1.3.1　能量转换技术(元件)研究现状

自H.W.Nikolaus教授提出了二次调节静液传动的概念后,德国汉堡国防工业大学静液传动及控制实验室就开始对二次调节静液传动技术进行研究,德国亚琛工业大学流体传动及控制研究所在该领域也进行了卓有成效的研究工作[20],德国力士乐公司也先后进行了实用化探索,在变量斜盘式轴向柱塞液压马达的基础上研制出斜盘式轴向柱塞二次元件[21],即柱塞式二次元件,并申请了多项专利。另一种能量转换元件——液压变压器,也是伴随着二次调节静液传动技术的发展而发展的[22],基于柱塞式二次元件产生的。1997年,荷兰两家公司Innas和Noax提出了一种新结构的斜盘式轴向柱塞式液压变压器的设计概念,称为Innas液压变压器[23,24]。2000年,瑞典Linköping大学的Jan⁃Ove Palmberg和Ronnie Werndin又提出了一种新型液压变压器(IHT)的概念[25]。2002年,在德国举行的第三届国际流体传动学术研讨会上,Achten博士进一步改进Innas新型柱塞式液压变压器的结构,柱塞数量由原来的7个改为18个,把原来的集成式缸体结构设计成为可以自由移动的浮杯形,且缸体数量增加为2个[26]。

国内对二次调节静液传动技术的理论与应用研究的比较广泛和深入,但对二次元件(二次元件)的结构和性能研究的非常少。对液压变压器的研究也是从20世纪90年代末才开始,例如浙江大学的徐兵、杨华勇、欧阳小平等对柱塞式液压变压器的结构和性能特性进行了系统的研究,在结构上改进设计了斜盘式柱塞液压变压器的配流盘和腰型槽结构,分析了液压变压器的瞬时排量特性、流量特性、压力特性等[27⁃30]。哈尔滨工业大学的姜继海、卢红影、刘成强等也对柱塞式液压变压器的控制方式、结构及其流量特性、扭矩特性等进行了系列研究,并取得了较好的研究成果[31⁃34]。 

在元件的研发和生产制造方面,北京华德液压有限公司、贵州力源液压股份有限公司等国内生产企业从德国力士乐公司引进了斜盘式柱塞二次元件的技术后,在吸收和消化该技术的基础上进行了结构改进设计和制造工艺技术系列攻关,研制了多种规格的斜盘式和轴向柱塞二次元件,取得了阶段性研究成果[35,36]。

综上所述,国内外对能量转换元件——二次元件的研发及其应用大都是围绕着柱塞式二次元件进行的。近年来,笔者对叶片式二次元件和液压变压器进行了研究,改进了变量单作用叶片马达的结构,设计了单作用叶片式二次元件和液压变压器;改进了定量双作用叶片马达的结构,使之成为变量的双作用叶片马达,在此基础上设计了双作用叶片式二次元件和液压变压器。研制了叶片式二次元件,并对其工作原理、结构和性能进行了系列研究[17,18,37]。