轉子泵流量脈動系數的通用模型研究

（宿遷學院，江蘇宿遷 223800）

0 引言

轉子泵是一類基于轉子與泵體間相對運動的容積泵，應用廣泛［1-4］。旋轉過程中，伴隨著共軛位置的瞬間變化，瞬時流量也發生周期性的脈動，導致輸出流量和工作不穩定，尤其對精密液壓傳動系統更為不利［5］。同時，流量脈動所引發的壓力脈動，也會使管道，閥等元件產生振動和噪聲［6］。對此，國、內外展開了大量的單泵級脈動計算［1-6］、設計與仿真［7-8］、試驗等［9］；以及系統級流量脈動［10-11］及熱影響［12］等研究。截至目前，研究所針對的主要為已知型線的各類轉子泵，所建立的脈動指標——流量脈動系數模型的針對性強，通用性差；一個能適用于各類轉子泵的通用模型，卻未見相關文獻報道。因此，擬就該模型的通用性和簡潔性作進一步深入研究。

1 面積法求解瞬時流量

本文以圓弧轉子泵為例，其軸向截面如圖1所示。其中，o1，o2為主、從轉子中心，主、從轉子的形狀尺寸完全一致；o1k1、o2k2為主、從轉子的頂圓半徑；n為共軛運動點；轉子寬度為b；主、從轉子的旋轉為逆、順時針方向；由此所圍成區域o1no2k2k1的容積為V。

圖1 瞬時流量掃過面積的求解方法

設在dt的微小時間內，主、從轉子的旋轉角度為dθ；o1no2k2k1的容積變化為dV。由瞬時流量的定義得：

式中 Q ——瞬時流量；

rn1，rn2——主、從轉子在n點處的半徑；

ω ——旋轉角速度；

rk——頂圓半徑。

2 脈動系數的通用模型

流量的脈動因數定義為：

式中 K ——流量的脈動因數；

r ——節圓半徑。

由轉子泵流量公式可求得轉子寬度b為：

式中 Qp——轉子泵流量；

λspace—— 轉子泵的容積利用系數；

λuse——λspace的可利用系數，取λuse=0.85；……