壳体回油温度分布特征

图8.3　油膜温度与壳体回油温度的比较

图8.3所示为滑靴副油膜计算温度与壳体回油测量温度的比较。随着缸体转角的增大，滑靴副油膜温度与壳体回油温度呈周期变化，变化趋势基本相同，但是数值略有不同。最高油膜温度出现在泵的吸排油过渡区，与最高壳体回油温度所处的位置区域相同，这表明在柱塞腔的周期性压力载荷作用下，滑靴底面流体油膜的比内能和比容发生改变，引起流体油膜的焓值增加，在某种程度上造成滑靴副因黏性摩擦和泄漏所产生的热量较大，并以泄漏和对流换热的形式传递给壳体内腔油液，表现为壳体回油温度升高。由此可见，壳体回油温度间接反映了滑靴副油膜温度的变化规律。

图8.4所示为壳体回油温度的理论与实验结果比较。由图8.4a和图8.4b可知，与实验曲线相比，理论壳体回油温度比较陡峭，存在峰值温度，出现在泵的吸排油过渡区，这是因为实验测量数据中同时包含有柱塞副、配流副以及轴承发热的影响，且实验装置受到采样频率的限制，达不到对滑靴在每个角度时刻进行采样的要求，所获得的实验结果为壳体回油温度的平均温度，数值较为平缓。本章滑靴副热力学模型基于平行油膜假设推导，对壳体回油温度进行反求解，没有考虑滑靴倾覆的影响，所以实验结果与计算结果相比略有偏差，但趋势相同。

图8.4　壳体回油温度的理论与实验结果比较

图8.5　不同工况下壳体回油温度分布

图8.5比较了不同工况下壳体回油温度分布的理论与实验结果。图8.5a所示的理论计算结果中，当柱塞泵处于高压高速工况时，壳体回油温度较高。此时滑靴副所产生的热量较高，流体油膜的焓值增大。图8.5b所示为实验结果，与理论计算的变化趋势基本相同，但是数值略有不同，主要体现在泵处于低速高压或者高速低压的实际工况。在低速高压工况下，由于摩擦副油膜厚度分布的不均匀性，尤其滑靴副较为严重，摩擦副的黏性摩擦发热显著，并将所产生的热能增量以对流换热形式传递给壳体内腔，所以壳体回油温度升高，此时摩擦副的黏性摩擦占据主导地位。在高速低压工况下，由于摩擦副泄漏流量增大，尤其配流副最为严重，滑靴副次之，摩擦副因流动功所产生的热量以泄漏流量形式进入壳体内腔，增强摩擦副与壳体内腔油液之间的对流换热，所以抑制壳体回油温度升高。这些特征说明摩擦副因轴功和流动功所造成的流体焓值增量对柱塞泵发热的影响都显著，但体现在壳体回油温度上面略有不同。