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Rückblick auf die Forschung zu Axial kolbenpumpen motoren in den letzten 40 Jahren

Der Tauschplatten-Axial kolbenpumpen motor kann aufgrund seiner strukturellen Eigenschaften einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Druck beständigkeit erreichen, so dass er zur Trumpfkarten komponente in der Hydraulik technologie geworden ist. Da es jedoch im Allgemeinen mindestens vier Paare von Gleitreibung paaren aufweist: Öl verteilungs platte-Zylinder körper, Zylinder körper kolben, Kolben kopf-Schuh kugel buchse, schiebe schuhen, die Schmier situation ist kompliziert, so dass die Haltbarkeit wird Seine Schlüssel indikatoren sind auch die größte Lücke zwischen einheimischen Produkten und dem weltweit fort geschrittenen Niveau.


Im Vergleich zu gewöhnlichen Gleitlagern ist die Beziehung zwischen Last, Druck verteilung, Geometrie und Kinematik, die auf das Reibungs paar von Axial kolbenpumpen wirkt, viel komplizierter. Aufgrund der Kopplung einzelner Gleit punkte weist der Kolben ungewisse Freiheits grade in Kugelgelenk und Zylinder bohrung auf, was die Berechnung des Reibungs kontakts ziemlich schwierig macht. Nehmen Sie den Kolben als Beispiel, obwohl der Kolben auch die Drehung der Welle ähnlich dem gewöhnlichen Gleitlager hat und eine axiale Translation hat, es wird jedoch auch von einem Gleit schuh beeinflusst, der auf den Kolben wirkt, der sich außerhalb des Lagerbereichs (Zylinder körper) befindet. Die seitliche Kraft macht den durch den Kolben verursachten Reibungs verlust zum Hauptteil der Verlust leistung.


Daher können die auf der Grundlage der traditionellen Gleitlager theorie gesammelten Erfahrungen nur in begrenztem Umfang angewendet werden. Der früheste Versuch von van der Kolk (1972), das Problem der Reibung zwischen Kolben und Zylinder zu untersuchen. Er entwarf und baute einen Taumel platten prüfstand für Experimente. Da jedoch die Drehachse der Taumel platte im Experiment mit der Achse des Kolbens überein stimmt, hat der Kolben keine axiale Bewegung und ist nur einer seitlichen Rotations kraft ausgesetzt. Experimentell und theoretisch vermied er die Lager druck verteilung aufgrund der axialen Bewegung des Kolbens und vereinfachte das tribo logische Problem zu einem geneigten, außen seitlich belasteten Gleitlager mit erhöhtem einseitigen Kanten druck. Er achtete besonders auf den Punkt, an dem sich der Kolben am meisten ausdehnt (unterer Totpunkt). Messungen der Druck verteilung in der Lücke zeigten, dass der Druckaufbau haupt sächlich im Randbereich des Spaltes erfolgte. Im Teil der theoretischen Forschung verwendete er erstmals die numerische Lösungs methode, um die Reynolds-Gleichung zu lösen.


Renius (1974) erkannte die Einschränkungen des Van-der-Kolk-Prüfstands und schlug eine verbesserte Struktur vor, die die axiale Bewegung des Kolbens berücksicht igt. Er verwendete eine vollständig statisch belastete Mess hülse und einen Ausgleichs kolben, um Druck und Reibung getrennt zu messen. Dieser Prüfstand verwendet eine winkel abhängige Ventils teuerung, um Pumpen, Motoren oder einen isobaren Betrieb zu simulieren, bei dem der Kolben sowohl beim Einfahren als auch beim Ausfahren unter Druck steht. Auf diese Weise ist es möglich, alle Situationen, die in der tatsächlichen Arbeit auftreten, experimentell zu simulieren. Der isobare Betrieb, der in der Praxis nicht direkt auftritt, eignet sich sehr gut zum Verständnis der ungefähren Bedingungen der am Kolben auftretenden Reibung. Er führte Tests mit einer Vielzahl von Parametern durch, Drücken von 15 bis 200bar, Neigung winkeln von 0 bis 20 ° und Geschwindigkeiten von 2000 bis 100r/min. Darüber hinaus führte er spezielle Start versuche durch. Er präsentierte seine experimentellen Ergebnisse in Form der klassischen Gleitlager theorie und diskutierte ausführlich die Gültigkeit und Anwendbar keit von Ähnlichkeit-Quasi-Zahlen wie der Sommerfeld-Zahl oder der Gümbel-Hersey-Zahl. in seinen Tests. Die Haupte rgeb nisse, die er aus dem Experiment erhielt, sind wie folgt.


1) Die Gleitreibung eigenschaften des Kolben zylinders können aus dem Antriebs winkel beschrieben werden, was die Gültigkeit der Stribeck-Kurve im offen sichtlichen Misch reibungs bereich beweist.

2) Demonstriert eine gute Verfügbar keit der ähnlichen Quasi-Zahl Gü = ηω/θ, wobei Un die Viskosität, ω die Fahr geschwindigkeit und p der Druck in der Kolben bohrung ist. Weisen Sie darauf hin, dass der von van der Kolk beschriebene Effekt eines erhöhten Felgen drucks für den Kolben-Zylinder-Kontakt umstritten ist.

3) Die Reibung des Kolbens spielt eine entscheidende Rolle bei den Anfangs eigenschaften des Motors, wodurch der Start verlust 13 bis 16% des theoretischen Drehmoments des Motors erreicht. Außerdem treten häufig große Lecks am Schuh auf, was durch die hohe Rotations reibung zwischen dem Kugelkopf und dem Kolben erklärt werden kann.

4) Die Drehung des Kolbens relativ zum Antriebs winkel stimmt nicht an allen Betriebs punkten mit der Antriebs drehung überein. Aus theoretischen Überlegungen wurde geschlossenEd, dass die relative Rotation die Reibungs eigenschaften beeint rächt igt.

5) Die lineare Bewegung des Kolbens ist besonders wichtig im Motor modus für die Herstellung des Stütz drucks, wodurch die Oberflächen des Reibungs paares getrennt werden. was durch den Test variabler Parameter bestätigt wurde.

6) Er fand Öl im Test gefangen, dachte aber, dass der Effekt nicht signifikant war.

7) Es wurde gezeigt, dass der Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder einen großen Einfluss auf den Reibungs prozess im Experiment hat. und es wird empfohlen, weniger als 1% des Durchmessers des Kolbens zu sein. Die untere Grenze des Abstands sollte durch angemessene Schmierung und nicht durch Leckage anforderungen bestimmt werden.

8) Er machte Vorschläge zur Gestaltung der Kolben-Zylinder-Passform: Verwenden Sie für die Pumpe einen glatten kurzen Kolben ohne Druck ausgleichs rille und mit einem kurzen Führungs abschnitt. und verwenden Sie einen langen Führungs abschnitt für den Motor. Dowd und Barwell (1974) haben einen Prüfstand eingerichtet, um die Reibung zwischen Kolben und Zylinder zu untersuchen. Die lineare Bewegung des Kolbens wird unabhängig von den seitlichen Kräften von einem Nocken angetrieben. Messungen basieren auf dem Konstant druck prinzip. Als Innovation wird ein Metall kontakts ensor verwendet: Der Kontakt wird durch Messung der Widerstands änderung zwischen den Reibungs paaren erfasst. Sie untersuchten die Auswirkungen der Kolben rauheit und der Material paarung, um fest zustellen, dass die Reibung über ein bestimmtes Maß an Oberflächen rauheit hinaus nicht weiter abnimmt.


Regenbogen (1978) verwendete im Wesentlichen den gleichen Versuchs aufbau wie Renius. Neben Kolben mit Schiebe schuhen studierte er auch Kolben mit Kugel köpfen und Kolben, die von Pleuelstangen getragen werden (geneigte Achsen pumpen). Als Ergebnis der Studie machte er eine Reihe von Konstruktion vorschlägen: wie maximaler Ablenk winkel, kosten günstiges Material paar, Kolben freiheit und Führungs länge. Für den Motor, schlug er vor, einen langen Führungs kolben, könnte aber eine Pause haben, um Verluste bei hohen Geschwindigkeiten zu reduzieren. Fast zeitgleich brachte Böinghoff (1977) das Studium der Gleit schuhe für Axial kolben maschinen voran. Es gelang ihm, die Kipp kraft des Gleit schuhs theoretisch auf die Gleit fläche der Tauziehen platte abzuleiten und durch Experimente zu bestätigen. Die auf den Kolben und das Kugelgelenk einwirken den Kräfte zwischen Kolben und Schuh fließen in die Berechnung ein. Nach seinen Forschungen, der elliptische Ort des Mindest freigabe punkts zwischen dem Gleit schuh und der Tauziehen platte stimmt nicht mit dem elliptischen Ort des Schnittpunkts der Tauschplatten ebene und der Kolben achse überein. Wenn man die relative Geschwindigkeit und die Änderung des Abstands unter dem Schuh kennt, kann der Verlust fluss des Schuhs relativ zum Drehwinkel berechnet werden.


Die Experimente von Hooke und Kakoullis (1981) konzentrierten sich auch auf den Kontakt mit Schuh kolben. Die Ergebnisse einer Reihe von Experimenten zeigten, dass die relative Drehung der Kolben mit zunehmender Drehzahl des Antriebs abnimmt, was auch von Renius gefunden wurde. Darüber hinaus, der Kolben ist eher geneigt, sich zu drehen, wenn der Druck erhöht wird, weil der Anstieg der Reibung am Kugelgelenk aufgrund des Druckanstiegs höher ist als der Anstieg der seitlichen Kraft des Kolbens.


Renvert (1981) schlug eine Vielzahl von Testmethoden vor, um die niedrigen Drehzahl-und Starte igen schaften von Hydraulik motoren zu untersuchen. Die am häufigsten verwendete Methode ist die erzwungene Rotation mit konstanter Geschwindigkeit, da sie die große Streuung der Testergebnisse anderer Methoden vermeiden kann (beginnend bei konstanter Last, fester Motorwelle, konstanter Durchfluss). Die Ergebnisse seiner besonders systematischen Tests wurden von ISO 4392-1 als empfohlene Methode zur Messung der Motors tart-und Geschwindigkeit eigenschaften übernommen. Weiler (1982) untersuchte den Einfluss der Motor kolbens truktur auf die Eigenschaften mit niedriger Geschwindigkeit anhand von Experimenten und Simulationen. Er führte detaillierte Studien zu Reibung und Leckage an verschiedenen Kontaktpunkten durch und verglich die Ergebnisse mit Simulationen. Das Simulations modell gibt das Verhalten des Motors trotz einiger erheblicher Verein fa chungen in einigen Teilen beim Bau ziemlich gut wieder. So war er zum ersten Mal in der Lage, ohne direkt an jedem Kolben zu testen, das Problem einer erhöhten Leckage am Schuh bei niedrigen Drehzahlen des Motors und beim Starten zu demonstrieren.

Koehler (1984) untersuchte die Druck verteilung im Kolben-Zylinder-Spalt aufgrund von Reibung während des Motors tart. Sein Versuchs aufbau bestand aus einem Kolben, der von einem Zylinder angetrieben wurde, und einem Seiten kraft zylinder, durch den Seiten lasten frei aufgebracht werden konnten. Er erstellte ein Simulations modell, das die Druck verteilung in der Lücke berechnet und dabei die Biegung de berücksicht igtBildung des Kolbens. Er schlug vor, dass der optimale Abstand zwischen dem Kolben und dem Zylinder etwa 1 ° des Kolben durchmessers betragen muss, um die besten Start-und Geschwindigkeit eigenschaften zu erzielen.


Ivanty synova (1985) verwendete erstmals die Reynolds-und Energie gleichungen, um den nicht-isothermen Fluss in der Lücke numerisch zu berechnen und mit den Testergebnis sen zu vergleichen. Das Energie gleichung modell verwendet die Dissipation funktion von Vogel pohl als Quell term. Der Testa ufbau bestand aus einer Taumel scheiben pumpe mit zwei Bohrungen, deren Auslass kammern durch ein Steuerventil kurz geschlossen werden konnten. Ezato und Ikeya (1986) entwickelten einen Prüfstand für die Untersuchung der Kolben-Zylinder-Reibung. Über eine auf einem Wälzlager abgestützte Mess hülse wird die Seiten kraft getrennt von der Axial kraft gemessen, so dass nur geringe Seiten kräfte aufgebracht werden können. Der Test wurde im Konstant spannungs modus durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf Start-und Niedrig geschwindigkeit eigenschaften lag. Der Einfluss der Rauheit der Kolben oberfläche, des Materials und der harten Oberfläche wurde untersucht, wobei letztere zum Zeitpunkt des Tests nicht als anwendbar erwiesen wurde. Jacobs (1993) experimentierte mit Pumpen motoren durch künstliche Zugabe von Schadstoff partikeln und schlug vor, dass die Kombination eines alternativen Materials und einer harten Oberflächen schicht (durch physikalische Gasphase abscheidung PVD) kann die Verschleiß eigenschaften von Axial kolbenpumpen und Gleit eigenschaften erheblich verbessern. Fang und Shira kashi (1995) führten eine theoretische und experimentelle Untersuchung des Axial kolben mechanismus durch. Ihr Simulations modell berücksicht igte zwar die Reynolds-Gleichung für alle Positionen des Kolbenhubs, berücksicht igte jedoch nicht den Effekt des dynamischen Druckaufbaus aufgrund der Druckent ladung. Die durchgeführten Messungen zeigten einen vorteilhaften Effekt der relativen Rotation der Kolben, im Gegensatz zu den Aussagen von Renius und Regenbogen.


Donder (1998) verwendeten verschiedene Experimente, um die Wirkung verschiedener Reibungs paare zu untersuchen, und verwendeten das gewonnene Wissen auf die Konstruktion des Axial kolben mechanismus für Hochwasserbasis flüssigkeit (HFA). Er entwickelte Geräte zur Messung der Reibung und Druck verteilung von Kolben und Gleit schuhen. Der Prüfstand zur Messung der Kolben reibung besteht aus einem Kolben, der am Kraft wandler gehäuse befestigt ist. Der Kolben hat einen keilförmigen Freiraum ausgleichs kolben, der am Boden des Kolbens montiert ist. Um die Relativ bewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder zu simulieren, wird der Zylinder durch eine Kurbel hin und her bewegt, und die auf den Kolben kugelkopf wirkende seitliche Kraft wird durch einen externen Druck zylinder erzeugt. Jang, Oberem und vanBebber verwendeten mit einigen geringfügigen Änderungen ebenfalls denselben Prüfstand.


Für den Gleitschuh-Reibungs test verwendeten Donder ein spezielles Tribo meter. Die Swash-Platte dreht sich und die Presskraft ist der realen Maschine ähnlich. Die Neigung des Kolbens wurde im Test ignoriert. Tests haben gezeigt, dass die berechnete Druck verteilung zwischen den Dichtung vorsprüngen des Schuhs sehr gut mit den gemessenen Daten übereinstimmen kann, und es ist zu erwarten, dass der Schuh aufgrund hydro dynamischer Kräfte bei hohen Relativ geschwindigkeiten schwimmt.


Donder versuchten mit einigem Erfolg, die Verluste der gesamten Maschine aus den gemessenen Verlusten der einzelnen Reibungs paare abzuleiten. Die Fakten haben jedoch bewiesen, dass es sehr wichtig ist, ein Messgerät in der Nähe des tatsächlichen Arbeits zustands zu entwerfen, um den Arbeits prozess der Tauschplatten maschine genau zu simulieren. Insbesondere das komplexe Zusammenspiel zwischen den mechanischen Reibungs teilen des Axial kolbens muss bei der Auslegung des Messgeräts berücksicht igt werden.


Manring (1999) verwendete dieselbe am Wälzlager installierte Mess hülse wie Ezato und Ikeya, um die Reibungs kraft zwischen dem Kolben und dem Zylinder zu messen. Hier dreht sich die Taumel scheibe nicht und bewegt sich nur in einer linearen Bewegung, um den Hub des Kolbens zu erzeugen. Daher gibt es keine Seiten kraft, um eine Kreis bewegung zu simulieren. Basierend auf den Testergebnis sen wird eine durch eine Exponential funktion angenäherte Stribeck-Kurve für den gemischten Reibungs bereich abgeleitet. Der Extrusion filme ffekt, der durch die gleichzeitige Bewegung und Rotation des Kolbens erzeugt wird, wird im Modell nicht berücksicht igt. Der Bereich mit niedriger Geschwindigkeit wurde nicht getestet.


Tanaka (1999) untersuchte experimentell die Auswirkung der Steifigkeit des Kolbens und der makros kop ischen Geometrie an der End fläche des Kolbens auf die Start-und Reibungs kräfte. Der Prüfstand verwendet eine hydro statisch unterstützte Mess hülse ähnlich dem Renius-Prüfstand. Ein weniger starrer Kolben führt zu einer geringeren Reibung (langer Führungs kolben, gemessen in der Misch reibungs zone).

Zhang Yangang (2000) untersuchte Maßnahmen zur Verbesserung der niedrigen Geschwindigkeit und des StartsEigenschaften von Axial kolben maschinen. Er analysierte Reibung und Leckage in Motoren mittels konstanter Zwangs rotation. Um die Analyse zu vertiefen, setzte er mehrere Prüfstände ein, darunter Donders Single Plunger Prüfstand mit beweglichem Zylinder lauf und festem Seiten kraft teil, und die äquivalente Mindest geschwindigkeit entspricht 5r/min. Er bezifferte die von ihm gemessenen Reibungs-und Leckage verluste in einem Taumel platten motor test: Das tatsächliche Ausgangs drehmoment des Motors beträgt nur 77% des theoretischen Drehmoments, der Reibungs verlust zwischen dem Kolben und dem Zylinder beträgt 8,7%, und der Verlust zwischen dem Kolben und den Gleit schuhen beträgt 8,7%. 6,1%, 3,8% zwischen dem Zylinder block und der Taumel platte, 3,1% zwischen dem Gleit schuh und der Taumel platte und 1,0% für den Rest.


Nevoigt (2000) untersuchte die Verwendung harter Oberflächen, um die Verschleiß festigkeit von Reibungs paaren von Hydraulik komponenten zu verbessern. Er verwendete die Kolbenstange des Hydraulik zylinders, um einen Reibungs test durch zuführen und den Verschleiß zu untersuchen.


Liu Ming (2001) und Krull (2001) untersuchten den Kolben mit öl geschmierten Kontakten auf einer Axial kolben maschine mit dem Ziel, diese Maschine als vibrations übertragendes Element zu simulieren. Liu schlug analytische Gleichungen vor, die die einzelnen Elemente beschreiben, die auf der Grundlage der im Raum wirkenden Kräfte wirken, während Krull die erforderlichen Werte für starre Reibung und Dämpfung durch umfangreiche Experimente untersuchte. Dafür verwendete er drei verschiedene Prüfstände: Prüfstand 1, um die Steifigkeit von Kolben und Zylinder und die Dämpfung dazwischen zu bestimmen; Prüfstand 2, das Reibungs moment in der Schuh kugel buchse; Prüfstand 3, die Steifigkeit und Dämpfung. Knull maß keine axiale und tangentiale Reibung, schätzte sie jedoch anhand der Reibungs messungen von Renius. Die von Knull erhaltenen Daten zeigten, dass in vielen Fällen der Kolben in der gemischten Reibungs zone betrieben wurde und dass die pulsierende Seiten kraft nicht ausreichte, um den Kolben aus der gemischten Reibungs zone zu entfernen. Knull führt die Reibung an der Schuh fassung auf gut geschmierte Misch reibung zurück; der Reibungs koeffizient liegt sehr nahe an den bekannten Bronze-Stahl-oder Messing-Stahl-Werten. Obwohl fraglich bleibt, ob die Reibungs koeffizienten und ungefähren Formeln, die aus einigen Messungen auf einem speziellen Prüfstand erhalten wurden, ausreichen, um die Reibungs eigenschaften von Kolben in realen Maschinen genau wider zu spiegeln, lius Arbeit zeigt, dass die Verwendung dieser Daten ausreicht. Eine Axial kolben maschine wird als rotierendes Oszillation system angesehen. Da die Reibung auf Renius-Messungen basiert, ist es schwierig, die Wirksamkeit im sehr niedrigen Drehzahl bereich zu garantieren.


Kleist (2002) entwickelte ein Simulations programm zur Berechnung der Reibung und Leckage des Kolbens und löste die relative Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens, wenn sich der Zylinder drehte. Die auf den Kolben wirkenden Kräfte wurden aus den stationären und transienten Komponenten der durchschnitt lichen Reynolds-Gleichung für den sogenannten groben Schmier spalt bestimmt. Das verwendete AFM-Modell (Average Flow Model) verwendet einen statistischen Ansatz zur Oberflächen rauheit, der auf der Studie von Partir und Cheng basiert. Darüber hinaus wird der feste Kraft teil nach dem Anpressdruck modell von Greenwood und Williamson modelliert. Kleist zeigte, dass es sehr wichtig ist, die Belastbar keit der Oberflächen rauheit beim Kontakt des Spaltes durch die Asperity-Spitze zu berücksichtigen, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, die nicht verna ch lässigt werden können. Er diskutiert auch eine allgemeine Lösung der Energie gleichung, die die Abhängigkeit der Temperatur in der Lücke vom Druckaufbau berücksicht igt. erhält aber Ergebnisse, die im Fall seiner Studie nicht unbedingt berücksicht igt werden, sagt aber, dass solche Überlegungen nützlich sind. Um sein theoretisches Modell zu testen, baute er mehrere Prüfstände, insbesondere eine intern unterstützte Radial kolbenpumpe, die verschiedene Tests durchführen konnte-Reibung, Temperatur, Druckaufbau im Spalt. a Donders Es ist ein Prüfstand mit einem beweglichen Zylinder und einer seitlichen Belastung des Kolbens. Er simulierte nicht nur den Reibungs kontakt des Kolben zylinders, sondern führte auch Berechnungen für den Schuh-Taumel scheiben kontakt durch. Er weist darauf hin, dass das Profil der Dichtung sring fläche und etwaige Fasen modelliert werden müssen, da dies erhebliche Auswirkungen auf die Berechnungs ergebnisse habe. Eine Berechnung, die alle Gleit kontakte berücksicht igt, abgebrochen, weil die Berechnung zu lange dauert. Basierend auf den Ergebnissen einer Reihe von Simulationen schlug er ein verbessertes Design vor, eine lange Zylinder bohrung mit einem langen Kolben. Die obige Simulation der Kolben reibung erfolgt bei mäßiger Geschwindigkeit und geringem Neigung winkel (750r/min, 15 °), was nicht mit den harten Arbeits bedingungen moderner Axial kolbenmotoren verglichen werden kann.


Sanchen (2003) setzte die Arbeit von Kleist fort, indem er die dynamische Berechnung des Drucks bu ein bezogIn der Kolben kammer in die Pumpmotor-Design-Software PUMA einleiten, so dass die Kräfte, die auf den Tauschplatten-Einstell mechanismus oder das Antriebswellen lager wirken, ausgegeben werden können. Niedrige Geschwindigkeit (<500r/min) wird hier nicht berücksicht igt. Studien haben gezeigt, dass der Prozess des dynamischen Druckaufbaus in der Lücke besondere Aufmerksamkeit erfordert, wenn die Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder beschrieben werden soll.


Wieczorek (2000) schlug ein Simulations modell CASPAR vor, um den mechanischen Spalt fluss der Taumel scheibe zu beschreiben. Es kann den Gleit kontakt zwischen Schuh-Swash-Platte, Kolben zylinder und Zylinder verteiler platte berechnen. Zusätzlich können die mechanischen (Kinematik, Dynamik) und hydraulischen (Druckaufbau im Zylinder hohlraum) Effekte simuliert werden. Die schmierende wirksame Oberfläche ist nicht auf einfache geometrische Grundformen beschränkt, sondern kann innerhalb bestimmter Grenzen frei bestimmt werden. Im Gegensatz zu den von Kleist und Sanchen entwickelten BHM-und PUMA-Programmen löst CASPAR zusätzlich zur Reynolds-Gleichung die Energie gleichung, sodass nicht-isotherme Prozesse in der Lücke berücksicht igt werden können. Das Programm erfordert Kenntnisse über die Temperatur und das Volumen aller Komponenten, die die Lücke definieren. Die in der Misch reibungs zone auftretenden Kontakt kräfte werden durch ein vereinfachtes Modell beschrieben. Das Ergebnis der Berechnung ist die Verteilung von Druck und Temperatur und die Leckage der Lücke. Diese Arbeit demonstriert die prinzipielle Durchführbar keit solcher Berechnungen und gibt einige Rechen beispiele. Dies zeigt auch, dass gemischte Reibung im Kolben-Zylinder-Kontakt bereich berücksicht igt werden kann. Da für den Test nur sehr hohe Drehzahlen (>2000 r/min) verwendet wurden, wurde die vereinfachte Berechnung der Kontakt kraft als zuverlässig angesehen.


Die Arbeit von Olems (2001) konzentriert sich auf das thermo dynamische Modell des Simulations programms CASPAR. Er fügte hinzu, dass die im Tauchspalt erzeugte Wärme auf den Zylinder block und von dort auf das Lecköl im umgebenden Gehäuse übertragen wurde. und die Kontakt kraft wurde erneut durch ein vereinfachtes Modell beschrieben. Experimente mit Temperatur sensoren, die am Zylinder block einer Reihe von Produkten installiert sind, zeigen, dass die simulierten und gemessenen Ergebnisse gut übereinstimmen. Messungen werden relativ zur Neigung und zum Druck der Taumel platte ausgedrückt. Die Geschwindigkeit und die Betriebsart sind durch die "Nenn geschwindigkeit" gegeben, aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Geschwindigkeit n>2000r/min.


Oberem (2002) untersuchte verschiedene Reibungs teile von Axial kolbenpumpen mit dem Ziel, eine Axial kolbenpumpe und einen Motor für Hoch wasserbasis flüssigkeit (HFA) zu entwickeln. Sein Prüfstand war eine Weiterentwicklung des Donders-Prüfstands für kurbel getriebene Kolben hülsen. Aufgrund der niedrigen Viskosität des Mediums finden fast alle Reibungs prozesse im Misch reibungs bereich statt. Für den Kolben reibungs test beträgt die hohe Geschwindigkeit 10-1500r/min und die niedrige Geschwindigkeit 1-10r/min, alle unter konstantem Druck. Die Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Druck, unterschied liche Kolben längen und-abstände sowie der Einfluss von Vorsprung länge und Tauchring rille wurden nur im Hoch geschwindigkeit bereich getestet. Im niedrigen Drehzahl bereich wurden wiederholte Testergebnisse gestreut, die auf Geschwindigkeit schwankungen und einen Ausfall des hydro statischen Lagers der Mess hülse zurück zuführen sind. Da feste Reibung einen großen Anteil ausmacht, ist die gemessene Reibungs änderung erwartung gemäß eine reine Coulomb-Reibung und nicht nur vom Kolben lauf abhängig. Um das Problem der gemischten Reibung zu lösen, schlug Oberem vor, die Oberflächen schicht des Teils zu härten oder durch ein reibungs reduzierendes Material, vorzugsweise eine Keramik basis, zu ersetzen. Van Bebber (2003) untersuchte die Anwendung von abgestuften Karbid schichten auf Axial kolben maschinen. Im Prinzip kann dieses Verfahren für alle Reibungs teile von Axial kolben maschinen verwendet werden, insbesondere kann es die Nichte isen metalle ersetzen, die normaler weise in der Zylinder block-Öl verteilungs platte und im Kolben zylinder block verwendet werden. Die Gradienten-Harts ch ichten HfCg und ZrCg (Gradienten hafnium carbid und Zirkonium karbid schichten), die er als Alternativen besonders viel versprechend erachtet, zeichnen sich durch weichere Oberflächen und weichere Schichten in der Mitte der Schicht in Dicken von einigen μm aus (Medianwert ca. 4 μm). Es ist hart und wird an der Verbindung der Schicht und des Substrats für eine bessere Haftung weicher. In der Studie wurden Schwierigkeiten festgestellt, eine harte Oberfläche zu verwenden, bei der der Kolben zylinder kontakt normaler weise hohe Oberflächen drücke (>50N/mm²) aufweist. Um dies zu verbessern, verwendete er verschiedene FEM-Tools und BHM-Programme für seine Forschung. Gleichzeitig führte er die Plunger reib prüfung auf dem vorhandenen Prüfstand durch, und die Berechnung mittels BHM stimmt erst bei höheren Geschwindigkeiten überein. Der Kolben kanten druckeffekt kann theoretisch verbessert werden, indem der Boden des c geschlitzt wirdYlinder bohrung, aber es kann nicht experimentell bewiesen werden. Die Verbesserung der Reibungs bedingungen und der mechanisch-hydraulischen Effizienz ist nicht der Hauptzweck dieser Studie, und die hervorragenden Reibungs eigenschaften des harten Oberflächen systems können mehr Effekte bringen, was in den Gradienten schicht tests auf verschiedenen Prüfständen zu sehen ist.


Breuer (2007) verwendete einen starren piezo elektrischen Kraft sensor als Teil des Kolbens und testete die Reibungs kraft des Kolbens auf einem Motor prüfstand mit niedriger Geschwindigkeit. Durch Tests und Berechnungen wurde der Schlüssel mechanismus der Reibungs erzeugung aufgedeckt und zur Verbesserung des Kolbens verwendet. Stecker-Design. Die Entwurfs richtlinie des Kolben mechanismus wird durch das Experiment heraus gezogen.


Gele (2011) untersuchten die harte Oberfläche des Kolben zylinders und die entsprechende Form. Um eine bessere Verschleiß festigkeit zu erreichen, kann das Reibungs paar eine hart-harte Kombination verwenden, um die traditionelle Hart-Weich-Kombination zu ersetzen: z. B. die Verwendung von abgeschrecktem und gehärtetem Stahl plus Zirkonium karbid oberfläche. Der vorherige Lauf und die vorherige Stufe finden jedoch nicht mehr statt. Daher ist es erforderlich, den Kolben und die Zylinder bohrung im Voraus in eine bestimmte Form zu verarbeiten. Finden Sie durch Simulation die geeigneten Form parameter heraus und betrachten Sie die Verarbeitung stech no logie, und testen Sie dann auf einem einzelnen Kolben prüfstand und einer kompletten Kolben maschine, die Ergebnisse zeigen, dass das hart-harte Reibungs paar die Tragfähigkeit verbessern kann, während der Feinform faktor die Effizienz erhöht.


Zusätzlich zur Untersuchung des Reibungs verlustes der harten PVD-Oberfläche in synthetischem Ester ohne Zusatzstoffe, enekes (2012) untersuchte auch den Energie verlust des Öls im Pumpen gehäuse aufgrund der Drehung des Zylinders durch die CFD-Methode und normaler weise Verbesserung maßnahmen.


Scharf (2014) untersuchte weiterhin die Reibungs-und Verschleiß eigenschaften der Gradienten-Zirkonium karbid oberfläche in einer schnellen biologischen Abbau flüssigkeit. Tests haben gezeigt, dass sie die Reibung erheblich reduzieren und die Haltbarkeit verbessern. Es kann eine Hilfs rolle spielen, indem es den Kugel bogen im Kolben-und Zylinder loch im Voraus bearbeitet. Durch Analyse des Schmier zustands in der Lücke werden verschiedene Kugel bogen parameter untersucht und die beste Form gefunden.


Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, dass die Arbeits bedingungen von Axial kolben maschinen seit Jahrzehnten einen kontinuier lichen Forschungs prozess durchlaufen haben, von einfach bis komplex, von einzeln bis umfassend. und was unverändert bleibt, ist, dass die Kombination der Theorie Test, fördern die Theorie auf der Grundlage der Test verifikation, Und auf dieser Basis ein Simulations programm zu etablieren, das immer umfassender und nah an den tatsächlichen Arbeits bedingungen ist. Gegenwärtig kann die Lebensdauer der Kolbenpumpe auf dem fort geschrittenen Niveau der Welt unter häufigen Erschütte rungen wie Baggern mehr als 8.000 Stunden erreichen. es kann mehr als 15.000 Stunden unter seltenen Erschütte rungen erreichen, wie z. B. Kräne; Rexroth mit moderner Designt echno logie im Jahr 2010, Die variable Plunger einheit A15VSO wurde komplett neu gestaltet. Der kürzlich erschienene Arbeitsdruck von Rexroths A4VHO kann 630bar erreichen. Dies sind alles die Industrialisierung sergeb nisse dieser langfristigen kontinuier lichen Forschung.

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