针对液压系统油源的安全性及可靠性问题,提出了油源冗余设计方法,即多油源供给多负载。当某一油源发生故障时,能源选择阀切断故障油源,由其他油源给负载提供基本液压能源,使系统能完成必须的服役性能。针对液压系统能源选择阀存在的频繁换向与振动问题,提出了一种插装式液控能源选择阀,其先导阀采用锥阀和可变阻尼形式,主阀采用三台肩且终端有缓冲功能的滑阀。建立了插装式液控能源选择阀的数学模型,分析了能源选择阀在两种模拟故障下的切换压力及切换时间、油源压力脉动等特性。理论分析结果表明,当油源压力发生阶跃和线性变化时,某能源选择阀切换时间分别为5ms和7ms。当压力发生波动时,主阀不会发生振动,可通过液控先导阀结构设计来控制切换压力和回复压力大小。

针对电液伺服阀中力矩马达磁路中存在的漏磁现象,本文解决了已有的磁路模型存在建模精度不高的问题。本文考虑控制线圈处的漏磁和工作气隙处的漏磁,理论推导了考虑磁路漏磁的力矩马达工作气隙磁通表达式和输出力矩模型。采用数值模拟方法分析了输入电流与力矩马达输出特性的关系。结果表明:本文建立的磁路模型具有更高的准确度,验证了本文所建模型的正确性和有效性。

针对偏转板伺服阀射流盘组件两腔恢复压力不对称和一致性差的问题,建立了考虑射流盘尺寸和形位误差时的流场仿真模型,采用多元线性回归分析方法研究了射流盘的形状因素与压力特性之间的关系;通过神经网络算法实现了不同尺寸和形位误差组合下的射流盘组件两腔恢复压力的预测,并研究了导致两腔压差超差的形状因素分布情况。结果表明:恢复压力的主要影响因素包括劈尖宽度、射流口宽度、射流盘厚度、接收腔圆角以及劈尖对称度;两腔压差的主要影响因素为劈尖对称度、射流口垂直度、接收腔圆角以及内角对称度;射流盘的两腔压差大小呈正态分布规律,压差超差主要是多个因素组合引起,但即使所有形状因素符合设计要求,也可能出现压差超差。实验结果与理论结果相符。

为降低轴向柱塞泵滑靴副功率损失,考虑油液的压差和剪切流动的影响,建立滑靴副的功率损失模型,讨论泵的柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数对滑靴的泄漏流量、摩擦力矩、泄漏功率损失以及黏性摩擦功率损失的影响。研究结果表明：滑靴副的功率损失以黏性摩擦为主,摩擦力矩比较大,而泄漏流量比较小。主轴转速对黏性摩擦功率损失的影响占据主导地位,大于柱塞腔压力的影响;当滑靴的半径比为1.5~2.0时,应尽量取较小值,有利于降低滑靴副的泄漏和黏性摩擦功率损失;当阻尼管的长度直径比为3.50~8.75时,阻尼孔直径不宜设计太小,尽管阻尼管的长度直径比变大对泄漏功率损失产生抑制作用,但是油膜厚度变薄将会增加黏性摩擦功率损失。

考虑热变形和弹性变形等影响因素,对倾覆状态下滑靴副热流体动力润滑性能进行研究,主要分析讨论不同柱塞腔压力、主轴转速和进口油液温度等工况下热变形和弹性变形对滑靴副热流体动力润滑性能的影响。采用有限差分法联立求解雷诺方程和油膜厚度方程进行滑靴副油膜润滑分析,采用有限单元法计算滑靴表面变形,采用能量方程和热传导方程计算油膜温度。结果表明,计及热变形和弹性形变时,油膜压力和油膜厚度场在滑靴中心油室和边缘处出现凸起峰值;油膜温度场沿滑靴半径方向由内向外递减分布;柱塞腔压力越大,主轴转速和进油口温度越高,油膜厚度的振荡衰减特征越明显,摩擦转矩随油膜厚度减小而增大,处于柱塞泵的吸排油交替区时的油膜厚度和摩擦转矩出现峰值。

为了分析柱塞副偏心状态对油膜特性的影响,采用动压支承理论和数值模拟方法,研究在不同柱塞腔压力和缸体转速时柱塞副油膜形态及其变化规律,采用寿命试验台测试液压泵试验件并与理论结果进行对比验证.结果表明：柱塞偏心状态下,柱塞副油膜出现最小厚度值,油膜内部压力高于柱塞腔压力;压油区油膜厚度随压力增加而线性增加,随转速增加而减小,但转速越大,油膜厚度减少量越小,柱塞转过90°时油膜厚度达到最小值;吸油区最小油膜厚度几乎不随转速变化,且吸油区最小油膜厚度小于压油区油膜厚度;柱塞副最小油膜厚度出现位置与斜盘摩擦力方向一致.

采用控制体方法根据能量守恒定律推导并建立了集中参数的轴向柱塞泵滑靴副间隙油膜热力学模型，求解了间隙油膜的瞬时温度。结果表明：滑靴副的轴功损失与柱塞腔压力和缸体转速呈正相关，且轴功损失转化为热能；增加油液内能，引起油膜温度升高，改变了滑靴副与油膜之间的传热速率。滑靴材料选用多元复杂黄铜，其导热率大，热阻较小，起到了良好的散热和耐磨效果。

为了改善轴向柱塞泵滑靴副润滑特性,考虑滑靴副与油膜之间的热传导关系,提出了一种基于控制体能量守恒定律的滑靴副热平衡间隙公式,讨论不同柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度对热平衡间隙的影响.研究结果表明,滑靴副的热平衡间隙与材料的线膨胀系数和导热率成反比,影响材料的抗温升变形以及摩擦副的配合性能;滑靴和斜盘因表面温度升高而产生热膨胀,导致热平衡间隙显著减小,与柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度成正比.因此,滑靴应该选取线膨胀系数和热导率大的材料,对于斜盘则正好相反,以减少滑靴表面磨损.

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明：柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小.

飞行器在储存、运送和发射飞行过程中，液压元件往往要经过极端低温、极端高温环境过程考核。研究储存状态的极端低温（-40℃）和极端高温（＋60℃）条件下液压蓄能器及小气瓶性能，在大温差范围内气体的充气压力特性及充气质量，分析蓄能器的工作排油量及最大充油量特性，取得不同气体的充气压力特性曲线。