通过对轴向柱塞泵产生松靴故障的机理分析，选取8~12kHz 特征频率范围来研究故障信息，经信号处理后，对比正常泵和故障泵的低频信号功率谱图，171.5 Hz及其倍频处是滑靴磨损故障特征的敏感频率。

现代液压中，柱塞泵作为能量转换的执行部件，是液压系统中最为核心动力的装置之一。其广泛应用于船舶、石油开采、工程机械等领域。柱塞泵按照柱塞的排列形式不同，有径向柱塞泵与轴向柱塞泵之分。轴向柱塞泵较径向柱塞泵而言，结构更加简单，制造成本更低，其端面配流的结构更易实现无极变量，且体积小、重量轻、维修方便，在技术经济指标上占更大优势，因此，端面配流的轴向柱塞泵是当今使用最为广泛的柱塞泵[1]。

排量是液压泵的主要性能参数之一,是泵几何参数的特征量。相同结构型式的系列泵中,排量越大,作功能力也越大。

为提高轴向柱塞泵滑靴工作可靠性,在充分考虑润滑流体在滑靴副间隙中流动特性的基础上,基于液压液阻原理提出等效液阻高度、构建流量模型,运用有限体积法对滑靴副油膜压力分布进行计算.从油膜挤压效应、供油压力、卷吸速度和油膜形状等方面对压力分布特性的影响进行分析,深入探讨了润滑油膜压力分布影响因素及变化规律.计算实例表明:在当前的数值计算方法下,动压和静压作用相对独立,相互影响较小;挤压效应对动压力影响显著;供油压力直接影响中心油腔压力,对动压几乎没有影响;卷吸速度对压力分布影响显著,不同的卷吸速度方向不但对动压力最大值影响很大,在膜厚较小区域压力分布呈现差异明显的变化规律,甚至在最大倾斜角附近会出现负压;油膜动压效应对中心膜厚和最大倾斜角非常敏感,在一定程度上,与中心膜厚相比,油膜动压效应对...

平衡式两排轴向柱塞泵的结构特点，决定了其流量脉动不同于普通轴向柱塞泵。分析了内外柱塞数同为奇数或偶数的平衡式两排轴向柱塞泵的流量脉动情况，采用不同参数，利用Matlab绘制其瞬时流量曲线进行比较。结果表明：内外排柱塞数同为不相等的奇数或偶数时，内外排瞬时流量存在抵消使流量脉动减小。内外排柱塞数为相同的奇数或偶数时，内外排瞬时流量互相叠加使流量脉动保持不变。内外排柱塞数相等且交叉布置时，其流量脉动具有最大的减小量，脉动周期为普通轴向柱塞泵的一半，有利于泵结构的紧凑。

针对带有非对称式配流盘结构的轴向柱塞泵,提出一种新的容积效率计算模型,引入了压力过渡角和压力过渡角非对称度的概念,阐述了具有此类结构的柱塞泵压力过渡原理,推导了柱塞泵在上、下死点处的压力过渡角以及容积效率的计算公式,分析了压力过渡角的非对称度对容积效率的影响。通过仿真对比,改变参数和工作条件,验证了计算模型和分析结论。研究结果为柱塞泵配流盘的优化设计提供了有益参考。

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.

介绍了平衡式三排轴向柱塞泵的工作原理,得出了两种能实现液压力平衡的平衡式三排轴向柱塞泵结构,并对柱塞数量及分布对其流量脉动的影响进行了研究。结果表明,三排(内排、中排和外排)的柱塞数均为偶数或分别为奇数、奇数和偶数,各排柱塞相互交错排列,且内排、中排和外排的排量或流量分配为1∶1∶2时,平衡式三排轴向柱塞泵有较小的流量脉动,泵的结构也较紧凑合理。

为了进一步减少特征维数、缩短运算时间、提高分类正确率等，提出了一种基于量子遗传算法的轴向柱塞泵故障特征选择方法，该方法采用量子位进行染色体编码，利用量子门更新种群。首先，对轴向柱塞泵振动信号进行小波包变换，提取出原始信号和各个小波包系数的统计特征；然后，利用量子遗传算法从原始特征集中选择出最优特征集；最后，以神经网络为分类器（其输入为最优特征集），对故障进行诊断与识别。利用该方法对轴向柱塞泵正常、缸体与配流盘磨损和柱塞滑履松动三种状态的特征集进行选择，试验结果表明，与普通遗传算法相比，量子遗传算法可以更有效地减少特征维数，提高分类正确率。

为解决机液耦合条件下斜盘式轴向柱塞泵的数字化设计问题，采用基于机械与液压系统联合仿真的方法对柱塞泵进行建模与解耦分析。基于功率键合图理论建立了柱塞泵液压模型，并定义了柱塞泵柱塞腔流体对柱塞端面的压力为耦合变量，利用拉格朗日法建立了柱塞泵刚体动力学模型，将液压模型耦合变量作为动力学模型的输入，定义动力学模型的实际转速测量为液压模型的输入，从而构成一个完整机液耦合仿真模型，通过解析对柱塞泵进行了机液解耦设计。最后，搭建了实验平台，以泵出口的流量和压力为检测量，比较了仿真结果与实验结果，从而验证了该方法的正确性与可行性，为柱塞泵的一体化设计奠定了基础。