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多排式軸向ATOS柱塞泵的關鍵技術動態研究
軸向ATOS柱塞泵隨著液壓技術的不斷進步,水介質的推廣應用而備受關注。然而,當前采用軸向ATOS柱塞泵和馬達的液壓系統中,為實現流量的調節通常采用節流閥或變量等形式,由于其流量調節的幅度有限、調速范圍小及變速時須改變流量而造成功率浪費等限制,導致在系統供油量不變的情況下無法實現低速大排量、恒功率變速等功能。

多排式軸向ATOS柱塞泵的關鍵技術動態研究
針對上述矛盾,ATOS提出了多排式軸向ATOS柱塞泵的概念,并設計出原理樣機。多排式軸向ATOS柱塞泵在斜盤變量的基礎上,通過增加工作柱塞排數對系統進行二次變量,不僅拓寬了變量范圍,而且它能在系統供油量不變的情況下通過控制多排柱塞的組合有效地實現低速大排量和恒功率變速等功能。但是多排式軸向ATOS柱塞泵是一個結構全新的型式,它的設計較單排式更為復雜,各主要零部件自身的設計存在獨立與關聯相交織,零部件之間的設計也存在獨立與關聯相交織。因此,在保證系統性能的前提下,如何有效的降低缸體質量、避免柱塞卡缸現象、脫靴現象和合理設計配流副的參數,有效平衡傾覆力矩等關鍵技術是多排式軸向ATOS柱塞泵能否成功應用于液壓系統的關鍵所在。在總結國內外單排式軸向ATOS柱塞泵研究成果的基礎上,根據多排式軸向ATOS柱塞泵的原理和特點,利用現代設計方法,以雙排式軸向ATOS柱塞泵為例,研究多排式軸向ATOS柱塞泵在缸體優化、避免柱塞卡缸現象和脫靴現象、配流副參數設計等方面的關鍵技術,推導出多排式軸向ATOS柱塞泵在結構設計、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設計公式,并對多排式軸向ATOS柱塞泵進行機構的動態仿真和流體的動力特性研究,為多排式軸向ATOS柱塞泵的設計奠定了理論基礎。主要研究工作如下:對缸體的結構模型進行分析,建立了雙排式軸向ATOS柱塞泵缸體的數學模型,以降低缸體質量為目標,缸體結構的限制為邊界條件,缸體強度、剛度和缸體與柱塞之間的接觸強度等條件為約束條件,對缸體進行了結構優化;針對柱塞卡缸的問題,利用靜壓和油液薄膜理論,提出了四支撐雙阻尼孔的靜壓支撐方式,并引入多支撐雙阻尼孔式柱塞副的泄漏系數,推導出多排式軸向ATOS柱塞泵柱塞的設計公式,對雙排式軸向ATOS柱塞泵的雙排柱塞進行了結構設計。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎上,對柱塞副的間隙進行了優化設計;應用靜壓支撐理論對滑靴進行設計,并針對多排式軸向ATOS柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數的概念對中心彈簧預壓力進行了設計;根據多排式軸向ATOS柱塞泵配流盤配流的特點,設計出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預壓力的設計基礎上對配流盤的輔助支撐進行了設計;利用現代設計方法,建立了多排式軸向ATOS柱塞泵的物理模型,并利用虛擬樣機技術對其進行了動態仿真和靜動態干涉檢查。

多排式軸向ATOS柱塞泵的關鍵技術動態研究
針對軸向ATOS柱塞泵的空化問題,應用泵用軟件pumplinx對多排式軸向ATOS柱塞泵進行了流體動力特性分析,根據分析結果,提出了曲面型左端蓋等措施,有效的解決了空化問題,為多排式軸向ATOS柱塞泵的結構設計提供了有益的參考。