臺灣博碩士論文加值系統

本研究將針對斜盤式柱塞泵與斜軸式柱塞馬達做參數化設計(Parametric Design)，使用PumpLinx軟體進行流體模擬研究，目的是降低斜盤式柱塞泵之流量脈動率(Flow Ripple Rate)與斜軸式柱塞馬達之轉矩脈動率(Torque Ripple Rate)，因為流量脈動(Flow Ripple)與轉矩脈動(Torque Ripple)是造成液壓系統產生噪音的主因之一，以及增加流動的穩定性。使用PumpLinx軟體建立高壓與高轉速的流體模擬，對斜盤式柱塞泵與斜軸式柱塞馬達做流體模擬，先針對溝槽(Groove)與預壓腔(Pre-compression Chamber)，觀察何種設計可以達到最佳效果，再針對輸出端負載壓力、轉速與預壓腔容積做流體模擬，以及針對配流盤之結構設計做參數化設計變化，進行模擬分析與討論。將以上之結果數據代入配流盤(Valve Plate)做應力分析(Stress Analysis)，討論流體在斜盤式柱塞泵和斜軸式柱塞馬達運轉時產生之壓力，會使固體配流盤承受多大之應力與產生多少位移量。

In this thesis, parametric designs of a swash plate piston pump and a bent-axis piston motor are studied. Flow ripple rate and torque ripple rate while operating are known as the main causes for noises in swash plate piston pumps and bent-axis piston motors. In order to reduce noises and improve the flow stability, computational fluid dynamics (CFD) simulations for designs of a swash plate piston pump and a bent-axis piston motor are conducted. Firstly, the fluid with high rotational speed and pressure in grooves and pre-compression chambers are modeled by PumpLinx software. Using parametric design and CFD approachs, the designs of grooves and pre-compression chambers are optimized for output pressure, speed and volume. After that, the fluid pressure which is caused while operating are used to conduct stress analysis of the swash plate piston pump and the bent-axis piston motor. By investigating in on stresses and deformations of the structures, design’s rigidity is enhanced.

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簽名頁
中文摘要...iii
ABSTRACT...iv
誌謝...v
目錄...vi
圖目錄...ix
表目錄...xii
符號說明...xiii
第一章 緒論...1
1.1 前言...1
1.2 研究動機與目的...2
1.3 文獻回顧...3
1.4 論文架構...5
第二章 斜盤式柱塞泵與斜軸式柱塞馬達介紹...7
2.1 斜盤式柱塞泵介紹...7
2.1.1 斜盤式柱塞泵結構與工作原理...7
2.1.2 斜盤式柱塞泵排量...8
2.2 斜軸式柱塞馬達介紹...10
2.2.1 斜軸式柱塞馬達結構與工作原理...11
2.2.2 斜軸式柱塞馬達排量...12
第三章 PumpLinx軟體介紹...14
3.1計算流體力學...14
3.1.1統御方程式...14
3.1.2有限體積法...16
第四章 斜盤式柱塞泵模擬與分析...17
4.1研究方法...17
4.2溝槽與預壓腔對於流量脈動之影響...20
4.3 參數設計...26
4.3.1 輸出端負載壓力對於流量脈動之影響...28
4.3.2 轉速對於流量脈動之影響...30
4.3.3 阻尼孔直徑對於流量脈動之影響...33
4.3.4 預壓腔容積對於流量脈動之影響...35
4.3.5 阻尼孔角度對於流量脈動之影響...37
第五章 斜軸式柱塞馬達模擬與分析...40
5.1 研究方法...40
5.2 溝槽對於轉矩脈動之影響...43
5.3 參數設計...47
5.3.1 轉速對於轉矩脈動之影響...50
5.3.2 溝槽形狀對於轉矩脈動之影響...52
5.3.3 溝槽寬度對於轉矩脈動之影響...54
5.3.4 溝槽深度夾角對於轉矩脈動之影響...57
5.3.5 溝槽位置夾角對於轉矩脈動之影響...59
第六章 流體分析應用於元件設計...62
6.1 應用元件介紹...62
6.2 研究方法...62
6.3 配流盤之應力分析...64
第七章 結論...68
參考文獻...69

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