[00760480]高压轴向柱塞泵/马达设计与测试关键技术及应用

中国是世界上最大的液压产品应用市场，轴向柱塞变量泵/马达作为高端主机装备的“心脏”，是设计与制造难度最大的液压元件，严重依赖进口，造成中国主机装备“空心化”现象，影响产业和国家安全。面对轴向柱塞泵/马达高压化，多场耦合设计方法、微观参数测试装备和减振降噪技术是亟需解决的三个国际性行业难题。该项目突破了多项关键技术： 针对现有柱塞泵/马达经验和试错设计方法的局限性，开发了转子组件的多自由度多尺度运动学可视化虚拟环境、刚柔/液固耦合摩擦副油膜仿真模块、分布式多形态激振源耦合传递激振评估模型，摩擦副油膜峰值数量及分布位置仿真精度达98%，液固耦合模型仿真速度提高83%。 针对现有微观特性测试方法难以模拟真实工况的问题，该项目创新提出多个柱塞副内具有固定相位差测点数据的时序和空间拟合方法，研制了基于整泵结构的摩擦副微米级间隙油膜分布特性在线测试装备。创新性提出“管道实参”法泵源高频非定常流量脉动测试方法，复杂出口管道泵源阻抗估值精度提高20%，是最适合工业应用的流量脉动测试装备。 研制了多种规格型号的高承载低噪音变量轴向柱塞泵/马达。创新设计微“凹”形结构滑靴底面支承界面，解决摩擦副在极端服役工况下磨损和烧盘行业难题；发明低流量脉动配流盘、双转子转位角和高刚度壳体等多种降噪方法，最大降噪5dB(A)。创新提出多模式智能切换控制技术，提高柱塞泵变量控制柔性。 项目申请国家发明专利32项(其中已授权25项、7项公开)，授权实用新型专利13项、软件著作权5项，发表SCI/EI论文91篇(其中SCI收录29篇，最高影响因子6.5，单篇最高他引32次)，该项目研究成果在国际会议作大会报告2次，大会优秀论文1次。主持和参与制定柱塞泵/马达国家标准共5项，行业标准2项。研究成果获得英国皇家工程院院士(FREng)、英国机械工程学会院士(FIMechE) J. Watton教授及中国工程院院士、流体密封工程专家王玉明教授的正面评价。研究成果在国内外柱塞泵/马达企业推广应用，获得包括丹佛斯、日立建机、卡特彼勒和力士乐等国际著名公司的高度评价。 项目研制的高压柱塞泵/马达设计软件、测试方法及装备性能指标超过国外同类技术，推广应用产生直接经济效益超过3500万。研制14个系列68个规格柱塞泵/马达产品，产品综合性能达到国外同类产品水平，特别是噪声等级处于国际领先水平。成功应用于中国航天和登月工程等工业和国防重点工程和重大装备，并在量大面广的工程机械领域实现批量配套，直接经济效益3.0842亿元，促进中国装备制造业的快速发展，间接经济效益超过百亿元。