为降低熔融沉积制造过程中能量消耗,提高能量利用率,针对熔融沉积制造参数优化问题进行了研究。建立了熔融沉积制造过程能量效率函数,以喷嘴温度、成型层高、空走速度和打印速度为优化变量,以最大能量效率为优化目标,利用田口法设计正交实验,得出能量效率较高的工艺参数组合。在此基础上,利用BP神经网络建立能效优化模型,采用自适应小生境遗传算法对模型求解。研究结果表明,要实现熔融沉积的高能效制造,需在较高的喷嘴温度和成型层高的情况下,采用较低的空走速度和打印速度。

为解决差动缸两腔面积差引起的吸排油流量不对称问题，系统应用非对称泵的结构特点使其在运动过程中能进行自动补偿。但由于两腔面积差不是严格的比例关系以及系统存在气蚀、泄漏等非线性的影响，仍然存在差动缸伸出和收回速度不一致，动静态性能差，系统能耗大等问题。针对于此，分析非对称泵控差动缸系统四象限运行特性，建立能量传输模型，从理论上阐述能量消耗和速度的关系，并进行开环特性试验验证。进一步以差动缸速度和电动机转速的特性曲线为速度闭环控制的前馈函数，提出非线性动态前馈补偿控制策略，根据工况实时调用，将计算所得值作为电动机给定转速，对差动缸的速度进行动态补偿。仿真和试验结果表明，该控制策略有效改善差动缸伸出和收回速度动静态性能，提高了系统能量效率。

传统的液压装载机常采用单阀芯多路阀来控制执行器的运动,存在进出油口同时节流、节流损失大等不足,特别是对于装载机的摇臂液压缸,其外负载变化频繁且作业工况复杂,使用传统的多路阀控制效果不太理想。针对以上问题,提出一种可用于装载机摇臂液压系统的进出口独立控制策略。利用SimulationX仿真软件建立原装载机机液联合仿真模型,并通过试验验证了所建立装载模型的准确性。在原模型的基础上构建了进出口独立控制的装载机摇臂液压系统,对改进后的摇臂液压系统进行仿真研究。结果表明:新系统的控制方式在能量利用和效率方面更具优势。

以计算流体力学和传热学为基础，在对实际系统和设备进行分析的基础上，利用FLUENT软件建立了三种气流组织形式的物理及数学模型，运用k—ε模型和SIMPLEC算法对装有新风换气机的室内环境进行了数值模拟。给出了温度场、速度场及分子运动场的数值结果，并具体分析了风口位置不同对室内空气品质及能量利用效率的影响。本研究结果可以为产品改进和系统设计提供理论基础和参考数据。

针对气动系统能量效率低这一主要问题,提出一种气动系统节能的新方法。其思想是通过使用小型气泵直接驱动执行机构,形成闭式回路,循环利用执行机构腔内已经产生的高压气体,消除传统回路的排气阶段。首先设计了小型空压机直接驱动的气动回路,搭建了相应的闭式回路实验台;其次,开展不同工况下气缸往复运动实验研究,验证原理上的可行性;然后,针对直驱系统的问题进行回路改进以满足系统所需的空气量及响应要求;最后,通过实验验证了直驱系统的节能特性。结果表明,所提出的直驱系统相比传统回路运行简单且能提高气动系统的能量效率。

为研究氢气发动机采用进气冲程注水(water injection,WI)的方法对发动机工况的影响,文章采用数值模拟的方法,运用AVL-FIRE软件模拟了嘉陵JH-600发动机使用氢气燃料的燃烧工况,并模拟计算了气缸内部温度、压强、NO排放量等各项参数.分4次进行,分别计算了注水量(水和氢气燃料的质量比)为0,5%,10%和15%时发动机的单缸燃烧参数.计算结果表明,将注水比率设定在5%~10%,能够在提高氢气发动机能量效率的同时有效地维持发动机稳定运行.

以提高系统总效率为目标,研究了单活塞式自由活塞柴油液压动力装置的节能途径.分析了系统的能量传递过程,理论计算了能量输入、损失和输出之间的关系,结合试验结果研究了系统各组成部分的节能途径.结果表明：系统最高效率理论值可达38%,样机实测值为27.5%.理论和试验结果都表明系统总效率明显优于内燃机与液压泵的传统组合.系统内燃机部分的指示热效率达到传统内燃机的较优水平.系统液压泵部分泵腔效率的提高通过提高吸排油阀动态响应实现,高压腔和压缩腔循环效率提高通过减小两腔节流损失实现.

由于结构紧凑,易于并行驱动多执行器等优点,阀控液压缸系统被广泛应用于工业和工程自动化装备,存在问题是节流损失大,能量效率低。为了降低液压系统能耗,有效的方法是采用直接泵控技术,消除节流损失。但传统进出口流量对称型液压泵驱动非对称液压缸系统,需要附加复杂的回路补偿非对称液压缸面积差,并且当液压缸负载方向频繁变化时,控制腔交替变化,液压缸运行平稳性差。针对上述问题,提出一种能够匹配非对称液压缸面积差的非对称泵控缸闭式系统方案,并将其应用于控制具有四象限工作特性的液压挖掘机斗杆。为了验证新提出方案的可行性,在前期仿真研究基础上,构建非对称泵控液压挖掘机斗杆试验系统,对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行研究。测试结果表明,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,与采用...

负载敏感系统具有良好的多执行器并行控制特性和高的能量效率，被广泛应用于中小型工程装备和工业设备中。目前主要有阀前补偿系统和抗流量饱和阀后补偿系统两种。为了更好地研究负载敏感工作特性和能量效率。在详细对比分析这两种系统的结构和工作原理的基础上，对其进行建模，研究在单执行器和多执行器复合动作时系统的工作特性和能量效率，为系统的选用和设计提供参考。研究表明：阀后补偿系统多路阀结构紧凑，负载补偿阀兼具梭阀作用，不用专门布置梭阀网络，但是由于阀芯上节流控制段和换向段分开，系统能耗相对较大。

仿生足式机器人关节普遍采用传统液压驱动方式由于其能量效率不高无法满足机器人高负载能力和自主连续工作时间的应用要求。在对机器人关节运动进行分析的基础上提出了一种基于数字液压的关节驱动系统的实现方法并对其所需流量和能量效率进行分析和仿真。结果表明：与传统液压相比数字液压能减少关节驱动系统所需流量从而提高能量效率。