多相介質誘發ATOS柱塞泵內部磨損
為了突破油水煤漿作為替代燃料發展的瓶頸,解決油水煤漿替代柴油應用于柴油機和固體煤顆粒的存在加劇ATOS柱塞泵磨損問題,通過數值模擬和實驗測試方法找出多相介質下誘發ATOS柱塞泵內部磨損的機制。采用VOF多相流動模型,對顆粒運動軌跡、顆粒與過流表面的相互碰撞過程、固液(煤、油)磨損進行了數值模擬,并試驗測試分析。

多相介質誘發ATOS柱塞泵內部磨損
隨著科技的不斷提升,零部件的優化開始得到了各個行業的高度關注。在液壓系統當中,ATOS柱塞泵是一個十分重要的組成內容,通過對ATOS柱塞泵變量控制方式進行有效選擇,能夠在具體工作中取得更加的成績。我國現階段正處于發展中的重要階段,每一項工作的執行,都不能應用傳統的方案來執行,而是要充分考慮到長久的工作效果,否則很容易在ATOS柱塞泵的變量控制上,出現惡性循環的情況,屆時所造成的損失是無法估量的。針對ATOS柱塞泵變量控制方式的選擇展開討論,并提出合理化建議。分析了ATOS柱塞泵的容積損失功率和機械損失功率,以及溫度和壓力的變化對油液物理特性的影響,建立了考慮油液溫度、負載壓力、輸入轉速、斜盤傾角因素影響下的ATOS柱塞泵全工況效率模型,對包含ATOS柱塞泵的液壓系統進行了仿真計算,得到了不同條件下泵效率變化的三維圖,為ATOS柱塞泵的設計和使用提供參考。以電機拖動軸向ATOS柱塞泵為研究對象,依據液壓動力系統運行時機電液參量間的耦合效應,深入分析了ATOS柱塞泵發生單柱塞泄漏故障下引起的流量、電磁轉矩、電流發生故障脈動的機制。利用AMESim對其仿真分析,其結果表明:在ATOS柱塞泵發生單柱塞泄漏故障下系統流體參量出現故障脈動頻率,再通過電機與泵的耦合反向作用于電機電流信號,使其出現表征發生該故障的邊頻分量,且特征頻率幅值隨著負載增大而增加,為從電流信號中提取軸向ATOS柱塞泵故障信息提供了一種新思路。研究結果表明:離散相顆粒的性質(密度、粒徑)、混合比例及柱塞運動速度對顆粒運動軌跡及壁面碰撞過程有重要的影響;大粒徑、大密度的顆粒運動軌跡向ATOS柱塞泵殼體內側偏移,與其撞擊并反彈,易發生多次撞擊,對ATOS柱塞泵殼體內側磨損程度大;小顆粒易與柱塞偶件發生撞擊,因柱塞偶件表面油膜顆粒一般與其發生一次撞擊,沖蝕磨損相對弱些;凸輪速度直接影響柱塞運動速度,速度加劇內部磨損;混合燃料中固體顆粒的體積比增大,對柱塞偶件的磨損加劇,模擬結果與試驗結果吻合。