【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿轮泵性能预测领域，具体涉及一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法。
技术介绍
1、齿轮泵内部泄漏量直接影响着其容积效率，对于小流量电动齿轮泵而言，内部泄漏量对其容积效率影响尤为显著。随着增压值升高，其容积效率呈现逐步下降的趋势。齿轮泵的容积效率与齿轮泵设计、制造公差及使用环境温度变化密切相关，在一定的增压值下，各部件配合间隙越大，其容积效率越低，但是提高其公差等级又使其加工制造的难度剧增，因此合理准确预测齿轮泵内部泄漏量是设计过程中的关键步骤。
2、齿轮泵内部泄漏包括齿轮端面间隙泄漏、齿轮径向泄漏及齿轮啮合间隙泄漏。啮合间隙处泄漏量较少，相较于其余两处可忽略不计。齿轮泵径向泄漏是由于轮齿与泵体油井壁面存在径向间隙，在泵进出口压差作用下发生的内部齿顶径向间隙泄漏。已公布专利《一种齿轮泵设计容积效率计算方法(cn 110069898a)》(后文称为现有专利技术)将所有过渡区齿轮间隙串联拼接成一个径向间隙，并认为其中的流动状态为压差和齿轮运动剪切共同作用下的层流流动，因此其只考虑了间隙对流体的沿程摩擦能量损失，而忽略了轮齿与油井壁面额外流阻效应，包括各轮齿间隙前后的流体收缩、扩张造成的局部损失，以及轮齿从吸入口旋转进入油井瞬时闭合时产生的排挤阻流效应。该现有专利技术对于径向泄漏量的预测结果偏大，对于较大流量齿轮泵泄漏量计算有一定的参考性，但对于小流量齿轮泵而言，泄漏量计算的准确性对其性能影响显著，该计算方法已不适用于小、微流量齿轮泵性能预测。同时传统的端面间隙泄漏中没有考虑端面轴承处的泄漏量，并且没有考虑齿轮
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法解决了现有方法对齿轮泵的泄露量预测不准的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、提供一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其包括以下步骤：
4、s1、获取目标齿轮泵总增压值和过渡区齿数，并构建每个轮齿与油井壁面组成的径向间隙压降模型；
5、s2、构建目标齿轮泵的径向间隙流体扩张局部压降模型；
6、s3、构建目标齿轮泵的径向间隙流体收缩局部压降模型；
7、s4、构建目标齿轮泵的齿轮周向运动的间隙沿程摩擦压降模型；
8、s5、基于步骤s1至步骤s4构建的模型，计算目标齿轮泵的径向间隙泄漏平均流速；
9、s6、基于目标齿轮泵的径向间隙泄漏平均流速、齿轮宽度和径向间隙大小获取两齿轮侧径向泄漏量；
10、s7、获取目标齿轮泵的端面泄漏量；
11、s8、将两齿轮侧径向泄漏量与端面泄漏量的总和作为目标齿轮泵内部泄漏量预测结果。
12、进一步地，步骤s1的具体方法为：
13、获取目标齿轮泵总增压值δptotal和过渡区齿数z0，并根据公式：
14、
15、构建每个轮齿与油井壁面组成的径向间隙压降模型；其中δp为每个轮齿与油井壁面组成的间隙压降值。
16、进一步地，步骤s2中目标齿轮泵的径向间隙流体扩张局部压降模型的表达式为：
17、
18、其中δp1为目标齿轮泵的径向间隙流体扩张局部压降值；ξ1为齿顶间隙扩张流局部系数；ρ为输送介质密度；um为平均流速。
19、进一步地，步骤s3中目标齿轮泵的径向间隙流体收缩局部压降模型的表达式为：
20、
21、其中δp2为目标齿轮泵的径向间隙流体收缩局部压降值；ξ2为齿顶间隙收缩流局部系数。
22、进一步地，步骤s4中目标齿轮泵的齿轮周向运动的间隙沿程摩擦压降模型的表达式为：
23、
24、其中δp3为目标齿轮泵的齿轮周向运动的间隙沿程摩擦压降值；μ为输送液体粘度；sa为齿顶厚；um为平均流速；π为圆周率；n为齿轮转速；da为齿顶圆直径；δ为齿轮与油井的径向间隙大小。
25、进一步地，步骤s5的具体方法为：
26、令δp＝δp1+δp2+δp3，得到用径向间隙泄漏平均流速um表示的每个轮齿与油井壁面组成的间隙压降值δp的表达式：
27、
28、通过带入每个轮齿与油井壁面组成的间隙压降值δp、ρ、μ、sa、n、da和δ的具体数值，得到目标齿轮泵的径向间隙泄漏平均流速um；其中参数ξ＝ξ1+ξ2。
29、进一步地，参数ξ的具体取值方式为：
30、若δ≤0.0247mm，则ξ＝6；
31、若δ＞0.0247mm，则ξ＝-0.12-0.3547ln(δ-0.0247)；其中ln(.)表示以常数e为底数的对数。
32、进一步地，步骤s6的具体方法包括以下子步骤：
33、s6-1、根据公式：
34、q＝2umbδ
35、获取两齿轮侧径向泄漏量初始值q；其中um为径向间隙泄漏平均流速；δ为齿轮与油井的径向间隙大小；b为齿轮宽度；
36、s6-2、根据公式：
37、
38、获取流阻系数c；
39、s6-3、根据公式：
40、qr＝(1-c)q
41、得到最终的两齿轮侧径向泄漏量qr。
42、进一步地，步骤s7的具体方法为：
43、基于目标齿轮泵结构参数建立端面泄漏简化三维模型，通过cfd软件对端面泄漏简化三维模型采用稳态计算吸油口流量与轴孔出油口流量之和，在残差达到10-4时输出对应的吸油口流量与轴孔出油口流量之和，即得到目标齿轮泵的端面泄漏量。
44、本专利技术的有益效果为：本专利技术在给定齿轮泵齿轮、泵体设计参数及输送介质物性参数后，考虑了齿轮泵径向间隙对泄漏流体的收缩、扩张的局部损失及沿程损失，并且考虑了轮齿连续进入油井瞬时闭合时对径向泄漏流的流阻效应，本专利技术可以快速求解小流量齿轮泵内泄漏量，准确预测小流量齿轮泵的设计容积效率，加快设计迭代速度，减少齿轮泵开发周期。
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1.一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S1的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S2中目标齿轮泵的径向间隙流体扩张局部压降模型的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S3中目标齿轮泵的径向间隙流体收缩局部压降模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S4中目标齿轮泵的齿轮周向运动的间隙沿程摩擦压降模型的表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S5的具体方法为：
7.根据权利要求6所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，参数ξ的具体取值方式为：
8.根据权利要求1所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤S6的具体方法包括以下子步骤：
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...【技术特征摘要】
1.一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤s1的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤s2中目标齿轮泵的径向间隙流体扩张局部压降模型的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量预测方法，其特征在于，步骤s3中目标齿轮泵的径向间隙流体收缩局部压降模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种航空燃油齿轮泵内部泄漏量...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓全，王维军，陈红杏，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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