[01691650]电机泵一体化液压动力单元的关键技术及其产品开发

电动机-液压泵动力单元是液压传动与控制系统的主要动力源之一，它是液压系统的心脏，对系统性能具有决定性影响。大量使用的传统液压动力单元是"三段式"结构，即由独立电动机、联轴器和独立的液压泵等独立部件连接而成，存在体积重量大、噪声高、效率较低，以及存在可能外泄漏、各部件之间连接复杂、泵和电机的壳体结构及其制造复杂等问题。 基于将电动机与液压泵中的关键运动件合二为一的思想，提出将电动机、液压泵及孔板离心泵集成为一体的新型一体化液压动力单元结构形态液压电机泵(Electric Motor-pump)，克服传统液压电机泵的缺点，推动液压动力单元向小型化、静音、节能、无外泄漏、人机友好的方向发展，属于液压动力单元的重要发展方向。在各领域的机电装备中，尤其是要求"静音液压"、航空航天、清洁免维护等领域和场合，一体化液压动力单元具有无可替代的地位。 项目组采用理论分析、数值仿真技术、试验研究方法，研究了电机泵内部流动、电磁场、温度分布、能量损失、噪声机理、转子动力学等基础问题和共性问题，解决电机泵产品涉及的关键技术，为液压电机泵产品开发提供理论依据及相关技术，并开展电机泵及其一体化液压动力单元产品的设计研发。主要解决的关键技术：1）解决了高性能液压电机泵的结构融合问题。提出了电动机-液压泵-离心泵三体融合的一体化电动液压动力单元新结构，发明了孔板离心泵，将专用浸油电动机、"无壳化"液压泵及辅助孔板离心泵集成为一体的电机泵一体化液压动力单元结构，从结构上解决了电机泵中油冷与主泵充分吸油之间的矛盾。 2）解决了电机泵复合转子支撑问题。给出了液压电机泵复合转子最优支撑方式，解决了液压电机泵复合转子动不平衡问题及电机转速刚度低等问题，揭示出电机泵中复合转子动力学特性。 3）电机泵中专用高效浸油电机设计原则。通过对液压电机泵电磁场和温度分布数值计算、对功率损失分析计算，给出了其高效专用浸油电机设计原则及方法。4）电机泵内部吸油流道的多目标优化。对液压电机泵主泵吸油流场进行数值仿真计算，为液压电机泵内流道结构优化设计提供了理论依据和方法。 5）电机泵一体化动力单元的噪声控制方法。通过在液压电机泵主泵吸油腔前增设孔板离心泵提高主泵吸油性能，以克服主泵吸油不足产生的气穴噪声。