针对配备双变量机构的静液压驱动车辆,以实现车辆最大加速能力为目标,对车辆加速过程变量机构控制策略和系统动态特性进行研究。首先从理论上分析实现车辆最大加速能力的驱动系统理想输出特性,得到泵、马达排量随马达转速的变化关系。进一步分析静液压驱动系统容积效率对车辆加速性能的影响,得到实际控制量与理论控制量之间的修正规律。为解决实际系统容积效率难以获取的难题,提出容积效率修正因子以及速比闭环反馈控制的方式,对泵和马达的理论排量进行修正,提出实现车辆最大加速能力的泵马达排量控制策略。通过仿真和试验对所提控制策略进行了验证,试验结果表明所提出的控制策略能够使车辆实现较好的加速性能,证明控制策略的可行性,具有较好的适应能力。

以渐开线齿轮为研究对象,综合考虑齿面摩擦、油膜刚度和阻尼的影响,将摩擦动力学特性和齿面形貌考虑到有限长线接触弹流润滑理论(EHL)中,采用多重网格数值求解法获得了渐开线齿轮在不同啮合位置处的动载荷分布,压力与膜厚分布,并对比分析了干摩擦与润滑条件下压力分布的不同特征以及动载荷对油膜分布的影响.计算结果表明低速时,动载荷接近稳态分布,在单双齿交替点有明显的高频冲击,随着转速的增加,动载荷变化趋于平缓;与干摩擦相比,润滑油膜可以减小最大压力峰值以及入口区和出口区的压力,但对粗糙峰凹谷处压力有所增加.沿啮合线方向,压力在节点位置附近达到最大值,膜厚受动载荷的影响较小,近似呈线性增加趋势.

在分析履带车辆综合传动装置试验台的原理和组成方案的基础上,利用液压二次调节和实时仿真技术建立了综合传动装置动态仿真试验台的在环硬件和实时仿真环境。确定了综合传动装置负载转矩模拟的实时模型,研究了利用液压二次元件模拟惯性负载的方法,采用非线性死区环节解决了转向阻力矩对转速差的敏感性问题。试验结果表明试验台完全能够满足综合传动装置动态性能试验的需要,为综合传动装置的研制和开发提供了有力的试验手段。

研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。

建立了液压二次调节加载系统仿真模型,通过仿真与试验结果对比,验证了模型的准确性。分析了典型的转速-转矩控制方式液压二次调节加载系统中,转矩变化通过被试件的机械耦合通道所引起的转速波动问题。结果表明,液压二次调节加载系统中并不存在明显的耦合干扰现象,加载元件对输入元件转速的影响主要表现为一种负载干扰。采用结构不变性原理,设计了前馈补偿环节对转速进行了近似补偿,实现了对这种负载干扰的主动抑制。

建立了斜轴式液压变压器的排量模型、转矩模型和变压比模型,分别推导出变压比与补油口压力、负载口流量以及油液粘度的导数关系式,在此基础上,得到了这些因素对变压比的影响特性。理论分析与试验结果表明：补油口压力对变压比的作用受配流盘转角的影响,在不同的配流盘转角下,补油口压力的增大可能会提高或减小变压比,也有可能不影响变压比;增大负载口流量会减小变压比,而减小油液粘度会提高变压比;液压变压器变压过程中存在一个最大变压比点,而且负载口流量越大,最大变压比点出现越早。

研究液压自由活塞发动机配流阀工作特性,以提高系统效率和可靠性.建立了液压自由活塞发动机配流阀工作全过程动态模型及其试验装置,结合仿真和试验分析了配流阀动作过程与泵腔压力变化之间的关系,研究了配流阀工作特性对系统性能的影响.结果表明提高吸油阀关阀速度可以提高系统燃油经济性.排油阀在下止点相对于活塞位移的滞后响应降低了系统低频工作的可控性.配流阀阀芯在开启时易与限位装置发生高速碰撞.降低配流阀构件的工作寿命.

为建立单活塞液压自由活塞发动机工作过程仿真模型,根据单活塞液压自由活塞发动机的系统特征,基于热力学、液压流体力学和动力学基本理论,给出了单活塞液压自由活塞发动机稳态工况工作过程的数学描述,并对结果进行了试验验证。结果表明：给出的考虑了液压系统构件动态特性影响的单活塞液压自由活塞发动机仿真模型,在活塞动力学特征、气缸气体压力特征和液压腔压力特征上具有较高的仿真精度。模型适合于单活塞液压自由活塞发动机系统参数确定、优化以及系统工作特征的模拟。

文章采用神经网络间接自校正PID控制结构讨论基于神经网络的PID参数自整定问题选取三层BP神经网络选用主动液压转矩和负载阻力矩差值等效代表实际转速微分作为自校正神经网络的输入并用二次元件的理论模型代替辨识神经网络为校正网络提供预测输入.分析表明采用上述措施的自校正PID控制器的闭环控制效果比常规PID控制有所改进能实现闭环PID参数的自整定.

回顾了球塞泵的发展历史和国内外研究现状介绍了球塞泵的3种基本结构(单轨偏心式、双轨偏心式和椭圆轨道式)、工作原理以及各自的优缺点阐述了球塞泵在结构上和性能上的独特性和优越性.球塞泵是具有尺寸小、结构紧凑、可靠性高、功率密度高、易实现排量变化、易实现大排量高转速、耐高温、可适用于大功率和恶劣工况的液压元件文章分析了球塞泵制造过程中存在的技术难点和解决措施指出该项研究对填补我国球塞泵产品空白、提高我国液压技术总体水平具有重大价值和深远意义.