鱼雷燃料泵在对燃料增压时不可避免地产生强烈的振动并传递至鱼雷壳体，使之成为鱼雷的激振源之一。为了指导燃料泵的减振降噪，利用液压系统仿真软件AMESim 建立了与传统斜盘式柱塞泵结构及工作原理差异很大的燃料柱塞泵的液压模型。搭建燃料泵动态压力测试系统，测试了燃料泵出口的动态压力，并与泵出口压力仿真信号进行对比，验证了模型的正确性。在此基础上，进一步对泵出口压力、流量及柱塞腔压力动态过程进行仿真，确定出了既能削除柱塞腔尖峰压力又对泵出口压力流量无影响的错配角。以此为指导，制造出具有合理错配角的样机。对比测试表明新泵相对原泵，在全部十个测试位置振动能级均降低，最大降幅约5dB。

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。

轴向柱塞泵内部子系统强耦合作用下柱塞泵呈明显的全局耦合特性,而柱塞泵传统局部动力学模型普遍存在恒压力、定转速等假设条件,缺乏对全局耦合特性的综合分析能力,为此在分析子系统间结构关系及耦合情况的基础上,提出一种基于数组的键合图建模方法,建立了斜盘式轴向柱塞泵键合图模型。进行了柱塞-滑靴子系统摩擦学-动力学耦合机理分析,并定义能量损耗因子,综合包含非线性因素的各子系统动力学方程参数,最终导出柱塞泵全局耦合动力学模型。对模型进行了仿真,仿真结果与实际情况吻合,验证了模型的有效性和正确性。

针对斜盘式轴向柱塞泵机液伺服变量机构,阐述了其结构与工作原理,建立了机液伺服变量机构的动态数学模型,并使用Matlab对数学模型进行仿真计算,分析相关参数对变量机构的动态特性的影响,并在此基础上分析了变量机构主要结构参数的灵敏度。结果表明,系统的响应速度对阀面积梯度的灵敏度最大,对活塞面积和反馈系数的灵敏度相近;系统的稳定性对活塞面积的灵敏度最大且与对阀面积梯度的灵敏度相近,对反馈系数的灵敏度较小。

由于平衡式两排轴向柱塞泵斜盘具有多个斜面而变量困难,比较适合被用于定量供液的液压传动系统中,成为制约平衡式两排轴向柱塞泵拓宽应用的一个关键因素。通过分析轴向柱塞泵各种变量方式的优缺点,指出对平衡式两排轴向柱塞泵而言,改变斜盘与配流盘间的相位角实现变量可行性较高。以旋转配流盘为例,建立了平衡式两排轴向柱塞泵变量机构的驱动力矩方程,并研究了其对泵流量脉动的影响,结果表明：斜盘双侧受脉动压力,旋转时驱动力矩小;随着斜盘与配流盘相位角的增大,其流量脉动增大,但由于平衡式两排轴向柱塞泵内外瞬态流量的叠加,可使该缺陷得到一定程度的弥补。

为了分析柱塞副偏心状态对油膜特性的影响,采用动压支承理论和数值模拟方法,研究在不同柱塞腔压力和缸体转速时柱塞副油膜形态及其变化规律,采用寿命试验台测试液压泵试验件并与理论结果进行对比验证.结果表明：柱塞偏心状态下,柱塞副油膜出现最小厚度值,油膜内部压力高于柱塞腔压力;压油区油膜厚度随压力增加而线性增加,随转速增加而减小,但转速越大,油膜厚度减少量越小,柱塞转过90°时油膜厚度达到最小值;吸油区最小油膜厚度几乎不随转速变化,且吸油区最小油膜厚度小于压油区油膜厚度;柱塞副最小油膜厚度出现位置与斜盘摩擦力方向一致.

为解决斜盘式柱塞泵摩擦副的磨损问题，提出了一种新型轴向柱塞泵，用双端曲面齿轮代替了斜盘，用齿轮副代替了摩擦副。利用端曲面齿轮副传动原理建立了单柱塞、六柱塞双端曲面齿轮式柱塞泵的运动特性数学模型，得出了柱塞运动规律。通过ADAMS虚拟样机建立了柱塞泵运动特性仿真模型，验证了新型柱塞泵柱塞运动的可行性。利用LH-050型激光位移传感器对柱塞泵运动特性测试实验台进行了相关测试，通过实验测试结果和理论值对比发现：实验数据与理论计算值吻合较好，误差控制在5％以内，证明了柱塞泵运动特性理论模型的正确性。

针对锥形缸体轴向柱塞泵的柱塞倾角对泵的流体特性产生的影响,基于AMESim软件,以某型锥形缸体轴向柱塞泵为研究对象,建立整泵液压模型,该模型能考虑到油液压缩性、泵的泄漏、柱塞腔死容积、配流过程及流量倒灌等因素对泵流体特性的影响,且便于变参优化研究.经仿真及与传统公式计算对比分析表明：在产生流量脉动的影响因素中,几何流量脉动只占一个很小的比重,几乎可以忽略,主要的影响因素是油液的压缩性、泵的泄漏及柱塞腔的流量倒灌,其中流量倒灌是引起流量脉动的最重要的因素;在额定工况下,油液的压缩损失占总容积损失的19.04%,泄漏量占总容积损失的80.96%;随着柱塞倾角由0°增大到20°,泵的出口流量脉动系数由0.181 1增大到0.184 4,柱塞倾角的改变对泵的流量脉动影响很小.

针对轴向柱塞泵效率特性机理分析不够深入、全工况下机理模型精度差,提出一种基于力学正反问题的柱塞泵效率特性半经验参数化建模方法。首先考虑油液可压缩性导致的容积损失和倾覆力矩作用下形成的柱塞副库伦摩擦力,建立了流量、转矩损失机理模型;然后分析了系统参数非线性变化规律,在此基础上利用试验数据拟合机理模型中复合参数经验公式;最后导出柱塞泵效率特性半经验参数化模型。对比分析表明：复合参数经验公式显著提高了机理模型精度,流量、转矩损失半经验参数化模型平均相对误差分别为3%和1%。结果分析表明：复合参数以及对应损耗能量比重直观反映了柱塞泵效率特性,极限工况下柱塞泵效率下降以及容积效率和机械效率无法再次提升的根本原因在于油液有效体积弹性模量、库伦摩擦因数等系统参数的急剧变化。

柱塞滑靴组件的动力学特性直接决定了泵的工作性能,由于在泵运转周期内,存在如离心力、滑靴副摩擦力及柱塞与缸孔间接触力等大小和方向都时变的作用力,因此长期以来在对柱塞滑靴组件的动力学参数分析中,仅局限于或在某一固定位置处、或在简化假设情况下进行计算,这给泵结构的优化设计及泵性能的预期评估带来不利影响。为在全周期内动态评估柱塞滑靴组件的动力学性能,依据不同应用需要,在简化受力情况下本文提出了相应的简化数学模型,在完整受力情况下,通过引入随体坐标系,提出了相应的精细数学模型。建立的模型都遵循真实的柱塞-缸孔线接触力动力学行为,并进一步考虑到了接触力作用位置随工况实时动态变化的实际情况。通过与实验结果及基于AMESim-ADAMS软件建立的联合仿真模型分布参数法仿真结果的对比,验证了所提出的数学模型。...