针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。

介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的电-机转换器结构与工作原理利用磁压方程和磁路原理导出了其位移和力输出特性的静态数学模型.构建了GMM转换器的静态输出特性的实验测试系统实验研究了GMM转换器的输出位移、输出力的静态和滞回特性.实验结果表明:GMM转换器具有较大的输出位移和输出力;施加适当的预压力和偏置磁场可增大GMM转换器线性输出位移;驱动电流在0.5～1.25 A范围内可有效减小输出位移的非线性.实验测得的原始输出数据为进一步将其应用于两级电液伺服阀提供了设计和实验依据.

传统的猫道钻杆减阻技术未对摩擦问题进行分阶段控制,存在减阻控制效果差问题,为此,论文引入PID算法分阶段对猫道钻杆摩擦受力进行优化,有效提升液压动力猫道钻杆减阻控制性能。通过发射台进行不同工程的模拟,利用功能阀块处理将液压介质压力降至期望值,确定阀芯位移和液压缸流量之间的函数关系,获得液压动力猫道钻杆的输出位移,对降摩阻短节结构进行设计。根据不同模块的工作原理,结合PID算法,组建液压动力猫道钻杆减阻控制模型,通过该控制模型有效实现的液压动力猫道钻杆减阻控制优化。实验结果表明,优化后的控制误差较小,控制所用时间较短,控制效率高。

针对传统机械式输液泵的输液精度低、输液不平稳等问题,提出一种基于超磁致伸缩微驱动的输液泵的概念设计。介绍该新型输液泵概念结构和工作原理;对输液泵的超磁致伸缩驱动器装置进行初步的可行性研究。结果表明:在外加电流为0~2 A时,超磁致伸缩驱动器的输出力达到470 N、输出位移达到58μm,可控性能优异,验证了超磁致伸缩微驱动输液泵设计的可行性。