为了寻求具有滚柱受力小、间隙补偿能力强的双定子马达叶片结构,改善双定子叶片液压马达运行的平稳性,提出一种U形连杆槽结构。对双定子液压多速马达4种不同工作方式下的滚柱受力特性进行分析,推导出滚柱与连杆槽之间的摩擦力与滚柱偏转角、槽型夹角的关系,从而得到滚柱磨损量对各接触面正压力的影响。同时还进行了实验研究。结果表明:具有U形连杆槽的叶片结构不仅可以改善滚柱与连杆之间的应力状态,还可以使滚柱与各接触面之间的正压力的变化率趋于稳定。

为实现一泵多级流量输出且不用减压阀实现一泵多压，设计了双定子力平衡轴向柱塞泵。介绍了其结构特点与工作原理，推导出该泵在不同工况下的理论排量、理论瞬时流量及合流量不均系数，分析了不同柱塞数对泵输出特性的影响以及滞后角对输出合流量的影响。结果表明：该泵能实现两种不同流量的输出；随柱塞的增多，其瞬时流量脉动性递减；当两单泵的柱塞数相同且均为奇数时，输出流量品质最高；合理控制滞后角可有效改善泵的波动性。

提出了力偶液压马达,在阐述多作用双定子力偶液压马达工作原理的基础上,探讨了多作用双定子力偶液压马达的理论转矩,深入分析了多作用双定子力偶液压马达的脉动特性及滚柱连杆数对其的影响,得出滚柱连杆数与转矩脉动之间的数学关系,滚柱连杆数小于等于8时,滚柱连杆数为偶数的液压马达产生的转矩脉动程度优于滚柱连杆数为奇数时的脉动程度;而滚柱连杆数大于等于9时,滚柱连杆数为奇数的液压马达产生的转矩脉动程度优于滚柱连杆数为偶数时的脉动程度。

双定子单作用液压马达有内外马达分别单独工作、内外马达联合工作、内外马达差动工作4种工况,分析了不同工况下转子的受力状况及奇、偶叶片数对转子受力的影响,推导出了各工况下转子受力的表达式,同时根据液压马达样机参数采用MATLAB对转子受力情况进行了仿真。结果表明：转子在4种不同受力状态下所受径向力都在一定范围内做周期性的变化,与传统叶片马达相比,双定子马达转子径向受力较好,且奇数叶片时的转子受力状态更好,为双定子单作用液压马达变量机构的设计奠定了理论基础。

针对液压马达径向受力不平衡的问题,提出了一种多工况下双定子多作用力偶液压马达,并采用高次曲线设计了四作用力偶液压马达内、外定子的轮廓线。单作用的定子轮廓线由大、小两段圆弧和两段过渡曲线组成;多作用力偶液压马达的内、外定子轮廓线由多个等宽、相似的单作用定子轮廓线组成,该轮廓线光滑且完全封闭。通过液压马达排量的计算和分析发现：多作用力偶液压马达的排量主要取决于内、外定子轮廓线的半径,定子环的有效宽度,滚柱连杆组的数目,连杆的厚度和马达在一个工作周期内密闭容积吸油及排油的次数。在输入流量不变的情况下,通过改变液压马达的连接方式可以实现内马达单独工作,外马达单独工作,内、外马达同时工作,以及内、外马达差动工作。

为了延长径向柱塞马达的寿命,设计了基于力偶原理的新型马达。力偶型马达的形成受马达柱塞数和凸轮环导轨曲线作用数的影响,通过分析马达柱塞数和导轨曲线作用数之间的关系,确定了形成力偶型马达的条件。马达在工作过程中存在相对运动的摩擦副,而相对运动的摩擦副处会产生油液的泄漏。以内马达为例,通过对柱塞在缸体中的径向运动产生泄漏和配流盘配流产生泄漏的分析,确定两处的泄漏公式。对马达原理进行了试验,验证了力偶型径向柱塞马达原理的正确性。

在指出了目前广泛使用的液压传动的不足后，提出了基于双定子泵原理的新型多泵多马达传动理论：比例型多泵多马达传动。实现了一个泵不用减压阀控制多个不同压力系统、马达的差动输出、不同型多执行机构同步运动、多级定转速工作等功能。比例型液压多泵和多马达的研究，完善和扩展了泵、马达的设计理论体系，为研究新型液压元件奠定了理论基础。

为了使定量泵输出多级定流量、不用减压阀实现一泵多压，定量马达实现多级定转速、转矩，设计了双定子泵和多输出齿轮马达，同时提出了双定子泵对多输出齿轮马达传动系统。在规定了元件的职能符号之后，分别以双作用双定子泵与1-3型多输出齿轮马达为例，分析了双定子泵和多输出齿轮马达在不同工作方式下的输出特性，得出了B-A型多输出齿轮马达的工作方式、双定子泵输出流量和多输出齿轮马达输出转速、转矩的一般公式。同时，探讨了排量系数对输出特性的影响。结果表明：通过改变多泵、多马达的连接方式，实现了液压传动系统多级定转速、定转矩的输出，扩大了输出的范围，为新型液压传动系统的应用提供了依据。

提出了力偶原理液压马达,分别对不同作用形式下的3种力偶原理进行阐述,并以转子径向受力为出发点,分析了马达的叶片数与力偶的关系,得出叶片数为偶数的偶数作用液压马达以及叶片数能够被作用数整除的奇数作用液压马达才能称为力偶原理液压马达。最后以双定子力偶马达为例对转子的径向受力状况进行分析,建立双定子液压马达在4种不同工作方式下的转子径向受力数学模型,分析了马达在4种不同工作方式下的转子径向力特点,同时搭建实验平台对双定子力偶型液压马达样机进行了测试。结果表明,在4种不同的工作方式下,作用在转子上的径向力的大小以及作用位置均呈现周期性变化,且内、外马达差动工作时转子径向受力最小,内马达与外马达单独工作时分别次之,内、外马达联合工作时最大。

为了实现齿轮泵输出流量的定级变化、齿轮马达输出转矩和转速的定级变化，设计了内外啮合型齿轮泵和马达，将内外啮合齿轮泵和马达组成传动系统。以内3外2型为例，对内外啮合型齿轮泵和马达的原理进行了分析：泵具有5个独立的油液输出口，通过不同组合可以组成11中不同的供油方式；马达有5个进油口，在普通连接下可以输出11种转矩与转速，在差动连接下可以输出6种转矩与转速。分析结果表明：在内外啮合齿轮泵和马达的传动系统中，通过改变泵的供油组合方式、马达的连接方式，可以定级的改变马达转矩与转速，拓宽了齿轮泵和马达的适应领域。