传统海水液压柱塞泵中,滑靴的固有结构形式使其易发生偏磨、烧靴等问题。提出了一种新型滑盘结构,从根本上消除了因离心力产生的滑靴倾覆问题,并减小了柱塞所受的侧向力。建立了滑盘副润滑数学模型,并分析了温度和工况参数对滑盘副的润滑特性及能耗特性的影响。结果表明:随着介质温度的升高,滑盘副的动压效应减弱,水膜厚度减小,导致泄漏量降低;同时,黏度随温度升高而降低,滑盘所受到的摩擦力减小,黏性摩擦功率损失降低;随着泵工作压力的升高,水膜厚度变大,泄漏量增大,相反黏性摩擦功率损失降低;而随着泵的工作转速的增大,滑盘副的泄漏量功率损失和黏性摩擦功率损失均有所增加。

海上潜水器事故对潜水器乘员生命安全具有重大威胁,潜水器上设置的救生舱室为幸存乘员提供临时避难场所,能够防止事故发生后幸存乘员的二次伤害。开发了一种远距离救生舱室供排气系统,该系统有常压通风和减压脱饱和两种工作方式。对救生舱室供排气系统工作原理进行分析,建立了舱室供排气系统的AMESim和Simulink联合仿真模型,采用PID和模糊PID两种控制方式对系统工作方式进行了仿真分析,结果表明,两种控制方式都能满足救生舱的工作要求,但是模糊PID控制在控制精度、响应速度和控制平稳性等方面更具有优势。

为满足水下作业设备的小型化和环境相容性的要求,针对国内水压环境下高速开关阀研究较少的现状,提出了一种音圈电机直驱高速开关阀。通过建立音圈电机直驱高速开关阀的一系列相关动态模型,采取AMESim批处理方法和遗传算法分别对比分析高速开关阀主要结构的单参数与多参数变化对其动态特性的影响,从而实现结构的优化,提高其动态性能。结果表明,基于遗传算法多参数影响关系得到的音圈电机直驱高速开关阀主要结构参数的变化趋势与单参数优化结果基本一致;而且经过多参数优化提高了音圈电机直驱高速开关阀动态性能,缩短了响应时间。

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的核心元件之一,通过回收高压盐水的压力能来降低能耗和节约成本,加强其基础研究并突破技术瓶颈是缓解我国水资源危机的战略选择。根据工作原理将反渗透海水淡化能量回收装置分成液力透平式、正位移式和泵-马达式3类,主要从结构、原理、效率和应用等方面对国内外研究进展进行综述和分析,并对我国能量回收装置的发展方向和关键技术进行总结展望。研究表明,液力透平式装置已逐渐被市场淘汰,占据市场主流地位的正位移式装置也存在技术缺陷,而泵-马达式装置的集成化设计和降低工作能耗是未来的重要研究方向。

该文介绍了一种新型直线电机驱动的大流量先导式高速换向阀,并对直线电机的控制方案进行了研究。建立了直线电机的数学模型,同时为了有效验证直线电机直接驱动高速换向阀的可行性,避免试验样机加工后出现结构缺陷,该文使用MATLAB/Simulink仿真软件,对直线电机的响应时间以及控制精度进行了仿真分析,通过仿真得到了高度换向阀在给定位移时的响应曲线以及运行轨迹,为后续调试试验提供了有效的理论依据。

该文对水液压泵柱塞进行运动学与动力学分析,研究了柱塞的倾覆状态,基于MATLAB软件编写求解器,对柱塞副间隙水膜动态特性进行研究,采用有限体积法对柱塞副水膜进行精确求解,获得不同工况下柱塞副间隙水膜压力场与厚度场的变化规律,并讨论了不同柱塞副间隙下柱塞副间隙水膜承载情况,研究结果可以为水液压泵柱塞副结构的设计和优化提供指导。

为了调查流量特性,以水压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑预升压角的作用和关键摩擦副泄漏的前提下,建立了泵实际输出流量的数学模型,对配流盘的结构参数进行了设计计算.运用PumpLinx软件对不同预升压角下泵的流场进行了数值模拟,对泵的流量特性进行了分析.研究结果表明：水压轴向柱塞泵在排水过程中,会产生流量倒灌现象,使得单个柱塞腔内的压力和流量以及泵的输出流量产生脉动.增大预升压角可以增长柱塞腔内部流体的预压缩时间,减小柱塞腔内部和泵出口的压力差,从而减少柱塞腔的流量倒灌量,降低柱塞腔内的压力和流量脉动.适当增大预升压角有利于提高泵的流量特性,预升压角取20°时,泵的流量特性最佳.但预升压角超过20°时,预升压区和预卸压区流量倒灌的叠加会导致泵出口的流量脉动增大.

柱塞和缸孔配合间隙的大小直接影响水液压柱塞泵的容积效率．利用工程塑料PEEK具有良好弹塑性和密封性的优势，提出了一种新型柱塞副间隙自动补偿结构，用于柱塞与缸孔之间的密封．通过ANSYS仿真软件，分析了不同宽度的环形槽在周期性变化的压力下，对应的柱塞套变形量．结果表明，该结构不仅能有效降低柱塞／缸孔副的泄漏，而且材料的应力幅值大为降低，能够很好地延长柱塞副的使用寿命．

我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组,所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性,但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水调节阀门,在给水调节阀开度较小的工况下,通过打开联动的回水阀提高回水量,降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究,利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟,并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明,多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能,可有效改善给水泵机组的运行工况。

由于径向马达进出口均采用一端盘配流方式,势必会存在高低压相通而引起容积效率低、泄漏量大等问题,提出一种新型两端盘配流低速大扭矩水液压马达,转速为200r/min,压力为10MPa,输出扭矩为128N·m。采用天然海水或淡水作为工作介质,在其左右两端分别对进出口进行端面配流,可有效避免高低压连通引起的泄漏。通过理论计算和仿真分析对水压马达进行结构设计,确定关键结构参数。应用Solidworks三维软件进行三维绘制,并对各个零部件进行干涉检验,采用软件中特征功能进行整体流体域提取,并通过PumpLinx软件对其压力进行流场分析,进一步优化关键结构参数,最终为水液压马达的研制奠定理论基础。