为揭示水压柱塞泵配流阀对泵容积效率的影响程度,设计了阀配流柱塞泵可视化实验装置。通过高速摄像系统清晰观测到柱塞泵中回冲射流现象及形态特征。以阀芯瞬态位移、泵腔压力实测数据为边界条件进行配流阀动网格流场仿真,并进行瞬时流量积分,获得了排水阀回冲射流引起的柱塞泵容积损失数值。结果表明:在1500 r/min转速下,回冲射流时长占柱塞排水周期的30%,约为6 ms,阀芯存在多次振荡且伴随着射流空化;回冲射流造成泵容积效率的损失约为5.3%。

针对超高压海水泵配流阀运动滞后所引起海水泵容积效率降低的问题。分析了导致配流阀滞后的主要原因，建立了数学模型，运用AEMSim软件进行仿真。研究结果表明:随着余隙容积的增大，配流阀开启滞后现象越明显。随着吸液阀阀芯质量增加，对阀芯开启滞后影响较小，关闭滞后影响较大。在设计超高压海水泵时，要尽量减小柱塞腔的余隙容积和减小配流阀阀芯质量。

本文对四缸阀配式径向变量超高压柱塞泵的工作原理进行了介绍，同时对配流阀等主要的结构件的选取和重要参数的设计计算进行了较为详细的阐述。并对这种阀配式径向变量超高压柱塞泵存在的主要问题进行了分析和有针对性的提出了一些解决措施。

以海水作为介质时,柱塞泵通常存在泄漏大、容积效率低等缺点。为了研究海水柱塞泵的低泄漏高效率性能,优化柱塞泵性能,建立了海水柱塞泵配流阀的数学模型,推导出了配流阀弹簧刚度、预紧力和阀芯开度的优化设计公式,同时利用AMES im对泵进行了建模和仿真,仿真结果表明：根据前述优化设计公式设计时,通过选取合适的参数,可以减小海水泵的泄漏量,提高泵的容积效率,为以后此类泵配流阀的设计提供了理论依据。

针对水压柱塞泵配流阀的动态性能进行理论分析,建立了数学模型,通过仿真研究了该泵的配流特性以及影响因素。研究结果表明,余隙容积越大,吸入真空度越高,则配流阀滞后越严重;适当减小配流阀阀芯的质量,提高弹簧刚度或预压力,则有利于提升配流性能;水压泵的转速不宜过高,且工作压力对配流阀的开启滞后存在一定的影响。

乳化液泵属于多柱塞阀配流往复式容积泵，以进、排液阀完成配流任务，实践中为了达到流量调节目的往往采用变频驱动技术。采用线性可变差动变压器（Linear Variable Differential TransformerLVDT）位移传感器测量了进、排液阀阀芯和柱塞位移规律，并同步采集了泵出口处的压力数据。试验结果显示：排液阀阀芯在不同曲轴转速下的行程是变化的，且均未达到由限位结构决定的限位高度；排液阀阀芯在开启过程中存在着抖动，这种开启行程中的反向运动是由泵出口处的压力脉动导致；进、排液阀开启过程均存在滞后，而排液阀关闭滞后不明显，进液阀关闭滞后随着曲轴转速的下降而缓解。为了降低这类泵曲轴转速降低时引发的压力脉动加剧现象，可考虑采用主动控制进液阀启闭时刻的方式实现流量调节目的。

针对多柱塞阀配流往复式容积泵的结构特点提出了通过使进液阀在排液行程阶段延迟关闭的方法来实现泵出口流量调节的目的。为探究这种新型流量调节方法的有效性利用AMESim建立了仿真模型并进行了仿真分析。结果表明:以曲轴转角位置作为控制信号从曲轴处于排液行程位置开始控制各个柱塞腔进液阀依序延迟关闭一定的曲轴转角角度可使已进入柱塞腔的部分液压介质经进液阀回流至液箱进而使流经排液阀进入后续液压系统的流体体积减少最终实现了流量调节目的。相较于现有的基于变频技术和电磁卸荷技术的流量调节方案提出的新型流量调节方法可避免由于曲轴转速反复变化引起的泵动力端润滑质量下降以及由于卸荷阀反复启闭引起的后续液压系统压力波动频繁等问题。

相对传统斜盘式旋转轴向柱塞泵柱塞运动曲线固定单一的情况,直线电机驱动柱塞泵柱塞运动曲线具有可规划性。选取直线电机常用的三角波曲线、S形曲线、指数曲线作为直线电机运动曲线规划,建立了锥形配流阀内部数学模型,通过仿真分析了不同直线电机运动规划下配流阀静动态特性。基于NLPQL算法对配流阀敏感参数进行优化,得出最优弹簧刚度、弹簧预紧力以及阀芯结构尺寸。仿真结果表明：指数曲线不适用作为直线电机运动曲线,直线电机运动曲线在三角波规划情况下压力脉动率最小;为获得压力平稳无脉动,直线电机往复运动频率应避开配流阀自振频率整数倍且小于阀最大响应频率。最后通过泵试验证实了前期仿真研究,为工程实际应用提供了技术指导。