在鱼雷动力系统设计中,燃料柱塞泵安全可靠性对鱼雷发挥最大战斗效率具有很大的意义。在鱼雷HAP三组元能供系统中,由于柱塞变量燃料泵采用端面配流方式,缸体和配流盘存在摩擦运动,长时间工作下,缸体的温度会上升,容易造成燃料泵爆炸,基于鱼雷能供系统的安全性考虑,使用阀式配流代替端面配流来消除安全隐患。通过分析柱塞变量泵的配流阀的结构形式,主要部件的参数计算和建立配流阀模型,在Matlab软件中,用ODE45算法仿真了柱塞泵在阀式配流下,柱塞腔的压力变化情况,并计算了阀式柱塞泵在高低两种转速下的容积效率。经仿真分析,柱塞变量泵在阀式配流下完全满足设计要求,从而验证了方法的可行性。

对于开式循环热动力推进系统实施转速闭环控制是提高武器效能的方法之一。本文从热动力推进系统发展无级变速的必要性、可实现性以及安全特性的角度出发,提出了基于变量燃料泵的活塞式发动机无级变速转速闭环控制技术方案,变量燃料泵可满足在任意指令工况(变速、变深)的流量要求,发动机控制单元(ECU)采用变结构控制律可实现无级变速及稳定工况的控制精度。仿真结果表明,基于变量燃料泵的转速闭环控制系统可以满足活塞式发动机的性能要求,说明无级变速技术热动力推进系统应用在鱼雷中是可行的。

由于基于流量的单变量控制涡轮发动机动力系统运行经济性较差,提出了基于喷嘴数开环控制和变量燃料泵流量闭环控制的方法,进而实现涡轮发动机的无级变速。闭环控制采用改进的自适应算法,使得双变量控制方法简单实用,适用于无级变速反舰兼反潜的重型水下航行器,提高了系统运行效率和平稳性。仿真结果表明,水下航行器涡轮机动力系统采用喷嘴数开环调节和变量燃料泵流量闭环调节的双变量方式,系统的压力波动和转速波动小,同时较采用单一流量调节的系统燃料秒耗量降低了28%,涡轮叶片前的温度也可降低约230 K。

通过AMESim仿真软件建立某型高压共轨柴油机供油系统模型对高压共轨系统进行仿真研究。仿真结果表明共轨管的内径、长度以及柱塞泵柱塞的数量对压力建立时间和压力波动幅值都有较大的影响通过改变共轨管参数和柱塞泵结构可以使系统压力更加稳定。在数值仿真的基础上选择能保证系统压力稳定的五柱塞泵结构并给出较合理的共轨管参数为高压共轨柴油机供油系统的设计提供参考。

针对某水下热动力装置的叶片泵脱空现象,对全工作区子母叶片受力过程进行了分析与建模,对叶片顶端形状进行了优化,对叶片压力分配比和接触位置进行了仿真,并与顶部为圆弧的单面后倾子母叶片和对中圆弧子母叶片这两种叶片的受力情况对比。结果表明：通过优化所得到的四阶多项式顶部曲线子母叶片在受力均衡性和减小脱空两方面拥有比其它两种叶片更好的特性。