在高速重载工况下,滑靴受外力作用时会发生弹性变形,影响滑靴副的摩擦润滑性能,增加滑靴副的能量消耗,降低轴向柱塞泵的功率传递效率。为了减小滑靴副能量耗散和提高轴向柱塞泵能量调控性能,建立1种考虑滑靴弹性变形的功率损失模型。讨论柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数等关键参数对滑靴副功率损失的影响。研究结果表明：当工作压力为21 MPa、主轴转速为1 500 r/min时,A4VTG90泵滑靴副的泄漏功率损失为1.93-2.30 W,黏性摩擦功率损失为221.8-234.2 W,主要集中在泵的排油区;滑靴副功率损失主要以黏性摩擦功率损失为主,泄漏功率损失比较小;阻尼孔长度直径比对滑靴副功率损失影响显著,选择合适的结构参数能改善滑靴的工作性能;滑靴的结构优选值范围如下：滑靴的半径比为1.2-1.6,阻尼孔的长度直径比为4-5。

为了改善滑靴副的摩擦学性能,利用液压泵的压力冲击试验,确定滑靴和斜盘的材料组合方案。在此基础上,利用等离子喷涂技术在多元复杂黄铜表面制备MoS2固体润滑涂层,分析MoS2涂层对材料的摩擦因数和摩擦力矩的影响,测量材料的磨损量、磨损深度以及磨损率,利用扫描显微镜观察摩擦表面的磨损形貌。结果表明:在压力冲击场合下,多元复杂黄铜和球墨铸铁的磨损量最小;MoS2涂层结构比较致密且与多元复杂黄铜基体结合牢固,材料的摩擦因数为0.11~0.13,摩擦力矩为1.0~1.1 N·m;在对摩过程中,MoS2涂层的硫原子对铜和铁元素具有很强的活性,与配对材料发生摩擦化学反应,形成Cu2S和FeS的润滑转移膜,摩擦表面呈现黏着和轻微磨粒磨损特征。

内泄漏作为电液换向阀常见的故障类型,其故障振动信号具有非平稳性、非线性等特点,且容易被其他信号淹没、破坏。对此提出了一种经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和一维密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutional Networks,DenseNet)的电液换向阀内泄漏故障诊断方法。该方法首先利用EMD对振动信号进行分解得到一系列本征模态分量(Instrinsic Mode Function,IMF),并将IMF分量和原始振动信号依次进行并联堆叠;然后将并联堆叠信号作为一维密集连接卷积网络的输入进行特征的自动提取,并进行故障分类;最后通过DenseNet与传统的一维卷积神经网络(CNN)对比验证得出,该方法能准确、有效地对电液换向阀内泄漏故障进行诊断。

针对变转速工况轴向柱塞泵故障诊断时故障特征提取困难的问题,提出了基于多项式Chirplet变换和变分模态分解的诊断方法。首先使用多项式Chirplet变换估计瞬时频率;然后基于估计的瞬时频率重采样,将时域非平稳信号转化为角域平稳信号;最后对角域信号进行变分模态分解。根据峭度对所得的本征模态函数分量进行重构并作包络阶次谱分析,判断轴向柱塞泵中轴承的故障类型。实验结果表明,该方法有效提取了变转速工况轴向柱塞泵轴承的故障特征。

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。

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.

为了减小液压马达工作过程中的系统压力冲击,设计出具有压力缓冲功能的螺纹插装式溢流阀,建立带螺纹插装式溢流阀的液压马达数学模型,分析溢流阀芯锥度、液阻直径、敏感腔体积、弹簧刚度等结构参数对马达特性的影响,取得减小液压马达压力冲击的方法。采用250 kW液压马达综合性能试验台进行马达压力缓冲特性和压力切断特性试验,理论结果与试验结果的比较分析表明：溢流阀节流孔直径和弹簧刚度是影响马达特性的主要参数,敏感腔体积变化的影响较小;实际工况下某型马达缓冲压力和切断压力分别为11.0 MPa和34.8 MPa,缓冲压力时间为2 s。

为了改善民用飞机液压系统恒压变量泵的工作性能，建立了柱塞泵的仿真模型和液压系统作动器的热力学模型，并根据民用飞机飞行剖面设定工况，定量分析柱塞泵在飞机液压系统中的工作特性及能量需求。仿真结果表明：柱塞泵工作中的能量损失分为两部分，一部分为柱塞泵主体的功率损失，飞行状态变化对泵主体功率损失有显著影响；另一部分为高压油液通过恒压阀泄漏回油所造成的功率损失，在飞机巡航阶段，因泄漏造成的热功率损失占柱塞泵热功率损失的27%，是造成柱塞泵能量损失的主要因素。