1. 研究目的与意义
1、研究背景
近年来，汽车工业发展非常迅速，汽车的保有量和行驶速度都在快速地增长，对制动系统的要求也随之提高。重型商用车由于重量大，而且一般采用气压制动系统，因此对制动气压的要求非常高。若气体泄漏，将导致气压不足，严重影响车辆行驶过程的制动稳定性，并存在安全隐患。气压制动系统中气泵是关键部件，决定着整个系统的性能。对于搭载气压制动系统汽车，如果气压不足，刹车时就非常容易刹不住车，气压不足被认为是汽车制动能力下降最主要的原因之一。司机踩下刹车踏板，无论是轻踩还是猛踩，一旦储气筒内的空气不能达到足够的压力，制动器上制动力矩就会不足，导致制动性能下降。气泵是以空气作为工作介质进行增压的装置。由于其本身装有叶轮,并且是依靠离心力和旋涡双重作用原理进行工作的,因而不同于单纯依靠离心力作用进行增压的装置,其最大排气压力为52.3kpa。旋涡气泵,国外称为regercrative blower,即再生式鼓风机或反馈式鼓风机,属于再生式透平机械之一。又因其结构形式与旋涡泵基本相同,且既可用来抽吸气体又可用于压送气体,因此国内习惯上称其为吹吸两用的旋涡气泵。旋涡气泵因其结构简单、体积小、重量轻、噪声低、气源纯净、耗能小、价格低廉和维修量小等特点,在国内外得到了广泛应用,特别是在一定流量、压力范围内可取代空气压缩机、水环泵、滑片泵,并可大大减少设备的投资。尤其是随着石油化工、轻工、食品、纺织和环保等行业的迅速发展,国内外对旋涡气泵的研究与开发将不断深入,其产品规格、数量与日俱增,应用前景十分看好。
2、研究目的
2. 国内外研究现状分析
国内：国内气泵生产从大概20世纪50 年代开始，早期国内气泵主要是仿德国日本等工业发达国家产品，随后我国在高校建立了气泵相关的专业，并且成立了专门生产制造气泵的企业，经过半个世纪的迅速的跨越式的发展，从零起步的我国气泵制造业，已成为汽车行业里的重要部分，也是国民经济非常重要技术源头之一。
2011年，杨诚，时超，周科等人针对某型旋叶式压缩机的排气过程进行研究,基于旋叶式压缩机的工作循环为一个理论循环的假设建立了其工作过程的一个数学模型,并采用有限体积法通过cfd(计算流体力学)软件fluent对该压缩机的排气基元进行模拟仿真。最终得出压缩机排气过程内部的声功率分布情况及排气口附近的噪声声压谱图。
2012年，邹杨从设计旋叶式压缩机内部通道出发，来消除旋叶式压缩机排气端的气流脉动。针对该设计目的进行了深入研究，得到了一定的效果。论文首先介绍了传统气流脉动理论的相关分析方法，如平面波动理论等，并对旋叶式压缩机内部通道气流脉动分析指出这些方法存在的不足与缺陷；同时，针对旋叶式压缩机内部通道的复杂性，提出了基于计算流体力学cfd分析压缩机气流脉动。通过和实际工程对比分析，计算流体力学cfd更适合旋叶式压缩机内部通道气流脉动分析。对某旋叶式压缩机排气端气流脉动问题，遵循从源头消除气流脉动的准则，对其内部通道进行优化设计。在理论计算中主要针对不同的压力不均匀度（5%、10%、15%和20%）的200hz脉动压力和同一压力不均匀度（10%）频率从180hz-220hz变化的脉动压力作为边界条件，通过仿真计算对监测面的数据进行监测，最后通过理论数据和实验数据对比分析，验证了基于计算流体力学cfd来分析压缩机气流脉动的准确性。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
（1）对气压制动系统气泵的原理和工况进行分析
（2）通过查阅文献，熟悉气压制动系统的结构、工作原理、工作过程，熟悉气泵的结构、工作原理和工作过程，研究究套筒和活塞的摩擦磨损机理，分析传统气泵的优缺点。
4. 研究创新点
建立制动气泵的三维模型，对所建的流场动力学分析模型进行分析。
运用FLUENT软件实现气泵流体动力学的仿真计算。
