针对轴向柱塞泵为降低流量脉动率而采用奇数柱塞使流量调节范围有限的问题,采用双排柱塞设计轴向柱塞泵,并对双排式轴向柱塞泵的结构及流量脉动特性进行研究.计算、仿真和实验结果表明：在缸质量和体积增大不多的前提下通过增加工作柱塞排数,可使泵的排量增大、流量脉动率减小、流量调节范围扩大.推导出的双排式轴向柱塞泵的理论流量计算公式经过计算机仿真和实验验证与实际接近.

针对斜柱塞泵运动规律受到柱塞倾角的影响,较直柱塞泵更为复杂的特性,为了提高设计精度,在对斜柱塞泵柱塞的运动学及动力学特性进行传统的空间几何理论分析基础上,以A11VO190型斜柱塞泵为研究对象,用Pro/E软件和ADAMS软件制作A11VO190型泵的虚拟样机.分析柱塞的运动学特性,并与理论分析结果比较表明,理论推导的运动方程是正确的,虚拟样机技术能够正确模拟柱塞泵各部位复杂的运动关系.

为提高柱塞泵的工作效率,研究了残留容积和柱塞副间隙对柱塞泵效率的影响.通过理论分析发现由于多缸运作,减小残留容积可以有效地提高柱塞泵的容积效率,但过多地减小柱塞腔容积,会使得柱塞由于过热而产生＂咬死＂现象,这个问题通过增大柱塞副间隙可以得到改善.结合状态平衡和流体力学,推导出柱塞副周向摩擦力的受力方程.仿真数据表明,随着柱塞副间隙的增大,其所受周向摩擦力也增大,并且损失了泵的机械效率.因此,需适当调节残留容积来提高柱塞泵的效率.

在斜盘型轴向柱塞泵中,通常按柱塞轴与主轴平行进行柱塞副受力分析,但实际运行中柱塞与主轴有一个夹角α,使柱塞的受力状况复杂。采用向量方法,用Matlab仿真分析不同的α角对柱塞受力情况的影响。结果表明：随着α角增大,柱塞所受力的脉动也增大;柱塞轴向力与合力之间的夹角θ呈余弦曲线变化,且影响径向力摆动的幅度。并通过实验证实了α角影响的存在。该结论为轴向柱塞泵设计提供了参考。