1 不考慮工作介質(zhì)的可壓縮性時(shí)丹尼遜葉片泵的幾何瞬時(shí)流量

若認(rèn)為工作介質(zhì)的彈性模量e為無窮大,當(dāng)作不可壓縮流體對(duì)待,則配流盤不需要設(shè)置預(yù)升、卸壓閉死角.此時(shí)在忽略泄漏的情況下,泵的瞬時(shí)流量完全決定于工作腔幾何空間變化率.

1.1 單工作腔的排油特性

vq型泵的葉片滑槽是徑向開設(shè)的,葉片頂端的形狀為單面后傾角,葉片數(shù)z=10,大、小圓弧段的包角β1和β2都是36°,工作曲線的包角α為54°,具體結(jié)構(gòu)如 1所示. 中相鄰兩葉片1,2和轉(zhuǎn)子及配流側(cè)板構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立排油機(jī)能的工作腔,當(dāng)其隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其排油量由兩部分組成[4],一部分是無厚度理想葉片組成的工作腔排油量qv,1,另一部分是由對(duì)應(yīng)的處于吸油區(qū)的子葉片厚度影響所造成的負(fù)排油量qv,2.

1.1.1 不考慮葉片厚度的工作腔的排油量

以大圓弧和工作曲線的交點(diǎn)為轉(zhuǎn)角φ的起點(diǎn),可得:

式中,b為母葉片的寬度,ω為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度,ρ為定子曲線的極徑.

過渡曲線的方程:

ρ=f(α-φ) (2)

上式中以(α-φ)來代替φ的原因是通常所給出的過渡曲線的方程都是以短徑端為起始點(diǎn)的,通過以上的變換就把φ角的零點(diǎn)由短徑端變換到長(zhǎng)徑端,這樣過渡曲線的起始點(diǎn)也就在大圓弧和工作曲線的交點(diǎn)處[5].

1.1.2 由葉片厚度影響所造成的負(fù)排油量

子母丹尼遜葉片泵的底腔始終和工作腔相通,由母、子葉片所構(gòu)成的中間壓力腔始終和排油腔相通,故當(dāng)母葉片伸出或縮進(jìn)時(shí),影響工作腔排油量的是處于吸油區(qū)葉片的中間壓力腔的體積變化,其流量為

qv,2= bsv (3)

式中,b為子葉片的寬度,s為葉片厚度,v為對(duì)應(yīng)于工作腔的處于吸油區(qū)葉片的徑向速度.

由以上各式可計(jì)算出單工作腔的排油流量隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角φ的變化規(guī)律如 2所示. 中,k為工作介質(zhì)的體積彈性模量.

1.2 泵的瞬時(shí)流量

將同時(shí)處于排油的工作腔的流量進(jìn)行疊加,便可得到在不考慮工作介質(zhì)的可壓縮性時(shí)泵的單作用的幾何瞬時(shí)流量(見 2).雙作用丹尼遜葉片泵采用偶數(shù)葉片,雙作用的瞬時(shí)流量的相位相同,因此雙作用流量疊加時(shí)瞬時(shí)流量的波形不變,只是縱坐標(biāo)數(shù)值增加1倍.

由 2可看出:在不考慮工作介質(zhì)的可壓縮性時(shí),葉片厚度的排擠作用是影響泵的幾何瞬時(shí)流量不均勻性的唯一因素.同時(shí),因?yàn)椴捎媚缸尤~片結(jié)構(gòu),子葉片的寬度僅為母葉片的1/4,所以因子葉片厚度而產(chǎn)生的排擠作用對(duì)工作腔排油流量的影響很小,當(dāng)z=10時(shí),由葉片厚度的排擠作用所造成的流量不均勻系數(shù)僅為1%.

2 丹尼遜葉片泵的實(shí)際瞬時(shí)流量分析

高壓泵為達(dá)到消除配流時(shí)的壓力沖擊和氣蝕等目的,在配流盤上設(shè)置了錯(cuò)配角、閉死角及預(yù)升、卸壓阻尼[6],此時(shí)泵的瞬時(shí)流量要受到機(jī)械閉死壓縮和阻尼回沖兩個(gè)方面的影響.下面分別進(jìn)行討論.

2.1 機(jī)械閉死壓縮對(duì)單工作腔排油流量的影響

當(dāng)工作腔處于預(yù)升壓閉死區(qū)δφ內(nèi)時(shí),由葉片運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械壓縮只是使工作腔的壓力升高即產(chǎn)生預(yù)升壓作用,而不進(jìn)行排油,所以和 2中的工作腔的流量相比,泵的工作腔的流量應(yīng)減去工作腔在預(yù)升壓閉死區(qū)時(shí)的排油量qv,3,此時(shí)單工作腔的排油流量隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角φ的變化規(guī)律
2.2 阻尼回沖對(duì)瞬時(shí)流量的影響

當(dāng)工作腔處于預(yù)升壓閉死區(qū)時(shí),為達(dá)到預(yù)升壓從而消除配流沖擊的目的,工作腔將通過阻尼三角槽從排油腔引油,阻尼引油流量可由配流時(shí)工作腔中油液的預(yù)升壓力微分方程和阻尼三角槽的引油流量公式[7]求得.