为提高液力变矩器数值模拟的精度,采用CFD(computational fluid dynamics)方法对液力变矩器的变矩比、效率和泵轮容量系数等性能参数进行了计算,对计算误差进行了分析,并提出了相应的误差修正方法.通过分析补偿油液流动对泵轮容量系数计算误差的影响,提出了针对泵轮容量系数误差的修正方法.结果表明数值计算模型中,忽略摩擦损失和补偿油液流动的影响,将引起变矩器性能参数的计算误差;针对摩擦损失提出的误差修正方法,使算例中变矩器的变矩比和效率的最大相对误差均由16.2%减小到13.9%;按照泵轮容量系数误差的修正方法,泵轮容量系数的最大相对误差由13.9%减小到7.3%.

为了降低中型传统液压挖掘机的能耗,减少碳排放,在分析传统液压挖掘机系统能耗点的基础上,结合当前节能方法,提出了带能量回收的油电混合动力系统和油液混合动力系统.根据23 t液压挖掘机的参数配置,建立了传统液压挖掘机、油电混合动力和油液混合动力3种系统回转机构的数学模型,并用AMEsim软件进行仿真,在相同负载工况下,得到了3种回转机构的角位移、角速度、功率和能耗曲线.研究结果表明油电混合动力和油液混合动力的回转系统比传统回转系统在角位移和角速度方面响应快速、准确,油电混合动力比油液混合动力响应更快;从能耗方面看,油电混合动力和油液混合动力比传统液压系统节能分别达到了42%和28%.

针对蓄电池轨道工程车续航里程短、永磁同步牵引电机启动电流大等问题,基于液压泵/马达能量逆向传递特性,提出了利用液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制新方法.通过使液压泵/马达工作在马达模式将电机驱动至一定初始转速后接通电源实现电机带速启动,抑制或削弱电机启动电流;永磁同步电机带速启动采用无位置矢量控制方式,结合短路电流矢量法对电机启动时刻的转子转速和位置进行计算,并通过AMESim与MATLAB/Simulink进行联合仿真.研究结果表明:所提出的电机启动电流控制新方法能让电机的启动峰值电流最大降低70%左右;启动电流与电机接通电源启动时的初始转速有关,且初始转速越接近需求转速则启动电流越小;电机转速稳定后电流大小仅与电机负载有关;液压泵/马达工作排量或蓄能器充液压力越大,电机被逆向驱动时的转速响应越快.

探明油纸绝缘在不同液压条件下的放电特性,既可以完善油纸绝缘设备的运检策略,也可以为油纸绝缘设备小型轻量化提供参考.为此,在自行设计的密闭无局放容器中,对柱板油纸绝缘模型进行不同液压条件下(0.01~0.60 MPa)的沿面放电试验.测量了不同液压下油纸绝缘柱板沿面放电发展过程中的放电表征参量,记录了从起始放电到击穿过程中的多个局部放电参数,拍摄了放电过程中白斑和气体现象;根据前人的研究结果,结合不同液压下气体的溶解和压缩规律,推导出了压强增加对油纸绝缘中的气体缺陷具有抑制效应;通过不同液压下放电过程中的白斑和气泡现象,对推导结果进行了验证.试验和推导结果共同表明:沿面放电的起始放电电压和击穿电压均随压强的上升而增加;在同一电压等级下,最大放电量、平均放电量、放电重复率和放电功率均随压强的上升而减小.

为了开展水压轴向柱塞泵研究,研制了高压水驱动系统试验台.该试验台能完成水压泵、马达和阀的性能试验以及水压缸的同步试验.用该试验台对某排量为25.3 mL/min的高压水压轴向柱塞泵进行了动静特性和吸水能力试验.试验结果表明,该水压轴向柱塞泵的响应速度为1.1 ms,但在转速低于1 000 r/min时随着压力的提高容积效率下降明显.减小泄漏是提高水压泵性能的关键.

为了实现大功率阀控偶合器对控制阀响应速度快、通流能力大且具有抗阻塞能力的基本特性要求，设计了主阀带有尾锥结构的水介质低压大流量先导式电磁阀组．应用AMESim仿真软件分析了弹簧刚度、节流孔直径等参数对阀的动、静态特性的影响，确定了电磁阀组的优化参数组合，并搭建了纯水液压试验平台，对电磁阀组的响应特性进行测试．研究结果表明：所研制的电磁阀组正常工作压降约为0．07 MPa，开启时间0．3～0．4 s，关闭时间1 s左右，有较好的低压特性和快速响应特性，能够满足大功率阀控偶合器工作需要．

为研究高速列车液压减振器阻尼特性与阀系参数之间的定量关系，以高速列车广泛采用的一种液压减振器结构形式为研究对象，结合流体动力学原理与液压传动技术分析了其阻尼力产生机理，构建并验证了复原行程阻尼力计算模型，讨论了阀系参数对高速列车液压减振器阻尼特性的影响规律．研究结果表明：常通孔直径是影响开阀前减振器阻尼特性的主要因素，阻尼力变化高达52．4％；复原孔直径是影响开阀后减振器阻尼特性的主要因素，阻尼力变化高达80．1％．根据所得结论提出了高速列车液压减振器性能设计和调校的指导原则．

为改善液压系统的性能,选择合适的液压控制阀节流阀口,建立了5种典型液压节流阀口过流面积的数学模型;采用AMESim软件建立了相应的仿真模型,并分别就输入信号、负载和阀口尺寸对5种节流阀口系统动态特性的影响进行了仿真分析.研究结果表明：外形尺寸相同时,L形节流阀口适用于重载、系统压力快速建立的情况,三角槽形节流阀口适用于压力稳定、灵敏度要求高的情况;适当增大阀口的外形尺寸可改善系统的动态响应性能.

为了研究负重型外骨骼液压动力单元温升及噪声过大的问题,利用ANSYS Fluent软件对负重型外骨骼液压阀块内部流道主要组成部分Z型流道和交叉流道进行计算流体动力学仿真,分别设计了5组不同尺寸的仿真试验,分析不同流道尺寸下流体速度稳定性与压力损失变化情况.仿真试验表明,对于流道直径为5 mm的外骨骼动力单元液压阀块交叉流道压力损失随着进出口流道偏心距的增大而增大,流体速度在偏心距为1.25 mm时稳定性最好;Z型流道压力损失在进出口流道之间的距离为17 mm时达到最小,流体速度随着该距离的增大其稳定性上升.优化过后的样机试验表明,液压阀块最大温度下降了3.3℃,最大噪声下降了7.6 dB.

为分析影响减摇效果的主要因素和关键参数根据液压减摇系统的结构、小车吊重系统的运动特点和工程需要建立了简化的系统动力学模型.仿真研究表明起升绳长不变时液压减摇系统结构参数和起升载荷是影响减摇效果的关键参数和主要因素;当起升质量（或结构参数）一定时减摇系统的减摇效果取决于结构参数（或起升质量）;系统的最佳结构参数与载荷的比值的范围为1.6-2.0 s^-1.