熱-壓形變對超高壓水壓泵柱塞副間隙泄漏的影響

趙 晶, 冀 宏*, 劉銀水, 張建軍

(1. 蘭州理工大學 能源與動力工程學院, 甘肅 蘭州 730050; 2. 華中科技大學 機械科學與工程學院, 湖北 武漢 430074)

柱塞副間隙泄漏是影響往復式柱塞泵容積效率的主要因素,水壓往復泵柱塞副間隙一般為1～10 μm[1].超高壓工況下,受壓力和間隙流動時黏性耗散引起柱塞副溫升的共同作用,柱塞副會產生微形變.這種間隙的變化會對水壓泵的性能產生顯著影響：間隙增大會導致泄漏量增加,泵容積效率降低；間隙減小會使泄漏量減小,容易引起運動副卡死.

一般環形縫隙流量計算公式分為同心環形縫隙流量公式和偏心環形縫隙流量公式[2],兩者皆可用于不考慮縫隙形變時的流量計算.但超高壓工況下,環形縫隙的間隙形變不可忽略,故一般的環形縫隙流量公式不能直接用于考慮形變的柱塞副間隙泄漏流量計算.因此，國內外學者對考慮柱塞副間隙形變時的間隙泄漏計算方法和間隙泄漏的其余影響因素進行了一些探索.王志強等[3]以低速大扭矩水液壓馬達的柱塞副為研究對象,基于不同角度對柱塞副的流動特性進行了研究,定量分析了水介質黏度變化對柱塞副間隙泄漏流量的影響,通過分析柱塞副的結構和性能參數,提出了柱塞副間隙的最佳尺寸.Qi等[4]基于流體潤滑理論,通過求解柱塞的雷諾方程和油膜厚度方程研究了柱塞副的油膜特性.Liu等[5]和陳遠玲等[5-6]對油潤滑水液壓柱塞泵中的潤滑油進行熱力……