《雙轉子構型液壓變壓器 設計·分析·實(shí)驗·仿真·實(shí)例》針對目前液壓變壓器急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題，提出了雙轉子構型解決方案。雙轉子構型通過(guò)額外的轉子能夠突破缸體強度的限制，成倍的增加柱塞數量，從而能夠緩解液壓變壓器的波動(dòng)問(wèn)題；設計了雙轉子構型液壓變壓器雙端面配流變量配流機構，采用雙端面配流原理解決了傳統配流盤(pán)轉動(dòng)型液壓變壓器中存在的節流問(wèn)題，且所受軸向液壓力能夠相互抵消。除此之外，本書(shū)提出通過(guò)采用殼體支撐的轉子改善轉子的受力狀態(tài)，通過(guò)調整雙轉子液壓變壓器配流盤(pán)上三個(gè)配流窗口包角相對大小的方法改善液壓變壓器工作特性的首創(chuàng )技術(shù)方案。 雙轉子構型液壓變壓器是一種新型液壓節能元件，本書(shū)全面闡述了新型雙轉子構型液壓變壓器的設計、理論、仿真以及實(shí)驗方法與結果，具有自主知識產(chǎn)權，技術(shù)國內外領(lǐng)先。

液壓技術(shù)具有功率密度大、易于調速與控制等特點(diǎn)，廣泛應用于工程機械、農業(yè)機械、礦山機械等領(lǐng)域。然而受節流效應的影響，目前廣泛使用的閥控系統的能量轉換率往往很低。本書(shū)所研究的液壓變壓器能夠無(wú)節流損失地傳遞能量，同時(shí)可對負載能量進(jìn)行回收再利用，從而能極大提高液壓系統的能量轉換效率。
本書(shū)針對目前液壓變壓器亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，提出了雙轉子構型解決方案。雙轉子構型通過(guò)額外的轉子能夠突破缸體強度的限制，成倍地增加柱塞數量，從而能夠緩解液壓變壓器的波動(dòng)問(wèn)題； 設計了雙轉子構型液壓變壓器雙端面變量配流機構，采用雙端面配流原理解決了傳統配流盤(pán)轉動(dòng)型液壓變壓器中存在的節流問(wèn)題，且所受軸向液壓力能夠相互抵消。除此之外，本書(shū)提出通過(guò)采用殼體支撐改善轉子的受力狀態(tài)，通過(guò)調整雙轉子液壓變壓器配流盤(pán)上三個(gè)配流窗口包角相對大小的方法改善液壓變壓器工作特性的首創(chuàng  )技術(shù)方案。雙轉子構型液壓變壓器是一種新型液壓節能元件，本書(shū)全面闡述了新型雙轉子構型液壓變壓器的設計、理論、仿真以及實(shí)驗方法與結果。
書(shū)中除了第一章對目前現有液壓變壓器進(jìn)行概述外，其余章節均為自主知識產(chǎn)權的研究?jì)热?。本?shū)可為從事液壓元件和系統研究、設計制造、使用維修等人員提供技術(shù)支持，也可供大中專(zhuān)院校機械專(zhuān)業(yè)的師生教學(xué)使用和參考,更可作為液壓專(zhuān)業(yè)研究生教材，對于提高我國液壓基礎件的研究水平具有重要的實(shí)用價(jià)值和指導意義。
此書(shū)成形的過(guò)程中，得到了國家自然科學(xué)基金委員會(huì )、河南省科學(xué)技術(shù)廳和黃淮學(xué)院的大力支持，同時(shí)得到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)姜繼海教授、上海理工大學(xué)沈偉教授以及黃淮學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)思政樣板課程團隊的指導與幫助，在此一并表示感謝。
由于水平所限，書(shū)中不足之處在所難免，歡迎廣大讀者批評指正。

著(zhù)者

劉忠迅，博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械電子工程專(zhuān)業(yè)，黃淮學(xué)院機械電子工程系主任，駐馬店市機器人先進(jìn)流體動(dòng)力驅動(dòng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室負責人。先后發(fā)表論文20余篇，主持/參與國家自然科學(xué)基金項目3項、國家科技支撐計劃項目1項、省科技攻關(guān)項目3項。近三年，主持完成了河南省科技攻關(guān)計劃項目：“高壓高速液壓變壓器仿生非光滑表面配流副設計關(guān)鍵技術(shù)研究”（項目編號212102310095，已結題），作為主要參與人完成國家自然科學(xué)基金面上項目：“基于多場(chǎng)耦合理論的高性能液壓變壓器工作機理研究”（項目編號51775131，已結題），主講液壓與氣壓傳動(dòng)課程入選“黃淮學(xué)院課程思政樣板課程”。

本書(shū)針對目前液壓變壓器亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，提出了雙轉子構型解決方案。雙轉子構型液壓變壓器是一種新型液壓節能元件，本書(shū)全面闡述了其設計、理論、性能以及特點(diǎn)；對雙轉子構型液壓變壓器配流盤(pán)表面非光滑凹坑潤滑承載機理進(jìn)行了深入與系統的分析，提出了雙轉子構型液壓變壓器變量配流等關(guān)鍵部位的設計方法；論述了雙轉子構型液壓變壓器的壓力轉速耦合特性；闡述了雙轉子液壓變壓器壓力轉速耦合模型的建立方法以及降低波動(dòng)性的策略；研究了雙轉子液壓變壓器的壓力過(guò)渡特性；提出了基于瞬態(tài)CFD 的液壓變壓器壓力過(guò)渡區設計方法；設計并試制了雙轉子構型液壓變壓器的樣機，進(jìn)行了一系列實(shí)驗研究。
本書(shū)可為從事液壓元件和系統研究、設計制造、使用維修等人員提供技術(shù)支持，也可供大中專(zhuān)院校機械專(zhuān)業(yè)類(lèi)的師生教學(xué)使用和參考，更可作為液壓專(zhuān)業(yè)的研究生教材。

第1章 液壓變壓器的發(fā)展概述001
1.1　液壓變壓器的發(fā)展背景002
1.2　液壓變壓器的發(fā)展歷程及研究現狀004
1.2.1　直線(xiàn)型液壓變壓器004
1.2.2　串聯(lián)型液壓變壓器006
1.2.3　集成型液壓變壓器010
1.3　液壓變壓器的應用019
1.4　液壓變壓器存在的問(wèn)題024
1.5　雙轉子構型液壓變壓器的提出及
本書(shū)的主要內容025

第2章 雙轉子液壓變壓器的理論模型及特性分析029
2.1　雙轉子液壓變壓器的結構和特點(diǎn)030
2.2　雙轉子液壓變壓器的排量特性032
2.2.1　液壓變壓器排量的數學(xué)模型032
2.2.2　配流窗口均布時(shí)液壓變壓器的排量特性035
2.2.3　配流窗口的包角對排量特性的影響036
2.3　雙轉子液壓變壓器的瞬時(shí)流量特性042
2.3.1　液壓變壓器瞬時(shí)流量的數學(xué)模型043
2.3.2　控制角對瞬時(shí)流量特性的影響046
2.3.3　配流窗口的包角對瞬時(shí)流量特性的影響048
2.3.4　柱塞數量對瞬時(shí)流量特性的影響053
2.4　雙轉子液壓變壓器的變壓比特性060
2.5　小結064

第3章 雙轉子構型液壓變壓器結構設計066
3.1　雙轉子構型液壓變壓器的雙轉子支撐模式067
3.2　雙轉子構型液壓變壓器的雙轉子雙端面變量配流原理069
3.2.1　液壓變壓器中配流機構的工作原理069
3.2.2　雙轉子雙端面變量配流原理與特點(diǎn)071
3.3　擺動(dòng)液壓馬達驅動(dòng)型雙轉子液壓變壓器結構072
3.4　液壓缸驅動(dòng)型雙轉子液壓變壓器結構074
3.5　齒輪驅動(dòng)型雙轉子液壓變壓器結構077
3.6　雙轉子構型液壓變壓器配流摩擦副設計079
3.6.1　轉子的軸向壓緊力及力矩080
3.6.2　油膜對轉子的液壓支撐力及力矩082
3.6.3　配流盤(pán)與轉子配流端面的剩余壓緊力系數086
3.7　非盤(pán)式變量配流結構的雙轉子構型液壓變壓器設計087
3.7.1　雙轉子構型差速變量式液壓變壓器設計088
3.7.2　雙轉子構型多級變量式液壓變壓器096
3.8　小結103

第4章 雙轉子液壓變壓器壓力特性研究104
4.1　液壓變壓器的壓力調節工作原理105
4.2　雙轉子液壓變壓器的壓力轉速模型106
4.2.1　液壓變壓器的流體模型107
4.2.2　液壓變壓器轉子瞬時(shí)角速度模型111
4.2.3　模型參數與模型的求解115
4.3　雙轉子液壓變壓器壓力特性的仿真研究117
4.3.1　轉速對壓力特性的影響117
4.3.2　控制角對壓力特性的影響120
4.3.3　斜盤(pán)傾角對壓力特性的影響124
4.3.4　配流窗口包角對壓力特性的影響126
4.4　小結128

第5章 雙轉子液壓變壓器減壓過(guò)渡特性研究130
5.1　減壓過(guò)渡的特點(diǎn)及減振槽的工作原理131
5.2　基于動(dòng)網(wǎng)格的CFD 計算方法134
5.2.1　計算域及網(wǎng)格劃分134
5.2.2　控制方程136
5.2.3　邊界條件與求解策略139
5.3　雙轉子液壓變壓器減壓過(guò)渡特性的仿真研究142
5.3.1　液壓變壓器工作過(guò)程中的油液流動(dòng)狀態(tài)142
5.3.2　液壓變壓器減壓過(guò)渡過(guò)程的特點(diǎn)144
5.3.3　工作參數對減壓過(guò)渡特性的影響147
5.3.4　減振槽對最小過(guò)渡壓力以及容積損失的影響152
5.4　小結157

第6章 配流盤(pán)表面非光滑凹坑潤滑承載特性研究159
6.1　液壓變壓器配流副非光滑表面流場(chǎng)數值模擬方法160
6.1.1　非光滑凹坑表面流場(chǎng)數值仿真模型的建立160
6.1.2　液壓變壓器非光滑表面流場(chǎng)的數學(xué)模型163
6.1.3　仿生非光滑表面流場(chǎng)的網(wǎng)格劃分及數值算法164
6.1.4　液壓變壓器仿生非光滑表面流場(chǎng)數值模擬及后處理方案168
6.2　油膜厚度不為零時(shí)非光滑凹坑流場(chǎng)仿真結果168
6.2.1　六種不同凹坑界面的速度場(chǎng)特性168
6.2.2　配流副油膜表面壓力場(chǎng)特性分析174
6.2.3　液壓變壓器非光滑凹坑表面油膜承載力分析175
6.3　配流副油膜被壓潰情況下非光滑凹坑流場(chǎng)仿真結果分析177
6.3.1　凹坑截面速度場(chǎng)分析177
6.3.2　配流副凹坑表面壓力場(chǎng)特性分析182
6.3.3　配流副凹坑表面承載力分析182
6.4　小結183

第7章 雙轉子液壓變壓器的實(shí)驗研究184
7.1　殼體直接支撐模式單側轉子壓力特性實(shí)驗研究185
7.1.1　實(shí)驗裝置與實(shí)驗系統185
7.1.2　實(shí)驗結果與討論187
7.2　雙轉子液壓變壓器實(shí)驗臺與實(shí)驗樣機190
7.3　雙轉子構型液壓變壓器實(shí)驗研究與分析194
7.3.1　瞬時(shí)壓力特性195
7.3.2　變壓比特性195
7.3.3　減壓過(guò)渡壓力特性197
7.3.4　噪聲特性200
7.4　雙轉子變量配流機構實(shí)驗研究201
7.5　小結205

參考文獻207