目前在擺線泵數(shù)值模擬方面,多數(shù)研究基于CFD（Computational Fluid Dynamics）對不同運行工況（如轉(zhuǎn)速、溫度等）下的泵進行分析,很少有學者采用流固耦合（FSI,fluid structure interaction）分析方法研究擺線泵的特性。首先基于COMSOL軟件建立了擺線泵的模型,對旋轉(zhuǎn)域采用動網(wǎng)格技術(shù),對流固耦合界面進行設置,設置相應的邊界條件后對泵進行CFD和FSI仿真,并通過試驗驗證了仿真模型的可行性,發(fā)現(xiàn)耦合后的仿真結(jié)果更接近真實,采用FSI仿真結(jié)果更加精確;進一步基于FSI仿真對擺線泵旋轉(zhuǎn)域、進排油腔的橫縱截面流動進行分析;最后基于FSI的分析結(jié)果對擺線泵進行優(yōu)化設計,并將不同轉(zhuǎn)速下優(yōu)化和未優(yōu)化的擺線泵性能進行對比。研究結(jié)果表明:1)通過對比CFD、FSI和試驗的結(jié)果,驗證了仿真模型的可行性,得出FSI的仿真結(jié)果更接近真實;2)進一步通過對比內(nèi)外轉(zhuǎn)子間流體域的某一截面速度和壓力得出:得到的壓力CFD>FSI,計算得到的速度CFD<FSI;在內(nèi)外轉(zhuǎn)子與流體耦合界面某點處CFD的壓力隨時間的波動值均大于FSI的壓力值,通過比較CFD和FSI... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

液壓泵種類發(fā)動機工作時，許多運動的零件以很小的間隙或接觸進行高速運動，例如活塞和氣

中北大學學位論文4區(qū)需要采用濾清器濾除這些雜質(zhì)。（3）機油冷卻系統(tǒng)：潤滑油在通過發(fā)動機后會吸收許多熱，使得潤滑油溫度升高而升高，減小了粘度從而削弱了潤滑效果，需要采用冷卻器進行冷卻。（4）進口濾油器：在輸送潤滑油時過濾潤滑油中的較大的顆粒雜質(zhì)。（5）油底殼：存放潤滑油。潤滑系統(tǒng)主要有以下幾個方面的功能：（1）潤滑作用：使得運動部件的磨損降低，降低運動部件的能量損失；（2）冷卻作用：潤滑油通過高速運轉(zhuǎn)部件時吸收熱量，從而起到降溫的作用；（3）密封作用：潤滑油被運送到運動零部件的間隙處，由于潤滑油粘度大形成一道密封，防止氣體或液體在間隙處泄露；（4）清洗作用：通過潤滑油不斷循環(huán)，將部件表面雜質(zhì)清洗掉；（5）防銹蝕作用：在零件表面的潤滑油將零件包裹起來，使得零件無法接觸空氣，防止零件生銹。1.2.2擺線泵如圖1.2為內(nèi)嚙合擺線泵實物圖。圖1.2擺線泵實物圖擺線齒輪具有齒廓圓滑、滑動系數(shù)孝嚙合傳動平穩(wěn)，廣泛應用于高速運轉(zhuǎn)部件，如將擺線針輪用到的汽車減速系統(tǒng)中，內(nèi)嚙合擺線泵具有體積孝運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點，在潤滑系統(tǒng)中也會經(jīng)常使用。

中北大學學位論文112擺線泵的基本原理擺線油泵具有流量波動孝結(jié)構(gòu)緊湊簡單、嚙合傳動平穩(wěn)等優(yōu)點，廣泛應用于汽車燃油輸送、潤滑系統(tǒng)中。由于擺線齒廓曲線方程參數(shù)多且復雜，使得加工難度大，對擺線泵的設計和應用帶來的許多不便，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，擺線泵的制造變得相對容易，目前對于擺線泵齒廓研究主要集中于齒廓方程的推導、幾何參數(shù)的計算、運動學分析、新型齒廓設計等方面。2.1擺線泵的工作原理擺線轉(zhuǎn)子由兩部分組成：外轉(zhuǎn)子和比外轉(zhuǎn)子少一個齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子，當轉(zhuǎn)子圍繞各自的軸線旋轉(zhuǎn)時，液體被吸入到封閉容腔A中，封閉容腔不斷增大，達到最大后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，封閉容腔被壓縮體積變小，迫使液體流出腔室。該過程主要用于液體輸送和增加流體動力，在每個腔室中不斷提供平穩(wěn)的泵送作用。它還充當一個正排量泵機構(gòu)，輸送與速度成比例的已知、預定量的液體。如圖2.1為擺線泵工作原理圖，擺線泵在工作時，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子構(gòu)成封閉容積，對一個容積腔進行分析，內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個齒旋轉(zhuǎn)一周，內(nèi)外轉(zhuǎn)子構(gòu)成的容積腔就完成一次完整的吸油和排油工作，即從容積Amin變化到A1，容積不斷增大，產(chǎn)生真空度，將油液吸入，直到容積腔達到最大Amax，接著隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，容積腔不斷減小變化為A2，此時容積被壓縮，將液體排出。擺線泵每個齒都完成一次這樣的循環(huán)過程，擺線泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有Z1個齒，內(nèi)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生Z1個相同的工作循環(huán)，從而達到源源不斷輸送油液的作用。圖2.1擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子運動圖

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本文編號：3037590