通过采用多个齿轮泵/马达单元和控制阀组等基础元件,设计了一种数字型液压变压器。数字型液压变压器具有数字元件的离散、简单和易控等特性,将多个不同排量的齿轮泵/马达单元进行组合,各个齿轮泵/马达之间同轴连接,每个齿轮泵/马达单元的进口、出口分别安装有电磁开关阀,采用节流阀模拟数字型液压变压器负载,通过控制齿轮泵/马达单元进口、出口控制阀组的得失电状态,实现数字型液压变压器变压比根据二进制数字控制而变化的目标。利用AMESim仿真软件对数字型液压变压器的变压过程进行仿真分析,基于试验平台对数字型液压变压器进行了验证。结果表明,所提出的数字型液压变压器可以通过数字控制进行变压,验证了其变压原理的可行性。

提出一种数字型液压变压器(Digital hydraulic transformer,DHT),将多个二进制排量比的泵/马达流量单元组合在一起,利用机械连接使其同步转动。在各流量单元的进出口连接高速开关阀组,各阀组的通断状态对应着一个二进制数字,通过对进出口阀组状态数字的控制,可以调节变压比进而实现不同的压力输出。根据DHT的工作原理,进行结构设计和数学建模,并制造出样机,最后搭建试验平台对其稳态工作特性进行试验验证。结果表明,所提出的数字型液压变压器可以随着数字控制量的改变而变压,验证了其变压原理的可行性和实用性。DHT具有数字元件离散、简单和易控等特性且变压范围大,可以作为液压恒压网络系统中的二次调节元件驱动直线负载,还可以回收负载端的势能和压力能,对提高液压系统效率具有重要意义。

液压变压器是在恒压网络二次调节系统下发展起来的液压元件.阐述了液压变压器的节能思想,介绍了两种典型液压变压器的工作原理与特点,并对液压变压器的应用进行了论述.提出一种采用液压变压器的液压节能系统,对其工作原理及能量流分配进行了分析,在同一载荷下对比了几种典型液压系统的装机功率,结果表明采用液压变压器的液压系统,明显降低了系统的装机功率.液压变压器应用到多执行机构液压系统中,不仅降低了系统能耗,同时也简化了液压系统.

介绍了液压变压器的产生背景，综述了传统型和新型液压变压器的发展历程，对2种液压变压器的工作原理进行了对比分析，推导出传统型和新型液压变压器变压比的表达式，并得出传统型液压变压器的变压比与2个组成元件的排量成反比规律变化，而新型液压变压器则是通过控制配流盘的摆角来控制流入和流出液压变压器的流量来实现变压的结论．归纳总结了液压变压器的特性，列举了液压变压器在工程中的应用实例，指出了目前液压变压器研究中尚未完善之处，并对液压变压器的发展前景进行了展望．

设计了一种基于液压恒压网络的盾构土压平衡系统，它通过调节恒压网络中变量马达的排量来实现螺旋输送机的转速即土压的控制。模拟试验表明，这种基于液压恒压网络的盾构土压平衡系统的响应速度和抗干扰能力明显优于传统的泵控马达式盾构土压平衡系统。为开发新型的盾构土压平衡系统提供了设计参考。

针对液压变压器效率低的问题，对其效率特性进行数学模型的理论分析和修正，并通过实验测试对比的方法进行了研究，掌握其规律特点．对效率特性的数学模型进行改进，引入了考虑机械能损耗以及热能损耗影响的损耗系数，对效率计算分界点问题提出按照调压比特性进行划分．利用液压变压器性能测试实验台，对其效率特性进行实验研究发现，液压变压器的效率特性满足液压泵／马达的效率无因次特性曲线；效率与其控制角度之间有着密切的关系；机械效率随转速的增加而降低，随控制角度的增加而提高；总效率随油源压力的增加而增加；总效率存在最高效率转速点．

对新型液压变压器产生的背景、在恒压网络系统中的应用优势和工作原理进行了阐述;综述了新型液压变压器的研究现状列举了取得的研究成果指出了新型液压变压器尚存在的问题并对其研究前景进行了展望。