高轉速航空泛擺線滑油泵的研究.pdf

1、滑油泵作為航空發(fā)動機滑油系統(tǒng)的重要組成部件，主要用于發(fā)動機軸承和傳動齒輪部分潤滑油的輸送和回收。由于泛擺線油泵具有結構緊湊、體積小、重量輕、填充性好、壓力脈動小等特點。在國內外眾多學者對其成型方式，工作特性及容積效率等方面研究的基礎上。目前，我國和歐美一些發(fā)達國家的航空發(fā)動機上已經開始廣泛應用泛擺線油泵。
　　提高泛擺線滑油泵的轉速，可以減小轉子的幾何尺寸，使油泵的體積減小。在相同轉子配合間隙的條件下，提高內轉子轉速，能起到增強節(jié)

2、流的作用，從而減少泄漏，提高容積效率。由于航空發(fā)動機滑油泵一般是由發(fā)動機附件機匣或主軸傳動。提高轉速，能有效減少變速結構重量，從而達到減輕發(fā)動機重量的效果。
　　但是在航空泛擺線泵轉子參數(shù)選擇方面，我國目前主要采取測繪、試湊的方式，沒有一套完整適當?shù)姆椒?。在實際應用中發(fā)現(xiàn)泛擺線滑油泵在高轉速條件下，易出現(xiàn)因不合理的進、出油槽結構設計而導致油液充填不良和出現(xiàn)氣穴的問題，從而嚴重影響泛擺線泵的容積效率、流量脈動率等性能，制約其高轉速化

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上，分析了影響泛擺線泵性能的重要因素。并在前人的基礎上，根據(jù)航空滑油泵設計步驟及驗收要求，改善了先前設計方法難以達到高轉速壽命要求的問題，首次提出了以體積最小為設計目標，并將流量及滑動系數(shù)加入作為性能約束，提供了一種綜合考慮了轉速和齒寬影響的轉子設計方法。
　　為推動泛擺線滑油泵向高轉速化方向發(fā)展，采用 CFD方法，開展流體結構耦合研究，對高轉速下，泛擺線泵進、出油槽結構

4、對其性能的影響進行優(yōu)化仿真分析及試驗驗證。通過研究高轉速條件下，泛擺線滑油泵進、出油槽結構對泵容積效率影響的敏感性關系，發(fā)現(xiàn)在容積效率方面，多種轉速下對角式油槽結構皆比其它兩種油槽結構要高。在此基礎上，針對高轉速滑油泵工作特點，進一步優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在進、出口中心線偏轉25°左右時，內轉子轉速為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。保持偏轉角度和轉速不變的條件下，油槽深度取4.9mm附近時最為合適。

5、　　在保證容積效率的前提下，對比得出，單級泵采用同時溝通進、出油槽的方式在降低流量脈動方面能夠獲得更好的效果。進一步分析發(fā)現(xiàn)，內轉子轉速為15000r/min時，地面狀態(tài)下，進、出油槽較小的溝通面積和較大的油槽間距對容積效率及流量脈動改善效果不大，而過大的溝通面積和過小的油槽間距則會嚴重影響泵的性能。高空狀態(tài)下，泛擺線泵實際流量最大值出現(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