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调节对ZYB柴油泵性能的影响及使用控制

一、前置导叶装置对油泵性能的影响

    我们使用的这套VR装置为圆环形,导叶为直叶式,共17片,叶片长500mm,装置通径1300mm,该装置由电机驱动,通过装有万向节的多节传动杆将转矩传到装置输入轴上,然后通过装置内的齿轮系统使各叶片同步转动,实现调节导叶角度目的。

下面首先就ZYB柴油泵装与不装前置导叶，对油泵性能的影响作些分析。

(一)未装前置导叶与装有前置导叶且叶片角度为90º时泵性能的比较

    根据提供的资料以及我们研究人员作的相关试验，作装有前置导叶且叶片在90º时，泊泰邦与无前置导叶装置的泵二者特性曲线对比，我们可以得出以以结论：

    1.无前置导叶与前置导叶90 º时泵的Q—H曲线基本上是两条平行曲线，有前置导叶的Q---H曲线略低些，这是由于加了前置导叶之后，进口液流阻力损失增加而引起扬程下降的缘故。

    2. 从Q一曲线上看出,两条曲线基本接近,且有一重合点,此点左侧,有前置导叶的Q一曲线比无前置导叶的Q一曲线略高3而此点右侧,有前置导叶的Q一曲线比无前置导叶的Q——曲线略低,此重合点正是最优工况点。这说明,ZYB柴油泵在最优工况下,前置导叶的阻力损失对泵来说微乎其微,不造成什么影响；而在小流量时,由于进油管内液流少,流动不均匀,加了前置导叶之后,起导流作用,使液流进口流动均匀性加强,所得效率比原来有所提高；而在大流量时,导流作用消失了,相反因增加前置导叶,阻力损失增加,导致效率有所下降。

    可见,当导叶位置在90 º时,其泵的性能与未装前置导叶泵的性能基本相近，此时它对泵的特性影响不大。

其次，来看看导叶在不同角度时油泵性能的变化。

(二)VR装置导叶在不同角度时对泵性能的影响

1 对Q—H性能曲线的影响

    有VR装置的泵在各种导叶角度下的性能曲线。当前置导叶向小于90的方向调节时,所得到的性能曲线是明显地向左,并且与90 º角时的性能曲线基本上平行的移动(在连续运行极限范围内)。

    得知，当导叶角度向小于90º。方向调节时，由于＞0，则泵的理论扬程HT小于导叶在如。时泵的扬程HT。并且，前置导叶角度取值越小，值越大，扬程降越大，故Q—H特性曲线向左移。在实际使用中，正是利用这一特性，ZYB柴油泵在保持扬程基本恒定的情况下，使流量随VR角度变小而变小，从而达到减少流量的目的。而当前置导叶大于90º方向调节，此时前置导叶液流出口方向与叶轮旋转方向相反，即产生反向预旋，故＜0。同样由欧拉方程可知，此时泵的扬程HT大于前置导叶在90º时的扬程。而且，前置导叶角度越大，越小，泵的扬程增加越大，Q—H特性曲线向右移。所以，可以在一定的扬程下，使泵的流量随导叶角度变大而增加。实践说明，上述作用是明显的。

2 对ZYB柴油泵效率的影响

    由于前置导叶向90º位置两边调节，使液流在进入泵叶轮前分别产生了正向预旋和反向预旋，在叶轮叶片进口边产生绝对速度V1的圆周分量，因而使叶轮进口速度三角形发生变化，实线为无预旋时的速度三角形，虚线分别为产生正向预旋和反向预时的速度三角形。三种状况下的相对速度大小不一样，为液流正向预旋时的相对速度；为液流反向预旋时的相对速度。显然随导叶角度值增大而增大。

    前置导叶角度调节对油泵效率的影响是明显的。当导叶处在90º位置时,油泵运行的高效区范围最大,效率最高。当导叶角度逐步增大或逐步减小时,油泵运行效率也逐步下降。并且,导叶角度偏离90º位置越远,效率下降越大且越明显,使泵不能正常运行。因此,我们将泵的前置导叶调节角度限定在75º—110º。范围之内,以使油泵能在75％以上的效率范围内安全运行。

    ZYB柴油泵对于上述现象产生的原因,可以用欧拉方程和速度三角形来分析：由前述我们知道,75º—110º。范围之内当导叶向小于90º方向调节时,液流产生正预旋,会降低泵的理论能头HT。但是,由于相对速度减小,使液流对叶轮的冲击损失大为减少了,故泵的效率没有明显下降；相反在导叶角度向大于90º方向调节时,虽然液流产生反预旋,提高了理论。但是,由于相对速度增大,使液流对叶轮的冲击损失增大了,故效率有相对明显的下降。如果当导叶角度向极限以外调节时,将使流量偏离设计流量Qd,液流冲角。发生变化,此时在叶轮叶片的工作面会形成旋涡区,引起更大的冲击损失,泵的效率更低。

    综上所述，我们认为：前置导叶调节引起油泵效率变化，液流的预旋和对叶轮的冲击损失是主要因素。因此，前置导叶的调节是有限度的。即使在限定的75º一110º的使用范围之内，也应避免油泵长时间在极限角度下运行。

3 对ZYB柴油泵汽蚀性能的影响

    很显然，当前置导叶向大于90的方向调节时，由于液流产生反预旋，使液流在泵叶轮入口的相对速度增大，液流对叶轮产生撞击作用，随着导叶角度不断增大，这种撞击也更趋严重，对油泵的汽蚀性能有不利影响。

    得知，由于相对速度的增大，使得必需汽蚀余量大大增大，从而使油泵的汽蚀性能下降。所以，ZYB柴油泵在操作使用中，要依据油泵的汽蚀特性曲线以及油位和扬程的变化，调节导叶角度，以保证有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量。此外，由于液流对叶轮的撞击作用，油泵叶轮处的振动值也随着导叶角度增大而变大。

三 结束语

    ZYB柴油泵前置导叶调节能有效改变油泵运行工况，在较大程度上满足生产使用要求。同时，由于导叶调节，液流方向改变，使液流对叶轮的冲击和能头损失增大，造成泵的运行效率下降，并影响油泵的汽蚀性能。但是，只要将导叶调节范围限定在适当的区域内，那么其负面作用就不会太大。