针对缸间齿轮联动液压发动机(GCHE)的结构原理,在多体动力学仿真软件ADAMS环境下搭建了两缸GCHE虚拟样机,并进行了仿真分析和动态特性研究,获取了标定工况下GCHE主运动系统的运动和受力情况,仿真结果为GCHE的进一步优化设计和整机性能改善提供了重要参考依据。

针对液压自由活塞发动机和液压约束活塞发动机在关键技术和产业化方面出现的问题,创新性地提出了缸间齿轮联动液压发动机的结构原理,在此基础上对作为影响缸间齿轮联动液压发动机整机性能关键部件的缸间齿轮齿条传动机构和液压配流系统进行了结构设计与研究。缸间齿轮齿条传动机构采用正变位直齿圆柱齿轮和标准齿条无侧隙啮合传动,通过合理选择几何参数和强度校核,其能够支持发动机正常稳定运转;设计了一种往复柱塞泵用转套式配流系统,能够实现单向吸油和泵油,完成动力输出,且容积效率高、结构紧凑,相较于传统阀配流往复柱塞泵配流结构优势明显。缸间齿轮联动液压发动机的结构设计与研究为随后的整机性能研究、仿真优化和样机试制提供了参考依据。

往复柱塞泵用途广用量大，但在用的电磁开关阀或单向阀配流系统结构松散、压力损失大、成本高、容积效率受工作频率影响大。本文首先提出了将往复直线运动转化为单向旋转运动的直动主动杆圆柱导槽凸轮机构，进而形成往复柱塞泵转套式配流系统的结构原理，利用柱塞的往复运动驱动配流套单向转动，实现配流功能，克服了阀式配流系统的诸多弊端。给出了凸轮槽型线和各主要结构件中心角的设计要求，为转套式配流系统的进一步设计研究提供了依据。