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系統識別號 U0026-0701201414353800
論文名稱(中文) 軸向柱塞泵流量脈動優化設計
論文名稱(英文) Reduction of Flow Fluctuation in Axial Piston Pump
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 機械工程學系
系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering
學年度 102
學期 1
出版年 103
研究生(中文) 王健宇
研究生(英文) Chien-Yu Wang
學號 N16001074
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 82頁
口試委員 指導教授-黃聖杰
口試委員-李輝煌
口試委員-黃登淵
中文關鍵字 軸向柱塞泵  CFD  緩衝槽設計  流量脈動 
英文關鍵字 Axial Piston Pump  CFD  Design of Buffer Grooves  Flow Fluctuation 
學科別分類
中文摘要 在各種液壓泵中,軸向柱塞泵(Axial Piston Pump)由於容積效率高、功率密度大、使用壽命長等獨特優點得到廣泛應用。在提升軸向柱塞泵性能同時,如何有效降低柱塞泵噪音成為重要研究課題。
在軸向柱塞泵中,配流盤(Valve Plate)是關鍵零組件之一。它的結構形式、尺寸材料及加工精度合理與否,將直接影響柱塞泵的工作可靠性、容積效率和壽命。在柱塞泵運作過程產生之壓力衝擊(Pressure Impact)與流量脈動(Flow Fluctuation)是激發液壓系統噪音的主要原因。而配流盤結構的優化設計是降低泵系統噪音的主要途徑,也是本研究的主軸。
本研究以CFD模擬軸向柱塞泵內部流場行為,藉以了解柱塞泵運轉時的流場情形並加以探討,並模擬柱塞泵之不同工作情況,將助於對柱塞泵之運作機制有更進一步了解,最後將對配流盤緩衝槽(Buffer Groove)的尺寸進行優化設計,達到降低流量脈動與噪音的目的。
英文摘要 Axial piston pump with its high volume efficiency, high power density and long work life is widely used in engineering applications of hydraulic pump. It was important to develop its performance and to reduce the noise of axial piston pump during operation.
Valve plate was a key component of axial piston pump. Its structure, material and precision which are either reasonable or not will affect the reliability, volume efficiency and work life directly. The pressure impact and flow fluctuation were the main sources of noise in hydraulic system during the piston pump operating. Design of valve plate structure was a main manner to reduce noises of axial piston pump, It is also important in this research.
In this research, the flow field in axial piston pump was simulated using CFD to consider the flow characteristic during piston pump operating. In addition, the different working conditions of axial piston pump were also investigated. Based on results, we can know deeply the operation of axial piston pump mechanisms. Finally, the dimensions of buffer grooves of valve plate were designed to reduce the flow fluctuations and noises.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究目的與動機 5
1-4 論文架構 6
第二章 Axial Piston Pump基本原理介紹 8
2-1 液壓泵簡介 8
2-1-1 背景 8
2-1-2 液壓泵簡介 11
2-2 Axial Piston Pump工作特性 19
2-2-1 工作原理 20
2-2-2 運動學分析 21
2-2-3 噪音產生機制 22
2-3 液壓油可壓縮性分析 25
第三章 理論分析與研究方法 27
3-1 計算流體力學 27
3-1-1 模擬軟體簡介 27
3-1-2 統御方程式 28
3-1-3 紊流模式 30
3-1-4 壁面函數 32
3-1-5 邊界條件 34
3-1-6 上風差分法 35
3-1-7 SIMPLE算法 35
3-2 基本假設 36
3-3 網格技術 37
3-3-1 滑移網格 38
3-3-2 動態網格 39
3-4 二維模型模擬分析 43
3-4-1 幾何模型 43
3-4-2 網格 45
3-5 三維模型模擬分析 46
3-5-1 幾何模型 46
3-5-2 網格 48
3-6 模擬參數設定 49
第四章 結果與討論 50
4-1 二維模型結果分析 50
4-2 三維模型結果分析 56
4-3 不同工作情況之配流特性分析 64
4-3-1 負載壓力 64
4-3-2 主軸轉速 66
4-3-3 斜盤傾角 68
4-4 配流盤緩衝槽優化設計 70
4-4-1 緩衝槽簡介 70
4-4-2 長度角分析 72
4-4-3 寬度角分析 74
4-4-4 優化設計分析 76
第五章 結論與未來展望 79
5-1 結論 79
5-2 未來展望 80
參考文獻 81
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