擺線轉(zhuǎn)子泵設(shè)計(jì)平臺的建立與數(shù)值模擬.pdf

1、擺線轉(zhuǎn)子泵是發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,為發(fā)動機(jī)的正常工作提供了保障,同時,發(fā)動機(jī)的性能和使用壽命也與擺線轉(zhuǎn)子泵的性能有密切聯(lián)系。目前我國使用的車用發(fā)動機(jī)擺線轉(zhuǎn)子泵大部分由國外提供,擺線轉(zhuǎn)子泵行業(yè)缺乏自主設(shè)計(jì)能力,發(fā)達(dá)國家的零部件制造技術(shù)比國內(nèi)先進(jìn),這對國內(nèi)一些技術(shù)落后的零部件制造企業(yè)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。采用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)進(jìn)行仿真分析來代替樣機(jī)測試,降低了開發(fā)成本,同時也縮短了開發(fā)周期。
　　 本文借助獨(dú)立的開發(fā)軟件VB進(jìn)行

2、編程,建立了擺線轉(zhuǎn)子泵設(shè)計(jì)平臺,將常規(guī)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與CAE技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)擺線轉(zhuǎn)子泵設(shè)計(jì)自動化。通過輸入擺線轉(zhuǎn)子泵的一些基本參數(shù),如轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)、擺線轉(zhuǎn)子泵的額定流量和容積效率等,可以快速得到相對可行的擺線轉(zhuǎn)子泵優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,利用三維建模軟件Pro/E建立了內(nèi)外轉(zhuǎn)子、泵體和泵蓋的參數(shù)化模型,并運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件SC/Tetra對該擺線轉(zhuǎn)子泵在不同轉(zhuǎn)速和不同泵油壓力工況下進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬得到了擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部大量的流場信息,包

3、括各區(qū)域的速度矢量云圖、壓力分布云圖等,發(fā)現(xiàn)了泵體和泵蓋內(nèi)部存在明顯的渦流、回流等二次流動現(xiàn)象,同時基于動網(wǎng)格技術(shù)對擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流場進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬,表明泵體和泵蓋內(nèi)部設(shè)計(jì)凸舌可以減小擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部的壓力波動,使泵內(nèi)負(fù)壓減小,防止產(chǎn)生氣蝕。
　　 通過多種工況下的數(shù)值模擬討論擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部卸壓閥開啟的時刻,流量、容積效率分別與轉(zhuǎn)速、泵油壓力之間的關(guān)系,將數(shù)值模擬得到的性能特性曲線與試驗(yàn)特性曲線進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)