随着材料科学和制造技术的进步,以淡水或海水为工作介质的水液压技术得到蓬勃发展。水液压泵作为水液压系统的动力核心,研究方向趋向于微小型化、高功率密度化、高压化、智能化、电液融合化,在工程机械、食品医药、消防安全、海洋工程等领域得到广泛应用。结合应用需求,分别介绍国内外不同结构形式的微小型水液压双向泵,分析性能特点和主要应用场景。相比于国外系列产品和研究,国内现有的微小型水液压双向泵存在体积大、工作压力低、产品系列不成熟等问题。泵内部关于双向水润滑材料摩擦磨损、密封、生产成本、结构和技术创新的关键问题亟待解决,提出微小型水液压双向泵潜在的主要应用前景,为微小型水液压泵技术的发展提供参考。

为满足大流量和快响应电液控制系统的需求,采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯,将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合,研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型,并对其关键结构参数进行了仿真优化,得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划,控制阀芯的运动状态,进而实现阀口开度的精确数字控制,提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制,开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示,其跟随性能良好,能够实现设定的运动规划,与仿真结果基本相符,满足高速、大流量的技术要求.

为实现水液压泵柱塞副的高效密封并自动补偿其磨损间隙,提出了一种柱塞副密封间隙自动补偿结构。通过流固耦合仿真技术研究了不同柱塞套厚度和环形槽宽度下柱塞套在内侧环形流体和外侧环形缝隙流体耦合作用下的变形特性。仿真结果表明,在相同的工作压力、流体域边界条件下,当环形槽宽不变时,随着工程塑料聚醚醚酮(PEEK)材质的柱塞套厚度的增大,柱塞套变形量逐渐减小;当柱塞套厚度不变时,柱塞套变形量随着环形槽宽的增大而增大。建立了柱塞副间隙自动补偿试验系统并进行了初步试验,试验结果和仿真结果基本一致。

运用低压固氮技术对马氏体沉淀硬化不锈钢进行了表面改性在MCF-10摩擦磨损试验机上考察了马氏体沉淀硬化不锈钢低压固氮涂层与聚醚醚酮在水润滑下的摩擦学特性。通过对磨损率、摩擦系数等摩擦磨损数据及试件表面形貌的分析得到其磨损机理并探讨了此种材料配对在低噪声回水阀上的应用。研究结果表明低压固氮后能够改善马氏体沉淀硬化不锈钢与聚醚醚酮配对摩擦副的减摩特性可应用于回水阀的阀芯及阀座有效提高回水阀的工作寿命。

水压柱塞泵关键零部件的固有频率与激励频率相同或相近时将会发生共振导致零部件疲劳破损甚至柱塞泵不能正常运转。针对水压柱塞泵的核心部件配流盘进行模态分析研究其各阶振型并计算其相应的固有频率。为了有效地避免配流盘的共振现象通过增设加强筋对配流盘结构进行优化改进。仿真结果表明增设加强筋能够提高配流盘的固有频率并且能够避开激振源的倍频从而降低了配流盘在柱塞泵运行过程中引发共振的可能性。研究成果为避免配流盘受到激振力时发生共振提供了理论依据。

海水具有强的电化学腐蚀性、高的汽化压力以及较大的密度、弹性模量大，当其在阀体内部流动时，将不可避免地引起还水液压阀口材料的化学腐蚀和电化学腐蚀，使材料表面遭到破坏，材料力学性能下降，导致液压阀使用寿命的急剧降低。因此，研究材料在海水中的腐蚀机理，为海水液压阀筛选耐腐蚀性强的材料是亟待解决的关键问题之一。该文针对不锈钢在海水中的腐蚀机理进行介绍，并通过化学浸泡试验、电化学腐蚀试验对几种常用不锈钢在海水中的耐腐蚀性能进行比较研究，为海水液压阀关键零部件材料筛选提供一定的理论依据。

该文主要介绍海水液压综合试验台的系统结构、工作原理和设计特点。针对海水液压元件综合试验台的功能需求，利用LabVIEW设计了水压元件综合试验台测控系统，包括测试系统的硬件组成、软件设计及应用。

以纯水轴向柱塞泵为研究对象，在同时考虑配流盘间隙和柱塞间隙的基础上，利用流体仿真分析软件PumpLinx，采用动网格技术并建立空化模型，研究配流盘减振结构对流量特性和压力脉动的影响。通过仿真分析U型槽、三角槽、孔槽结合和无阻尼槽四种不同的减振方案在配流过程中的压力脉动和流量脉动，进而比较得出最佳的高压卸荷槽结构。仿真结果表明，采用U型槽结构的配流盘在预升压过程中优于其他三种结构，且其出口的流量更加平稳，脉动率更小。

针对水压柱塞泵u形阻尼槽的结构参数进行研究，通过流场仿真对比不同阻尼槽结构参数下水压柱塞泵的流量特性，确定水压柱塞泵的压力、流量脉动率最优的阻尼槽结构参数，从而降低水压柱塞泵的流体振动。仿真结果表明，在现有结构参数下当水压柱塞泵阻尼槽宽度设置为2mm、深度为0．8mm、配流盘预升／泄闭死压角为11．8。时，柱塞泵的压力和流量脉动率最小。开展了水压柱塞泵的振动试验，对比了阻尼槽优化前后的试验数据，试验结果表明优化后的阻尼槽结构能够有效降低水压柱塞泵的振动。

介绍了一种水压插装式三位四通电磁换向阀的工作原理，建立了水介质条件下插装式电磁换向阀的AMESim仿真模型，通过仿真优化得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线，并加工出原理样机进行了试验研究。试验与仿真结果基本相符，证明该水压换向阀具有高压、大流量、响应速度快等特点，可广泛应用于海洋探索、海洋开发、海水淡化等领域。