三组元燃料是能适应未来重型鱼雷动力系统发展要求的推进剂能源，三组元燃料能供系统一直是三组元动力系统系统研究的重点，三组元能供系统中燃料的输运采用泵供式，由于斜盘柱塞泵具有体积小和输送功率大的特点，所以常在鱼雷动力系统中用作燃料泵，三组元燃料泵采用的是轴向柱塞变量泵（以下简称柱塞泵）。三组元燃料是液体燃料，燃料在能供系统输运过程中由于气穴现象产生噪声，高压燃料的冲击产生冲击噪声，流经阀管时由于压力损失产生噪声等。研制安静型鱼雷需在设计阶段控制各种噪声源。本文探讨柱塞泵的冲击噪声控制问题，通过优化柱塞泵结构参数，改善配流盘设计参数，达到降噪目的。

　　1柱塞泵结构参数优化模型在液压系统中，一般认为噪声的主要来源是液压泵，即斑它们不辐射出大量的声功率，其压力波动和结构振动也能间接地引起机器的噪声。对于定量式斜盘柱塞栗，衡量其噪声指标的函数可以写成：对于与缸体有关的参数，我们可以通过柱塞泵缸体的优化来解决；而对于配流盘，可以通过优化噪声指标函数求取各相关参数。

　　为柱塞泵的缸体结构示意图。柱塞泵的设计要求是在满足泵的性能、强度刚度条件下，使泵的结构紧凑，根据13，建立以缸体体积为目标函数的设计数学模型。设计中根据三组元燃料的腐蚀性和耐磨性要求，缸体材料选用锡青铜QSH7-0.2，柱塞材料选用优质合金钢38CrMAlA，表面采用氮化处理，表面硬度HV>750. -zs0M（3），h为缸体体积，m3；D为缸体外径，m；4为缸体中心孔直径，为缸孔长度，为缸孔底部厚度，m为柱塞直径，m；s.为吸排油口面积，为柱塞数。

　　将缸孔视为厚度为的等壁厚圆筒，缸体材赵宽明，男，1966年生，工程师。主要从事鱼雷动力技术研究，曾获，科技进步三等奖2项。

　　赵宽明，等：三组元燃料泵低噪声优化设计模型研究料选用铍青铜，按第四强度理论，其强度条件为缸孔内部受压后，缸孔大变形量不应超过柱塞与缸孔的小间隙值，因此2（工）=坐！

　　内主应力，Pa；p为缸体材料的泊松系数；。

　　则缸体与柱塞接触强度条件为孔材料许用比压，Pa.孔材料大允许滑动速度，m/S. 5）大比功率比功率条件*m/s；（心）产75.为在　　为改善配流盘的抗冲击性能，减少泵的振动和噪声，常在闭止角内开有减振槽或减振孔，如所示。它的基本工作原理是相同的，可使柱塞液压缸在闭止升（降）压过程中，同时通过减振槽（孔），向缸中慢慢引入（出）部分高压油，使缸中油压逐渐向待接通的油腔过渡。减振槽（孔）可使配流盘的抗冲击性能适用于变工况，如果按优方法设计，完全可消除配流冲击及由此引起的噪声。

　　在燃料的预升压段，有弹性模量；dP为压力变化；dV为油液体积变化。

　　鱼雷技术从计算结果可以下结论：（1）进行优化搜索后燃料泵缸体体积缩小，结构更加紧凑，在缸体优化设计的基础上，对配流盘三角槽式降噪结构进行优化设计，结果表明噪声函数值下降了。

　　（2）本文建立的三组元燃料栗缸体与配流盘降噪计算数学模型概念清晰，模型实用可行，可作为燃料泵的设计使用。

　　（3）采用优化设计作为燃料泵的设计方法，可改进传统的设计方法，减少设计中的盲目性，并且可以达到理想的设计效果。

　　3计算结果对三组元燃料泵在某工况下结构进行优化计算，此时柱塞泵的性能为流量0256kg/s，柱塞数为9，转速为2976r/min，进口压强为尸，=2MPa，出口压强为心=16MPa，斜盘倾角为|3=1……对非线性约束问题的求解采用序列二次规划算法，即拉格朗日一牛顿法，微分方程采用四阶龙格库塔算法来求解。计算结果如表1所示。

　　表1优化前优化后缸体体积设计变量=缸孔分布圆半径斜盘倾角忽略泄漏体积，则在预升压区内，缸孔内的压力变化可以表示为同理可得预减压区微分方程：于P=3jc/2处可能引起的气蚀一般采用去掉吸油腔内在该处的加强筋以及加大吸油腔宽度的办法，对9=271处可能发生的气蚀，可以采用设计提前角的方法来避免。

　　缸孔在关闭过程中，与三脚槽接通以后，其压力可以由下式来表示：（吸油关闭区匕=尸。；排油关闭区搡=心，尽=又为缸孔与吸油腔所形成的过流面积。

　　2Ad0―为缸孔在奸时初始容积。

　　在初始时刻，EP史=仰，缸孔内压力可写成：流量系数。

　　根据要求选取《、6、0为设计变量，即目标函数尸W约束条件