利用Pumplinx软件建立了某汽油机用叶片式可变排量机油泵的计算流体力学模型,对叶片式可变排量机油泵的空化现象进行了模拟及试验验证,结果表明,空化主要发生在机油泵泵腔内入口侧,空化程度随转速增大而加重,且空泡的主要成分为不凝结气体。对比了不同机油含气量、油温、机油粘度、入口压力和入口几何结构等条件下机油泵出口流量、叶片腔总空泡体积分数分布情况,结果表明,机油含气量、入口压力和入口几何结构对泵内空化程度影响较大,工质参数对泵内空化影响相对较小,减小机油含气量、增大入口压力可有效减少泵内空化程度。 研究理论依据。2机油泵CFD仿真模型2.1几何模型所研究的某叶片式可变排量机油泵几何参数如表1所列。表1叶片式可变排量机油泵几何参数机油泵中泄压阀开启压力较高，正常工况下泄压阀不会开启，在模拟过程中假设泄压阀处于关闭状态，对其进行简化处理，仅保留其前段通道。机油泵流体域采用NX8.0软件提取，并将入口腔、出口腔、反馈油道腔等部分划分开来，同时对叶片顶部形状进行简化处理，假设其形状与调节环内壁重合。模型采用笛卡尔网格，模型网格总数为398788个，节点共663781个。图1为机油泵网格模型。图1叶片式可变排量机油泵网格模型2.2空化计算模型考虑模型的适应性、收敛性和稳定性，采用Singhal等人提出的全空化模型[6]。该模型基于流体力学中最基本的变密度的标准粘性流动方程和传统的湍流模型（k-ε方程），认为混合流体密度ρ是关于气体（包括不凝结气体和油蒸气）本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/汽油机用可变排量-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控钢管滚圆机质量含量f的方程，而f可以通过求解质量和动量守恒方程的传输方程得到，ρ与f关系式为：1ρ=fvρ+fgρg+1-fv-fgρl（1）t(ρf)v+·(ρVf)v=·(Γf)v+Re-Rc（2）Re=Ce·ρlρvéêùú23(P-P)vρl1/2(1-f)v-fg（3）Rc=Cc·ρlρvéêùú23(P-P)vρl1/2fv（4）式中，fg为不凝结气体质量分数；fv为油蒸气质量分数；ρv、ρg和ρl分别为油蒸气、不凝结气体和液体的密度；Re、Rc分别为气泡的产生速度和消失速度；Ce、Cc分别为蒸机油泵压力图5发动机转速为5000r/min时空泡体积分数和机油泵压力分布云图4.2空化程度随转速变化分析图6为不同发动机转速下流体域内空泡体积分数分布情况。当发动机转速为4000r/min时，空化尚不明显，空泡体积分数最高仅约为50.0%左右，气泡主要分布在入口侧；随转速升高，空化现象加剧；当发动机转速为6000r/min时，有大片区域的空泡体积分数接近100.0%，气泡集中范围扩大，出、入口过渡区域也有大量气体集中，这是由于空泡体积过大且进入过渡区域后未完全溃灭造成的。（a）4000r/min（b）5000r/min（c）6000r/min图6不同发动机转速下空泡体积分数分布云图结合空化发生位置分析可知，空化的主要成因是高转速下机油泵入口吸油不充分，机油未能及时吸入，导致叶片腔内产生低压区，引发空泡富集。5影响空化的因素分析根据空泡形成机理，影响空泡形成及空泡体积变化的主要因素包括工质参数和边界条件，如机油含气量、温度和粘度，机油泵入口压力及入口几何结构等。本文以发动机转速为5000r/min时的工况为例进行分析。5.1机油含气量影响图7为机油含气量gf分别为0.014%、0.020%和0.025%时的机油泵出口流量、空泡体积分数模拟结果，空泡体积分数分布云图如图8所示。图7机油含气量对机油泵出口流量和空泡体积分数影响（a）gf=0.014%（b）gf=0.020%（c）gf=0.025%图8不同机油含气量下空泡体积分数分布云图由图7可看出，随机油含气量增加，机油泵出汽油机用可变排量-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控钢管滚圆机本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/