燃料泵柱塞油膜摩擦生熱CFD 仿真分析

陳文杰 ,李永東 ,白長青

(1.西安交通大學機械結構強度與振動國家重點實驗室 陜西省先進飛行器服役環境與控制重點實驗室,陜西 西安,710049;2.中國船舶集團有限公司 第705 研究所,陜西 西安,710077)

0 引言

燃料泵是水下燃氣渦輪機動力系統中燃料供應的重要裝置,屬于靜缸式軸向柱塞泵,依靠柱塞在缸體中的往復運動,使密封工作容腔的容積發生變化,從而實現吸油和壓油。柱塞副是燃料泵的關鍵摩擦副之一,柱塞油膜作為必要的潤滑條件對其性能有很大影響。當燃料泵工作時,柱塞油膜溫度的上升會導致油液黏性降低,從而改變油膜的壓力分布,還可能引起柱塞與柱塞套直接接觸磨損[1],油膜溫度升高甚至還會引起摩擦面熱變形,從而影響配合間隙,導致燃料泵泄漏、燒結及損壞等問題發生。因此,研究柱塞油膜的摩擦生熱對燃料泵柱塞副的影響,以提高燃料泵綜合性能具有重要意義。

目前對柱塞油膜的研究大多以仿真方法為主[2-4],通過求解雷諾方程得到油膜壓力分布,而對柱塞油膜摩擦生熱引起的溫升研究較少。王智慧等[5]對柱塞油膜進行了研究,采用給定邊界條件,先后求解雷諾方程和能量方程,得到溫度分布后再修正油液黏度分布。訚耀保等[6]通過能量傳遞的方法計算油膜溫度分布,重點分析了轉速、工作壓力及入口油溫等因素對油膜溫度的影響。Wieczorek 等[7]通過仿真程序CASPAR 對柱塞泵間隙流動進行了仿真,該仿真程序通過求解雷諾方程分析柱塞泵在特定工作狀態下的動態特性?！?br>