设计了一种脉宽调制型液压变压器,其由泵/马达流量单元和控制阀组组成,通过控制A、B两侧高速开关阀脉宽信号的占空比实现变压功能。介绍了脉宽调制型液压变压器的工作原理,通过理论推导和数学建模验证了其原理的可行性,并利用AMESim仿真软件对脉宽调制型液压变压器的变压过程进行仿真分析。脉宽调制型液压变压器控制灵活,调压范围大,可作为恒压网络系统中的二次调节元件驱动直线负载,还可回收负载端的压力能,对提高液压系统效率具有重要意义。

为解决集成式液压变压器流量控制问题,提出一种进出口等流量的四口液压变压器,其显著特点在于改变变压比的同时其进出口流量不会发生变化,即可将四口液压变压器直接串入现有液压系统的负载回路中,以达到能量回收的目的。针对液压变压器实验成本高、研发周期长,采用AMESim建立四口液压变压器虚拟样机,对其流量特性进行仿真研究,并通过与实验数据的比较,验证仿真结果的准确性。结果表明:虚拟样机运转正常,仿真数据与实验结果一致,对四口液压变压器的改进与节能应用有一定的指导作用。

匹配了液压恒压网络驱动系统各部件参数,根据液压恒压网络驱动系统的结构、工作原理和特性,提出了一种有效的参数匹配方法。基于液压恒压网络驱动系统原理,分析了驱动力、恒压网络、液压变压器和液压马达之间的关系,研究了系统参数与车辆动力性能的关系,总结了关键参数的匹配原则和方法,引入了液压恒压网络驱动系统特征驱动力、液压变压器等效功率和等效流量,确定了衡量驱动系统驱动能力的指标,以及液压变压器匹配的原则。

针对液压变压器的变压比范围小，提出了组合式配流盘技术。分析了采用组合式配流盘的液压变压器工作原理，建立了新型液压变压器的变压比解析模型，考虑了机械摩擦损失和黏性摩擦损失影响。分析了动盘摆角、摩擦损失、柱塞缸转速、恒压端压力对变压比特性的影响规律。结果表明，动盘摆角范围0°～150°对应的理想变压比范围约0～4，考虑摩擦损失时的变压比范围降为0～3．3，柱塞缸转速在变压比值较小时影响较大，随着变压比增大影响逐渐减小，恒压端压力对变压比影响很小。

液压变压器是一种可从恒压网络中无节流损失获取能量并实现压力和流量控制的新型液压元件.阐述了传统型与新型等3种液压变压器的结构特征与工作原理,对3种液压变压器的发展概况及其在液压系统中的节能应用进行了论述.分析新型液压变压器在理论分析和实际应用中存在的问题,并对其应用前景进行展望.

介绍了流量耦联系统和压力耦联系统的区别液压变压器的工作原理、结构形式、工作特点及其在二次调节系统中的应用.

介绍了液压恒压网络的结构组成,建立了液压变压器-液压蓄能器子系统的数学模型 ,提出了两种分别依赖于负载流量和系统压力的压力控制算法.在分析前者的缺点后,推导了控制系统压力的非线性方程,该方程的解及其系统压力的仿真结果证实了所提出的第二种恒压网络的控制方法的正确性.

阐述了液压变压器的节能思想及工作原理,提出了一种采用液压变压器的新型液压电梯节能控制系统.对液压电梯上下行工作原理进行了论述,对系统装机功率进行了分析计算,说明采用液压变压器的液压电梯系统,能够实现液压电梯的正常运行,使系统装机功率得到显著降低.

为了深入了解液压变压器高噪声产生的内在原因，对液压变压器的瞬时流量特性进行理论推导和仿真研究。通过理论推导建立液压变压器在不同配流盘控制角度和不同工作状态时瞬时流量的数学模型，并对其进行仿真分析。总结各槽口在不同工况下瞬时流量的变化规律，进而优化模型，并得到各槽口在不同工作状态时的瞬时流量脉动率。提出流量脉动率高是造成液压变压器高噪声的主要原因，在液压变压器试验研究中也得到液压变压器噪声要高于同基体结构相同转速下柱塞泵、马达的噪声的结论。研究结果揭示了液压变压器高噪声的主要原因，并为改善液压变压器的性能提供重要的理论依据。

推进系统是盾构机的重要组成部分。以应用最为广泛的φ6．3m土压平衡盾构推进系统为例，提出一种采用液压变压器的新型节能盾构液压推进系统。该系统以液压变压器作为控制元件，4组推进液压缸分别由4个相应的液压变压器控制，系统的动力源由蓄能器和补油泵共同提供。采用液压变压器的推进系统结构简单、能量利用率高，避免了传统阀控系统中存在的严重溢流截流损失。介绍系统的工作原理和设计流程，提出设计步骤和设计方法，通过较精确的计算，确定一种装机功率相对阀控方式较小的盾构推进液压系统。在拥有同样设计推进能力的情况下，与通常的阀控系统相比，液压变压器推进系统可使装机功率降低30％，体现出较大的节能优势。