小型反渗透海水淡化系统因较少使用能量回收装置,导致效率低、比能耗高,因此研发适用于小型反渗透淡化系统的能量回收装置是目前的研究重点。泵-马达式能量回收系统因总成简单、成本低、脉动小、盐海水无混合和维护方便等特点,适合小型反渗透海水淡化系统,对于提高系统的经济性具有重要意义。为完善泵-马达式能量回收技术,研发高效可靠的回收装置,首先介绍了其基本工作原理和重要性能参数指标;其次,综述了此类装置的国内外研究现状和进展,指出了当前研究尚存在的局限性与不足;最后,从提高能量转换效率、集成化程度、运行稳定性三个方面,给出了泵-马达式能量回收技术未来发展趋势和关键科学问题。

针对空化效应的剧烈程度,采用亥姆霍兹自振腔喷嘴结构,通过引入3项无量纲结构参数比值,探究了一种恒空化强度下自激振荡腔空化器的结构设计方法。基于Fluent对自激振荡腔进行空化数值仿真研究,重点考察3项无量纲结构参数比值对空化的影响,最后通过试验进行验证,并与多孔孔板空化器进行对比。结果表明:自激振荡腔内明显发生剧烈空化,且在入口压力为1MPa时,结构参数配比为d2/d1=2,D/d2=5~6,D/L=2,空化效果较好。试验结果与仿真结果较为吻合,且在同一等效通流直径下,该自激振荡空化器比多孔孔板空化器的空化效果好,该研究对自激振荡空化器结构的设计与优化提供一定的借鉴。

观察心形线,对其幅值和波动进行相应的扩展,可得到广义心形型线,该封闭曲线简单连续且高次可导。将其应用到径向双球头柱塞泵中,得到一种新的径向双球头内作用曲线柱塞泵,并提出一种新的计算方法进行MATLAB仿真运算,求得对应的球头导轨曲线。并对此应用广义心形型线的径向双球头柱塞泵的输出特性进行分析,推导其流量公式、流量脉动公式,并探究柱塞个数、作用次数、长短轴比例系数对其流量脉动率的影响,为以后设计和开发新型的广义心形型线的径向双球头柱塞泵提供了理论依据。

液压缸是液压传动系统中重要的执行元件,液压缸活塞杆的加工质量对液压缸的产品质量和设备安全具有重要意义。在活塞杆生产过程中,需要对活塞杆表面质量和尺寸参数进行实时、准确的测量,从而保证活塞杆的加工精度。针对活塞杆加工过程中的实际需求,开发了一种激光视觉轮廓检测系统,并对杆件轮廓进行了测量研究,同时提出一种基于Savitzky-Golay算法的异常值识别法来提高测量精度,从而实现活塞杆的加工过程中轮廓尺寸的快速、准确测量。

偏导射流级作为伺服阀关键部件,其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用,进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象,在分析其前置级结构及工作原理的基础上,建立偏导射流级三维模型,以Fluent流场仿真软件为平台,建立V形槽不同位置时的流场仿真模型,得到了V形槽不同横向位移及纵向偏移下左右接收孔恢复压力及压差,分析了V形槽不同偏移量对前置级压力增益及液流特性的影响,为偏导射流式伺服阀装配及调试提供了一定的参考依据。

微型柱塞泵是微型液压驱动系统的核心部分。由于微型柱塞泵进出管和配流阀流道小,使得在研究微型柱塞泵自吸性能时,除了流体重力、惯性力和黏性力外,还要考虑毛细流动效应对微型柱塞泵自吸性能的影响。在对比了流体黏度、管径和浸润角等因素后,对微型柱塞泵自吸过程进行了理论分析。结果表明,微型柱塞泵自吸性能受流体重力、惯性力、黏性力和毛细流动效应共同作用影响,并且在不同管径、流体黏度和浸润角下,各种力的影响程度不同。

针对某运载器作动器恶劣的工作环境和可靠性要求高的特点,对影响其密封性能的各主要参数进行了设计。采用O形金属橡胶密封圈作为密封件,并且密封圈表面包覆层采用填充石墨的聚四氟乙烯材料,该材料具有良好的润滑性,解决了普通润滑脂高温下易变性易分解的问题。给出了密封圈最大压缩率和最小压缩率的计算方法,提出了一种密封圈规格选取的经验算法。设计了一种非标的梯形密封槽结构并给出了槽深和槽宽计算方法,对密封槽表面粗糙度及筒体和活塞杆之间的配合间隙给出了参考值。最后进行了作动器密封性能验证实验,实验结果表明作动器密封性能良好。

针对传统气压制动回路时延较长的问题,提出了一种改进的复合制动回路;对复合制动回路中关键元件——电控制动阀进行功能与性能需求分析,设计了一种基于高速开关电磁阀的电控制动阀,建立了其动态特性响应解析模型,用Simulink对其进行了性能仿真测试。结果显示,所提出的电控制动阀结构满足调压范围、压力响应时间、流量特性、压力特性与稳态误差、制动完全释放时间等性能指标。复合制动回路及电控制动阀的提出可减小制动过程中的压力响应时延,对实现差动制动,促进主动安全技术的发展具有重要意义。

车辆换挡缓冲阀是提高车辆换挡品质的一个重要部件,它能有效地控制离合器内的油压,使其按照一定规律增长,从而快速且平稳地完成换挡操作。对一种换挡缓冲阀运用AMESim进行了建模,并在此基础上开展了在变工况下的仿真分析,进行了试验验证,分析了压力瞬时波动及流量瞬时波动对缓冲效果的影响。结果表明,此工况的瞬时变化都会使缓冲时间缩短且具有较小的冲击。

五缸压裂泵曲轴曲拐的不同布置,会导致与液力端相连的低压吸入管汇与高压排出管汇中出现流量与压力波动,甚至出现局部断流。流量与压力波动可表现为曲轴负载及惯性水头损失,降低曲轴寿命和能量转换效率;局部断流会造成管道沉沙。为了减小流量与压力的波动,改善局部断流与曲轴受力,提出了断流现象持续区域和曲轴所受弯矩的优化目标,建立了五缸压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法。最终确定出两种曲轴曲拐布置的最优方案,其吸排管汇的流量波动幅值最小、断流现象持续区域最短,有效地减轻了惯性水头损失和沉沙问题,改善了泵的吸排性能和曲轴弯矩。