随着经济社会的不断发展,工业上对不同水力机械的需求大量增加从而使水力机械得到空前的进步与发展。其中,凸轮转子泵作为一种非接触式回转容积泵具有结构简单,性能稳定,维护方便,使用成本低等优势,受到了越来越多的关注和研究。由于石油化工行业的飞速发展,黏油输送场合增加,离心油泵的缺陷逐渐显现,凸轮转子泵的工作原理与结构特点在黏油输送领域具备先天优势,如何将凸轮转子泵的工作特点和在黏油输送时优势展现出来就成为本文研究的重点之一。随着研究的深入,由于凸轮转子泵的非接触式设计带来了先天缺陷就是严重的内部泄漏问题。内部泄漏问题在所有泵中都存在,在容积泵中更加明显,因为它直接对泵的工作性能产生影响。不同型线转子在工作过程中的性能表现和对内部泄漏的抑制效果有明显差异,所以为了揭示凸轮转子泵内部泄漏机理和不同转子型线的内部流动特性,对不同型线转子内部泄漏问题的研究是非常必要的。针对凸轮泵的腔内工作特点,推导出符合啮合条件的多叶转子,并对其转动特点、流动特性、性能表现进行逐步分析。基于以上内容,本文首先以三叶圆弧、渐开线、摆线三类型线为研究对象分别对其型线特点,控制方程进行整理。同时以摆线转子为研究对象,研究其在5种不同黏油下输送性能表现,结果表明:随着介质黏度的增加,出口流量随之增加且泵内部流动更加稳定,腔内黏性力对流动有明显作用,不可忽略。黏油对转速的响应也有较大区别,0.01Pa·s黏度介质在转速由400r/min下降至100r/min时流量下降超过95%,而0.065Pa·s黏度介质流量下降约80%。然后文章分别对三类型线转子的性能参数和内部泄漏特性进行分析,揭示了不同型线转子的内部泄漏特性,结果表明:工作压力为0.4MPa下的模拟流量圆弧型线<摆线型线<渐开线型线,容积效率分别为32.1%,69.1%,80.4%。渐开线和摆线型线腔内流速大体保持在4~5m/s以下,独立腔室内速度分布均匀,转子间隙泄漏量少使尾流区和进口端的速度平稳。由于泵腔内两转子相互啮合,泵内振动主频出现在2倍叶频40Hz处,除主频外还会出现次频,出现的频率皆为40Hz的倍数。此外不同型线转子对间隙内流动速度、腔内压力分布及转子受力都有较大影响。最后以渐开线转子为研究对象分析多叶转子优化方案的效果,推导出多叶转子的控制方程,分析了多叶转子在清水介质和黏油介质下的流动特点和性能表现,对多叶转子的流动和内部机理有了初步的认识,为后续优化工作奠定基础。结果表明:在0.4Mpa清水介质工况下,不同叶型数转子泄漏量占比分别为3叶23.24%,4叶20.07%,5叶25.11%,6叶36.65%。黏度0.03Pa·s介质出口流量比清水介质4叶,5叶,6叶提高约20%,同时黏油介质下可以改善腔内转子受力情况。