高轉(zhuǎn)速航空泛擺線滑油泵的研究.pdf

1、滑油泵作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的重要組成部件，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)軸承和傳動(dòng)齒輪部分潤滑油的輸送和回收。由于泛擺線油泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、填充性好、壓力脈動(dòng)小等特點(diǎn)。在國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)其成型方式，工作特性及容積效率等方面研究的基礎(chǔ)上。目前，我國和歐美一些發(fā)達(dá)國家的航空發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用泛擺線油泵。
　　提高泛擺線滑油泵的轉(zhuǎn)速，可以減小轉(zhuǎn)子的幾何尺寸，使油泵的體積減小。在相同轉(zhuǎn)子配合間隙的條件下，提高內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，能起到增強(qiáng)節(jié)

2、流的作用，從而減少泄漏，提高容積效率。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油泵一般是由發(fā)動(dòng)機(jī)附件機(jī)匣或主軸傳動(dòng)。提高轉(zhuǎn)速，能有效減少變速結(jié)構(gòu)重量，從而達(dá)到減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量的效果。
　　但是在航空泛擺線泵轉(zhuǎn)子參數(shù)選擇方面，我國目前主要采取測(cè)繪、試湊的方式，沒有一套完整適當(dāng)?shù)姆椒?。在?shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)泛擺線滑油泵在高轉(zhuǎn)速條件下，易出現(xiàn)因不合理的進(jìn)、出油槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而導(dǎo)致油液充填不良和出現(xiàn)氣穴的問題，從而嚴(yán)重影響泛擺線泵的容積效率、流量脈動(dòng)率等性能，制約其高轉(zhuǎn)速化

3、發(fā)展。
　　本文在了解泛擺線泵成型原理及工作原理的基礎(chǔ)上，分析了影響泛擺線泵性能的重要因素。并在前人的基礎(chǔ)上，根據(jù)航空滑油泵設(shè)計(jì)步驟及驗(yàn)收要求，改善了先前設(shè)計(jì)方法難以達(dá)到高轉(zhuǎn)速壽命要求的問題，首次提出了以體積最小為設(shè)計(jì)目標(biāo)，并將流量及滑動(dòng)系數(shù)加入作為性能約束，提供了一種綜合考慮了轉(zhuǎn)速和齒寬影響的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)方法。
　　為推動(dòng)泛擺線滑油泵向高轉(zhuǎn)速化方向發(fā)展，采用 CFD方法，開展流體結(jié)構(gòu)耦合研究，對(duì)高轉(zhuǎn)速下，泛擺線泵進(jìn)、出油槽結(jié)構(gòu)

4、對(duì)其性能的影響進(jìn)行優(yōu)化仿真分析及試驗(yàn)驗(yàn)證。通過研究高轉(zhuǎn)速條件下，泛擺線滑油泵進(jìn)、出油槽結(jié)構(gòu)對(duì)泵容積效率影響的敏感性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在容積效率方面，多種轉(zhuǎn)速下對(duì)角式油槽結(jié)構(gòu)皆比其它兩種油槽結(jié)構(gòu)要高。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)高轉(zhuǎn)速滑油泵工作特點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)、出口中心線偏轉(zhuǎn)25°左右時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為15000r/min的泛擺線滑油泵地面容積效率略微下降，高空容積效率最高。保持偏轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速不變的條件下，油槽深度取4.9mm附近時(shí)最為合適。

5、　　在保證容積效率的前提下，對(duì)比得出，單級(jí)泵采用同時(shí)溝通進(jìn)、出油槽的方式在降低流量脈動(dòng)方面能夠獲得更好的效果。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為15000r/min時(shí)，地面狀態(tài)下，進(jìn)、出油槽較小的溝通面積和較大的油槽間距對(duì)容積效率及流量脈動(dòng)改善效果不大，而過大的溝通面積和過小的油槽間距則會(huì)嚴(yán)重影響泵的性能。高空狀態(tài)下，泛擺線泵實(shí)際流量最大值出現(xiàn)在溝通面積為：7.03～8.85 mm2之間，油槽間距：1.9～2.5mm之間，較不溝通的情況，提高