计算U型节流阀口过流截面通流面积A1(X)、A2(X)及其湿周P w1和P w2,并得到了等效水力直径D h1和D h2。推导了表征阀口节流特性的参数节流压降分配系数均值E(k)及其方差D(k),空化指数σ2的均值E(σ2in)、E(σ2out)及其方差D(σ2in)、D(σ2out)。利用正交试验设计和模糊综合判断得到了节流阀口优化结构,并与初始节流阀口相比较。结果表明D h2提高了53.85%;E(k)与1的偏差减小了25.23%,D(k)降低了80.50%;D(σ2in)、E(σ2in)、D(σ2out)和E(σ2out)分别减小了35.16%、9.32%、1.61%和62.39%。

研究了3种具有代表性结构特征节流阀口的静态流动特性。采用流场仿真分析了阀口处的压降分布特性,并描述了节流面位置随开度的变化过程。推导了阀口过流面积公式,分析了3种节流阀口的节流特征。从流量-压差特性出发,结合试验研究和理论分析,推导出了流量系数与雷诺数的数学关系式,得到了流量系数稳定值Cdst,并探讨了流量系数随开度的变化规律。在理论计算值和试验结果相互吻合的基础上,进一步研究了阀口稳态液动力和节流刚度特性,并利用试验测量结果验证了其正确性。研究表明球形槽的通流能力强,初始段流量系数大,适用于需要快速建立系统压力的情况;三角形槽节流刚性足,流量增益平稳,适用于需要精确控制的场合;渐扩U形槽既能保证启闭时的灵敏性,也能满足运行的平稳性。

基于液压挖掘机多路阀阀芯与阀腔微观表面的分形特征,通过W-M函数,建立阀芯与阀腔的表面数学模型;通过Matlab软件进行编程,建立各向异性的三维表面形貌模型,并比较不同分形维数对阀芯与阀腔表面形貌的影响。针对阀芯与阀腔间的缝隙流动,建立缝隙流动模型,通过Fluent软件来分析液压油在缝隙中流动时油压和油速的变化。结果表明随着分形维数的增大,阀芯的表面粗糙度呈增大的趋势;液压油在缝隙中流动时,表面粗糙度对压力降有着重要的影响,对流体的流速有一定的影响,阀芯与阀腔的表面粗糙度越大,油液的压力降越大,流速越小。

异型分压节流槽在分散节流阀口压降集中，减小阀口空化剧烈程度方面具有非常重要的意义。通过分析u型和v型分压节流阀口各自通流截面的水力直径D。，得出了u型节流槽和V型节流槽通流能力方面的差异。通过两种节流槽节流特性的研究发现：对于U型节流槽，当处于较大阀口开度时，其通流能力受到限制，会出现通流性能饱和现象；而对于V型节流槽，其水力直径，J。与阀口开度x具有较好线性关系，并且其流量可控性要好于u型节流槽。另外从异型节流阀口的特点出发，推导了适用于分压节流阀VI的空化特性计算公式，并在此基础上发现当阀口体积流量Q方向相反时，在阀口过流截面上的空化特性是有差异的；当液流体积流量Q从较大过流截面A，流向相对较小的过流截面A：时，在节流主要截面A：附近的空化指数盯要明显大于当体积流量翻转时在A：...

在挖掘机液压系统的整个能量损耗中，管路系统的压力损失所造成的功率损失是不容忽视的部分。该文以某公司生产的21t液压挖掘机为样本，分别利用理论公式和AMESim软件对该挖掘机液压系统的管路压力损失进行了计算和建模仿真，对挖掘机工作装置的一个循环工作过程进行了研究，得出在这一过程中管路压力损失最大发生在动臂上升、斗杆和铲斗外摆的复合动作中，其损失约为2．7MPa，约占系统总压力的5％左右，理论公式得出的对应这一复合动作的压力损失为2．5MPa，软件仿真与理论公式结果非常接近，表明了软件仿真的可行性，为挖掘机液压系统管路压力损失的计算提供了重要方法。

对非全周开口滑阀内部流道进行了三维建模，并用CFD软件fluent对模型进行计算分析。研究发现滑阀阀腔内的流场在节流口前后变化较大，在阀腔和阀座的拐角处存在涡流，而增大阀腔内的压力可以减小涡流的形成。阀芯受到的稳态液动力随着流量的增大而增大，随着阀口开度的增大而减小。滑阀进出口的压力损失主要是由于油液在节流口处的节流特性引起的，而阀腔内部的涡流和油液的黏性摩擦引起的压力损失只占很小一部分。

针对挖掘机挖掘工况的复杂性采用AMESim以铲斗挖掘为例对挖掘机的液压系统进行分析。结果显示在铲斗齿尖过垂直位置之前有杆腔压力一直大于无杆腔压力在开始阶段液压泵出口压力为零随着阀芯的移动中位过流面积逐渐减小系统开始建立压力。

针对液压挖掘机动臂电气式能量回收系统的结构，以液压马达一发电机作为其能量回收单元，建立了能量回收单元的数学模型，提出了能量回收单元的转速控制方法；考虑到液压马达入口压力的变化，引入了扰动补偿以提高系统的抗干扰能力；在此基础上建立了相应的传递函数模型，并对设计的控制方法进行了仿真研究。研究结果表明：液压马达．发电机单元是影响动臂能量回收性能的关键部分；所设计的控制方法具有理想的动态性能和稳态精度；控制系统采用扰动补偿后转速波动可下降50％左右，能量回收单元的抗干扰性能得到较好的改善。

提出了用来衡量V型节流阀口节流特性指标：等效水力直径曲线Dh2的斜率dv2、阀口压降分配系数k、节流空化指数曲线σ2-X的值σ24lin、σ24lout.利用正交试验设计结构参数样本,运用模糊隶属度分析方法得到了节流特性较优的节流阀口结构参数组合.与初始的节流阀口结构相比较,其中v2相对初始结构提高了177.19％;阀口压降分配系数k增加了149.98％,使阀口压降过分集中得到了缓解;空化集中截面A2附近的空化指数σ2Alin,σ24 lout分别下降了0.31％和14.99％,在一定程度上减轻了V型节流阀口的空化现象.