为揭示油液压缩性对轴向柱塞泵容积效率的影响机理,在考虑由于压缩性引起的困油和压缩容积损失的基础上,建立了描述柱塞泵容积效率的数学模型。基于建立的数学模型利用FLUENT对柱塞泵内部流场进行了仿真分析,分析结果表明:困油与压缩容积损失随着压力和转速的升高而增大,因油液压缩损失的容积效率在总容积效率损失中的比重随着转速和负载的增大而增大。仿真与实验结果基本吻合,相对误差小于2.1%,验证了机理的正确性。

针对超大直径泥水盾构破碎机回油管路损坏现象,对大流量液压系统管路瞬变流产生的原因进行分析。根据现场测试数据进行理论分析,针对破碎机油缸启动和停止瞬间回油管路瞬变流冲击问题,提出提高管路承压能力、加装回油单向阀和加装管路蓄能器3种预防超大流量管路瞬变流危害的方案,并分别进行了实验研究。结果表明:在回油管路加装蓄能器,可以有效减小瞬变流管路中压力冲击峰值,预防管路的损害,为超大型工程机械液压系统的设计提供了参考。

为准确诊断轴向柱塞泵故障，避免因负载工况变化导致的虚警误判，提出多特征参量阈值自适应故障诊断方法。研究了该方法特征参量的选取、阈值区间的确定及变载工况下阈值自适应计算，定性地分析了该型柱塞泵的振动特性及故障机理，揭示了柱塞泵主要故障模式下的振动信号特征规律，实验结果表明，阈值自适应故障诊断方法能准确检测变负载工况下的柱塞泵配流盘磨损故障，为开展轴向柱塞泵可靠性评估及故障诊断研究提供了重要的理论依据。

为提高柱塞泵的寿命和安全可靠性，确定柱塞泵合理的工作范围，运用FLUENT对轴向柱塞泵的运动特性进行仿真分析，研究了油液的含气量、变转速、温度与柱塞泵出口流量脉动之间的关系。仿真结果表明：油液的含气量对油液压缩性产生很大的影响，对泄漏流量影响较小；负载压力一定时，主轴转速超过2600r／min左右时，容积效率随着转速的增大而减小；压缩流量和泄漏随着温度的升高而增大。模型的准确性得到了实验验证，为开展柱塞泵的非线性动力学及故障演化机理等方面的研究提供了有效的工具。