伺服变量是斜盘式轴向柱塞泵常用的变量方式,将直接影响到泵的整体性能。伺服变量技术原理复杂,目前仍是阻碍我国斜盘式轴向柱塞泵发展的关键技术。针对高压轴向柱塞泵研发试验过程中遇到的变量压力冲击较大、无法完全制动等,深入研究探索不同因素对变量特性的影响。将动态过程分为启动过程、回位过程、制动过程和制动恢复过程,利用系统建模仿真AMEsim软件建立变量机构数值模型,并通过压力曲线试验和仿真结果对比证实模型的有效性。在不同进口阻尼、回油阻尼、回位弹簧刚度条件下,对伺服变量系统进行了数值模拟。研究结果表明:进口和回油阻尼对变量动态过程均产生影响,弹簧刚度主要对制动过程有影响。

通过对流体力学与液压传动课程教学现状进行分析,以流体力学与液压传动研究型课程为案例,开展贯通式教学改革研究,提出贯通理论基础、强化科研导向、突出能力塑造三方面改革举措,构建研究型课程,重构课程知识体系,注重开展实践活动,调动学生自主学习、团队协作、改革创新能力,取得了良好教学效果,为新工科建设提供参考。

圆锥轴配流是液压元件中的一种新型流量分配结构设计,它有圆柱轴配流和平面流配流的优点。本文研究了圆锥轴配流的稳态工况及其在变载荷作用下的动态响应。基于特殊的结构形式,建立了球面坐标系下的润滑模型。通过受力分析,建立了锥轴配流在轴向和径向自由度分布的动力学模型。采用数值方法对模型进行求解,得到了包括轴偏心率和分布间隙高度在内的静、动态润滑性能。结果表明,在冲击载荷作用下,轴的偏心距和分布间隙会剧烈振荡,并在短时间内恢复到平衡位置。这种无需外部调整的锥轴配流的润滑方式具有自适应性,对保证球柱塞泵工作的可靠性具有重要意义。

空化是影响液压系统动态特性的重要因素,为此开展了轴向柱塞泵低压环境下的工况研究。考虑气液两相混合油液的密度、体积弹性模量和黏度的影响,限制入口油腔的最低压力,建立轴向柱塞泵的压力流量模型,计算获得轴向柱塞泵在不同工况下的流量特性,并通过试验验证。研究表明:负载增大导致更严重的空化以及泄漏,并使容积效率降低;轴向柱塞泵在达到临界流量之后,转速提升只会加剧空化,而不能提升流量;最大容积效率出现在临界流量产生之前。为轴

针对轴向柱塞泵配流副容易出现磨损的问题,为改善其润滑特性,研究轴向柱塞泵配流副配流端面开槽对其动压支撑特性的影响.建立并分析配流副动压支撑特性的数学模型,根据流量守恒定理,利用有限体积法对矢量形式的雷诺方程进行数值离散,分析配流端面开槽后动压分布规律以及支撑作用效果,得到全膜润滑状态下摩擦因数的变化规律,并建立了配流副实验台进行实验验证.结果表明：在一定条件下,配流端面辅助支撑带开槽对配流副动压支撑性能起正效果,并且随着开槽数目的增加,配流副动压支撑性能改善;存在一个在配流端面开槽与未开槽结构形式下支撑特性相同的特征倾斜角;在特定的缸体倾斜角下,可以选择相应开槽深度,即在该槽深的＂特征倾斜角＂大于该缸体倾角,配流端面辅助支撑带开槽可以改善配流副动压支撑性能.

使用表面形貌仪实际测量了配流盘径向表面轮廓,同时假设缸体径向表面轮廓具有理想型、内凹型 和内凸型3种类型,并使用倾斜方位描述法建立了考虑径向表面轮廓的油膜厚度模型;结合柱坐标系下稳态润滑控 制方程,对比分析3种径向表面轮廓对偶形式配流副的动压力分布及其效果,最后搭建稳态润滑试验台进行试验验 证.试验与仿真结果表明与实测配流盘配合的理想平整缸体动压生成能力最强,但因加工问题无法实际应用,内 凹型缸体动压能力次之,可应用于配流副工程设计,而内凸型缸体生成动压能力最差;内凹型缸体实测配流盘对偶 的配流副摩擦因数符合经典Stribeck曲线,其反映润滑状态转变的临界速度随负载的增大而升高.

针对轴向柱塞泵在工作过程可能出现的空化现象进行研究.目前使用的稳态流体模型在计算流体属性（密度和体积弹性模量）时没有考虑气体演进的动态特征.针对此问题,提出一种动态流体模型,该模型考虑液压油中气体（空气）的动态演进过程,包括气体的产生、消解以及在不同控制体积之间的输运和分布.应用此模型到轴向柱塞泵的压力流量特性仿真中,分析了气体影响泵特性的内在机理.分析结果表明：稳态流体模型会低估空化对泵出口流量和压力的影响,而动态流体模型从本质上揭示了空化时泵出口流量压力脉动的增加以及平均流量的降低是因为气相对流体可压缩性的改变.

油液体积弹性模量对液压系统的动态特性有着重要影响,而现有模型尚无法准确反映油液压缩与膨胀过程的动态特性。引用分析了4种基于集中参数法的液压油有效体积弹性模量的稳态模型（Wylie模型、Nykanen模型、Ruan模型和AMESim模型）,结合空气和蒸汽的动态传输方程,推导得到了考虑含气量时变特征的有效体积弹性模量动态模型。在此基础上,分析了4种稳态模型分别在高压区和低压区的变化特性,研究了AMESim模型和动态模型稳态值的差异性,验证了动态模型的有效性。研究表明：由于假设含气量不变,Wylie模型、Nykanen模型在全压力范围内差别很小;高压时Ruan模型计算结果稍大,而AMESim模型计算曲线较为特殊,受空气分离压影响很大;低压时Ruan模型、Wylie模型计算结果非常接近,而当压力低于饱和蒸汽压时AMESim模型计算值约为0.在应用Henry定律条件下,动态模型预测...

考虑斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜的挤压效应，不考虑滑靴倾覆，分析了滑靴副润滑油膜的动态特性，包括压力跃变响应与实泵输入响应，并分析了滑靴副结构参数对于油膜动态响应的影响。分析结果表明，减小滑靴中心油室的体积，有利于改善油膜动态响应品质，但油室体积不能过小；为兼顾滑靴副动态润滑特性与泄漏量，需要合理设计阻尼管的液阻；在保证建立油膜的情况下，缝隙阻尼的有效支承面积越小，滑靴副动态油膜的润滑品质越好。实泵输入动态响应中，在高低压区工作时，油膜的压力变化虽然较大，但静压支承式滑靴膜厚的波动范围很小。

流量脉动是影响径向球塞泵向高压高速方向发展的关键因素针对径向球塞泵的定子曲线优化设计是降低其流量脉动率的有效手段。基于等速曲线的特性引入高次方过渡曲线和正弦过渡曲线设计理论对单作用径向球塞泵定子曲线进行改进提出曲线分段方程。对两种新型曲线影响泵流量脉动的效果进行对比评价分析了曲线形式、过渡角度和球塞个数等主要影响因素。结果发现采用正弦过渡曲线设计可较大幅度(20%)降低径向球塞泵的理论流量脉动率可为低流量脉动的径向泵设计提供新思路。