针对深海单、双边受压工况,通过有限元方法研究不同海深压力和压缩量对往复密封静态特性的影响,探究可能发生密封失效的危险区域。建立与接触应力、接触长度及密封压力相关的综合性指标平均裕度值,分析平均裕度值随海深压力的变化规律,单边受压时平均裕度值在40 MPa左右达到峰值,双边受压时随海深压力增加而减少,两种工况的平均裕度值均在最高海深压力时最低。因此,根据两种工况在120 MPa时密封压缩量与平均裕度值的对应关系,结合试验研究压缩量对密封可靠性的影响,进而得到满足全海深作业要求的设计平均裕度值不小于4.38 MPa,密封压缩量不小于0.4 mm。该往复密封结构应用于“奋斗者”号全海深载人潜水器可调压载装置,经过万米海试验证密封性能可靠。

水润滑滑动轴承是高压海水泵关键配对副,由于水介质的弱润滑性,轴承副存在严重的摩擦发热,进而引发热卡滞等问题。考虑轴承接触表面沟槽不同构形,建立了轴承的承载与散热模型,研究沟槽数量和形状对润滑支撑和散热的影响。仿真表明:四沟槽轴承的最大温升为39.14℃,八沟槽轴承的最大温升为24.77℃,两者相差36.7%,随着沟槽数量的增加,轴承散热性能得到优化;随着沟槽数量增加,轴承内表面的最大接触应力和变形量也随之增加,相较于四沟槽轴承,八沟槽轴承的最大接触应力增加了5%,最大变形量上升了12%。因此,综合考虑沟槽结构对轴承整体支撑性能和散热作用的影响,设计双向六沟槽螺旋结构,实现海水泵轴承副内循环冷却。

介绍了一种具有二级节流口的新型先导式海水液压定压输出减压阀。分析并建立了该阀的稳态数学模型,在数学模型基础上,对其中的次要参数进行合理地简化,进一步得到该阀的稳态响应特性。通过数值分析,得到部分结构参数对阀稳态性能的影响。分析结果不但表明该阀具有良好的稳态特性,也验证了分析过程中简化处理的合理性。

以海水直接作为工作介质的海水液压传动在深海应用具有系统简单、维护方便等突出优势。研制一种深潜型海水液压动力系统,该系统由深潜电机驱动,压力10～14MPa,输出流量30L/min,设计工作深度4000m,该动力系统可用于驱动海水液压水下作业工具。介绍该系统的组成、工作原理、重要参数的选择和确定以及关键元器件的研制、水下漏电保护、污染控制等关键技术问题。目前,该系统已交付现场使用,试验表明,该系统很好地满足了海水液压水下作业工具的要求。

电磁阀是海水液压浮力调节系统中的关键元件,由4个二位二通海水电磁阀组成桥路,控制着海水注入或排出系统。介绍了该阀的功能原理、国内外现状及所面临的关键技术问题,在此基础上,研制了一种插装式的四合一海水电磁阀,可完成三位四通阀的功能,并对该阀进行了性能试验。

海水液压泵是海水液压浮力调节系统的核心。在分析海水泵噪声机理的基础上，研究了壳体材料、配流阀等方面对海水泵振动噪声的影响。经测试，海水泵在额定工况条件下的噪声小于64dB(A)，振动小于135dB。

海水液压技术由于其与海洋环境相容,具有海深压力自动补偿功能、运行成本低、工作介质易处理、难燃、系统组成简单、清洁等优点,已在国内外的深海装备中得到了成功应用.采用海水液压浮力调节系统替代油压和气压浮力调节系统,具有结构简单、性能可靠等优点,是目前大深度潜水器采用的主要形式.介绍了海水液压浮力调节的国内外简况,分析了深海环境对元件性能产生的影响,包括海深压力和温度对介质特性的影响,海水介质的颗粒污染、海深压力对摩擦副的影响等;从新结构、新材料、新工艺等方面提出了相应的解决措施.最后,重点介绍了我国在海水液压浮力调节技术研究方面的进展.

配流阀是阀配流式水压柱塞泵的重要部件,它影响水压柱塞泵的整体性能,其中包括容积效率、噪声等.通过系统的对比实验,研究了配流阀阀座材料对水压柱塞泵容积效率和噪声的影响.实验结果表明配流阀阀座材料对水压柱塞泵的容积效率影响不大,而对噪声影响明显,杨氏模量越大噪声越大.

基于一种直动式海水液压溢流阀的结构以及数学模型展开了相关的数值分析．首先，采用现代控制方法获得该阀的状态方程，并结合经典工程控制理论获得溢流阀的传递函数模型；其次，采用Routh稳定性判据对阀的稳定性做出了判定，并做了相对稳定性分析；最后，通过仿真分析获得了该阀的动态特性曲线以及上升时间等动态特性参数，同时对阀在脉动流量输入条件下的动态性能进行了仿真．仿真分析结果表明，该海水溢流阀稳定性能满足要求，且有比较强的环境适应性．

海水液压传动在潜水器中应用具有突出优势，该文介绍了潜水器海水液压浮力调节系统，并对海水液压水下作业工具和海水液压机械手在潜水器中的应用进行了展望。