pumplinx建立了柱塞泵三维CFD仿真模型,分析了柱塞泵出口流量脉动及配流过程中过渡区油液流动特性,并分析了气穴发生区域。