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济南凯星液压-双联齿轮油泵的动态模拟研究时间：2021-05-05 为了越好地模拟齿轮旋转过程中的流场变化情况，本文采用动网格技术，编制UDF程序来控制齿轮的转动在 Fluent软件中，采用有限体积法求解，压力项用 PRESTO!格式离散，扩散项用中心差分格式离散，其余项用二阶迎风格式离散，压力速度耦合方程采用PSO算法求解。 通过对外啮合齿轮泵内部的水压流场所进行的模拟，可获得其内部的流动速度分布图和压力分布图，并据此分析内部的压力变化，同时也可以监测出口的排油情况，本文从模拟输入压力、输出压力分别为16、18MPa的内部流场压力和速度矢量分布状况，同时监测排油口的流量，并对此进行分析。 图3为输入压力为16MPa，输出压力为18MPa，齿轮转动0.00024s时的压力分布图，由图中可以看出，在齿轮即把进入啮合的时候压力值较大，较大值为18.1MPa，这是由于齿轮在啮合的时候，对排油腔的油液进行挤压，较大的压力对齿面产生冲击，而且对齿轮寿命则有一定的影响，在齿轮由啮合到分离的时候压力值较小，较小值为12.5MPa，和进油口压力有较大的差值，低压产生在齿面处，较易产生气泡，引起齿面的氧化腐蚀，进而产生气穴，引发气蚀现象。
在整个模拟过程当中，可以观测到排油口的流量情况，如图4所示，在齿轮旋转0.00008s左右时，流体出现回流情况，随着齿轮的继续旋转，回流出现越大的范围，如图5所示，齿轮旋转0.0002s时的速度矢量图，从图上可以看出，流体回流占据了大范围的流场，使双联齿轮油泵的流量速度减少。 回流的出现会对齿轮泵造成许多不利的影响，主要的危害有（1）回流消耗越多的能量，并且使齿轮泵的效率减低很多;（2）回流的出现使齿轮泵的流场流动不稳定，同时伴随着脉动出现，影响齿轮泵的寿命，从控制原理上来分，对回流的控制可分为主动控制，即外加能量的控制;被动控制，即不加能量的控制，前者需要外加的能量消耗，有时会得不偿失;后者虽然不需要外加的能量，但往往是以失去某种流体动力性能为代价的，从本文设计的双联齿轮油泵模型，如果采用主动控制的方法，可以增加齿轮的转速，增加转速，则对齿轮的使用寿命有一些影响，而且对电机的要求会越高，所以采取被动控制的方法，减小进出口的压力差值。
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