双碳背景下,电驱动方式成为有效解决非道路移动装备碳排放与能源浪费问题的重要途径。然而,目前的电驱方式仅仅是用电池和电动机取代了内燃机,液压系统仍沿用集中式动力源供能、多路阀分配动力的阀控方式,存在系统能量转换、传递效率低的不足,需要大容量的电池组满足工作时长的需求,导致成本高,制约其推广应用。因此,提升液压系统的能效成为破解非道路移动装备电动化技术瓶颈的关键所在。对数字变排量泵技术、离散数字液压阀技术、浮杯泵技术,国际上三种显著提升液压系统能效的方法、研究进展、应用效果进行了分析和论述。进一步对团队所提出的电气液压双动力驱动重载直线执行器的工作原理、能效特性和应用效果进行介绍,所介绍的四种新型传动方式和现有技术对比,普遍可提高能效50%以上,为电动化非道路移动装备的推广应用奠定...

浮杯式轴向柱塞泵中浮杯浮在滚筒板上的独特结构导致浮杯有发生倾覆的可能.结合浮杯泵的结构特点分析了浮杯在滚筒板上的运动轨迹,以及运动过程中在离心力作用下发生倾覆而导致卡死的情况.压紧弹簧可防止浮杯从滚筒板上倾斜,并且不影响浮杯的正常运动.主要介绍了压紧弹簧的设计,包括最佳弹簧半径以及柱塞孔在压紧弹簧上的位置和大小.最后运用有限元法对压紧弹簧作了仿真分析,结果表明需对压紧弹簧螺钉孔周围结构进行优化改进.

浮杯式轴向柱塞泵(浮杯泵)具有效率更高、扭矩损失更小、启动性能好等优点,但变量式浮杯泵的阀控式变量机构自身容积损失较大,控制精度较差,因此设计了一种控制效率更高、响应更快的变量式浮杯泵的变量机构。对变量机构进行设计选型及三维建模,应用有限元软件ADAMS进行了变量式浮杯泵回转体结构的动力学仿真,得出在指定的变量机构参数下斜盘倾角从0~8°变化的响应时间为0.08 s,最后通过分析指出,该变量式浮杯泵更适用于大型机械设备,并根据设计中的一些问题进行分析,为浮杯泵的变量机构设计提供一定的理论依据。

浮杯泵的结构特点是大数量柱塞双环排列且呈镜像背靠背的布局 每个柱塞都有一个独立的杯状缸筒.由于几何学的限制缸筒的倾角要限制在10°以内防止柱塞颈末端太小以至于不能承受来自柱塞顶部受到的压力负荷.为了防止浮杯滑出固定浮杯凸缘的边界 在滚筒和转轴之间可用一个等速接头连接可以减小浮杯的相对运动.柱塞与缸筒之间基本的密封方式有两种： 有无密封环.直接密封的主要优势是液压力产生的作用力完全由柱塞本身承担 柱塞与浮杯之间的液压接触力完全被消除.在同等条件下柱塞直接密封有更小的泄漏 也有更小的摩擦损失 因此液压机械效率会更高.最后柱塞直接密封也省去了柱塞环的生产、 损坏及安装成本.

变量浮杯泵是一种新型的轴向柱塞泵，它结合了现有的斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的特点，形成一种独特的镜像对称布局，在不增加体积的前提下成倍增加了柱塞数目，减小了轴向力。这种结构使得该泵在减小噪声、降低压力和流量脉动、降低生产加工成本方面表现突出。该文主要介绍该新型泵的原理与特点。

为了解该新型轴向柱塞泵的基本性能,借助动力学仿真软件ADAMS及液压系统仿真软件AMESim,并引入有限元柔性体,搭建刚柔耦合、固液耦合的浮杯泵虚拟样机,对泵的运动学、动力学及液压性能进行仿真研究.通过仿真得到了该泵的运动学规律、主要部件的受力情况,以及泵的出口流量及压力波动情况.结果表明,由于柱塞数目的增多,使得该泵具有波动小、运行平稳的优势;同时,由于泄漏点的增加,该泵的泄漏量增加。

浮杯泵独特的结构导致其泄漏点大量增加，变形后的柱塞副密封间隙成为影响其工作性能的主要因素。在泄漏间隙理论分析的基础上利用有限元软件对三组不同柱塞腔尺寸的柱塞和浮杯在上死点和下死点两种极端位置处进行受压变形仿真，讨论变形后柱塞腔的尺寸对柱塞副间隙的影响。分析得到柱塞和浮杯变形后的变化规律，以及在密封线处浮杯的变形值约为0.8 μm和柱塞头的椭圆形变形趋势，对比得出在20 MPa的压力下直径为8 mm、深度为6 mm的柱塞腔能够使柱塞头的变形有效补偿浮杯的变形。