水液压传动技术是流体传动的一个新方向,水液压溢流阀是水液压系统中重要的压力控制元件。以直动式溢流阀为例,建立其数学模型,在MATLAB的Simulink模块中进行仿真分析,得到了其动态特性曲线图以及影响动态特性的主要参数。结果表明溢流阀的供液流量、弹簧刚度等参数对其动态特性有很大影响。

结合水的理化性质,研发了一种插装式直动水液压溢流阀.该阀的阀芯采用箭头状补偿结构,阀口采用二级阀口.基于CFD(计算流体力学)方法,研究了阀口结构参数对其水力学特性的影响.建立了该阀的数学模型,研制出试验装置,对其静动态特性进行了仿真与试验研究.研究结果表明箭头状补偿结构、合适的阀芯锥角及二级阀口能有效地提高溢流阀的性能,所研制的水液压溢流阀静动态性能良好.

水液压轴向柱塞泵由于其体积小、排量大、污染小等突出优点,已经在舰艇消防、海水淡化、载人潜器等领域获得广泛应用,《船用水液压轴向柱塞泵》国家标准也正在编制。本文主要对水液压轴向柱塞泵的排量、效率、超载、满载、密封性等5种关键性能试验验证以及极限工况下的可靠性试验验证情况进行了分析,研究结果将为国家标准技术指标和检测方法的制定提供技术支撑。

为了解决水液压系统中元器件因采用传统减材方式生产而带来的体积大、质量重、集成化程度低及压力损失严重等问题,提出采用虚拟仿真系统对其进行增材制造成型研究。该机器人激光熔覆仿真系统以Robotstudio为依托,采用六轴机器人为平台,配备变位机与可定位工作台,可实现各类复杂零部件的虚拟仿真;通过虚拟控制器系统的设计与程序调试,可实现在仿真系统中对激光熔覆宽高比、熔覆速度等工艺参数的调试;通过对垂直相交孔道模型的仿真与实际加工,验证了该虚拟仿真系统的可靠性与真实性。另外,该虚拟仿真系统可实现多对象选择及多任务运行、工艺规划与模拟、程序调试与仿真等全过程功能。

用淡水作为工作介质的液压传动技术是近来国内外液压领域普遍关注的研究方向之一,也是前沿课题。文中描述了水液压传动技术的优缺点,并重点论述了水压传动技术发展应重视的主要研究课题。

水的黏度低,水液压控制阀采用传统的电机械转换器,因润滑和密封问题其性能与油压元件差距大。压电驱动刚度大,响应快,精度高,能有效提高水液压控制阀的性能。采用球式座阀结构,通过设计合理的微调预紧机构、阀体和阀口,研制了直接压电驱动水液压节流控制阀。建立了直接压电驱动节流阀的仿真模型,仿真与静态试验结果表明,压电叠堆输入电压高时,控制阀具有相对较高的线性度;而压电叠堆输入电压低时控制刚度不足,受阀芯不平衡液压力影响,试验与仿真结果偏差大,控制阀性能不佳。采用座阀结构的水液压控制阀提高了阀口密封性,但在阀的设计和加工中应减小不平衡液压力。

柱塞和缸孔配合间隙的大小直接影响水液压柱塞泵的容积效率．利用工程塑料PEEK具有良好弹塑性和密封性的优势，提出了一种新型柱塞副间隙自动补偿结构，用于柱塞与缸孔之间的密封．通过ANSYS仿真软件，分析了不同宽度的环形槽在周期性变化的压力下，对应的柱塞套变形量．结果表明，该结构不仅能有效降低柱塞／缸孔副的泄漏，而且材料的应力幅值大为降低，能够很好地延长柱塞副的使用寿命．

锥阀作为液压控制元件的一种主要结构形式，其结构及内部流场分布直接影响阀的性能。该研究采用GAMBIT建立两种不同结构的水液压锥阀模型，并采用FLUENT软件对其内部流场进行仿真分析。仿真结果表明，优化后的水液压锥阀进出口压差减小，有效抑制气穴的产生，降低振动和噪声，减小湍动能损失，其整体性能优于传统结构的水液压锥阀。

该文主要借助水压阀口特性综合试验台架系统，对喷嘴挡板阀口的压力流量特性进行了相关试验研究，重点讨论了喷嘴．挡板阀的喷孔直径、喷嘴平台直径、喷嘴挡板间隙等因素对阀口流量系数的影响情况，试验结果表明：在喷嘴平台直径比较小的情况下，喷孔直径越小，流量系数越大；喷孔直径越小，流量系数越不容易受到喷嘴挡板间隙变化的影响，但同时受到喷嘴平台直径的影响也就越大；适当增大喷孔直径，有利于提高流量系数相对喷嘴挡板间隙的敏感度。

通过对水辅成型循环工作特征和负载特性分析，设计和搭建了基于蓄能器补流和增压缸压差控制的水液压比例控制系统，建立了系统的控制模型；试验研究了系统压力控制的静、动态特性。仿真和试验结果表明：系统的关键环节在比例溢流阀，元件的非线性大宽度滞回降低了系统开环控制精度，闭环控制可以提高线性度和稳态精度，输出压力斜坡响应易产生严重的振荡，需要通过补偿滞环提高系统的控制性能。