2026年, 第50卷, 第3期　
刊出日期：2026-03-20

  

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系统设计与研究
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  基于电磁阀的三轴气浮平台控制研究

  李文俊, 赵凡搏, 董李, 侯玮杰, 冯凯

  液压与气动. 2026, 50(3): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.001

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  航天任务往往伴随着高昂的成本和极大的风险,因此地面模拟系统精密控制对航天器的在轨状态验证具有重要意义。以电磁阀驱动的三自由度微低重力气浮平台为研究对象,从结构、数学以及能量损耗三个方面提出了电磁阀理论模型,然后依据电磁阀的结构特点和参数提出了多电压的驱动控制策略,并与传统的驱动方式做了仿真分析对比。结果表明:多电压驱动控制策略能有效改善电磁阀动态响应特性,提高电磁阀的频率响应能力。另外,设计了横向、旋转以及平面运动控制试验,来验证基于多电压驱动控制策略的电磁阀能够控制气浮平台获得理想的运动轨迹。
元件分析与优化
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  基于单压力传感器的摩托车轮缸压力控制研究

  陈赞, 陈文婷, 高艳婧, 白佳琦, 艾超, 张志成

  液压与气动. 2026, 50(3): 10-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.002

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  随着摩托车电子安全技术的发展,适应弯道紧急制动工况的稳定性控制系统成为研究热点。针对摩托车在弯道制动时因地面摩擦力产生的转向力矩导致的操控失稳问题,提出一种基于单压力传感器的前轮轮缸压力闭环控制方法。首先,设计了基于逻辑门限的防抱死控制器,提出变斜率增压目标压力策略,并利用轮缸pV曲线实现压力的精确控制;其次,针对前轴仅有一个轮缸压力传感器的限制,提出一种基于轮缸压力反馈的主缸压力估计方法。通过AMESim、Simulink与BikeSim构建联合仿真平台,并在高附着(μ=0.75)、低附着(μ=0.25)及对接路面等典型工况下进行实车试验验证。结果表明,所提出的控制策略能有效实现轮缸压力对目标值的快速、稳定跟踪,试验轮缸压力跟踪误差均小于±0.85 MPa。试验低附向高附的阶跃路面制动过程中,滑移率控制在-1.58%~24.94%的稳定区间内,制动过程平稳,为提升摩托车弯道制动安全性提供了有效的技术解决方案。
系统设计与研究
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  气动动作系统优化设计方法的试验验证与节能效果

  袁婷婷, 度红望, 熊伟, 王海涛

  液压与气动. 2026, 50(3): 23-29. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.003

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  针对传统气动元件选型方法能耗高的问题,基于系统能耗最小化目标,通过搭建集成多传感器的试验平台,对提出的非线性优化设计方法进行全面验证。研究涵盖多种常见工况,通过系统的对比测试及长达10个运行周期的稳定性考核,结果表明:优化后的系统均能稳定完成各项运动任务,活塞单程节能超过30%,多周期往复运行平均节能率达31.6%~33.1%。充分验证了该优化方法的工程适用性与节能可靠性,为气动系统的绿色设计提供了重要的试验依据与解决方案。
元件分析与优化
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  考虑间隙热形变的宽温域液压滑阀卡滞模型分析研究

  熊晨阳, 刘东昊, 邬恒

  液压与气动. 2026, 50(3): 30-39. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.004

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  高寒地区所使用的飞行器,其液压操纵装置通常在-40~150 ℃环境温度中工作,液压滑阀径向间隙会发生较大的变化,易出现动作延迟或者卡滞等现象。针对宽温域下液压滑阀的卡滞问题,建立液压滑阀间隙热形变量的数学模型,采用有限元仿真模型对间隙热形变量的数学模型进行验证。结果表明,仿真模型与数学模型最大相对误差不超过0.3%,证实了间隙热形变模型的合理性与正确性;同时,考虑液压滑阀加工精度误差、液压油黏度等影响,建立考虑液压滑阀间隙热形变量的卡滞力数学模型,探明了液压滑阀在不同状态时卡滞力的变化规律,结合试验研究,考虑了间隙热形变的液压滑阀仿真结果与试验结果误差约为2%,验证了考虑间隙热形变的卡滞力模型的准确性。
系统设计与研究
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  融合油箱特征的航空液压系统渗漏故障诊断模型

  唐杰, 高文慧, 鲁鑫

  液压与气动. 2026, 50(3): 40-51. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.005

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  针对民用航空液压系统渗漏故障检测研究的不足,聚焦现有液压管路渗漏分析中常被忽视的油箱油量监测参数,提出一种用于液压系统诊断的改进粒子群优化方法。首先,提出了一种信号处理步骤,开发一种新的物理信息特征加权层,增强了模型对故障相关特征的敏感性;其次,针对传统粒子群算法计算复杂、收敛慢的问题,引入线性递减惯性权重、拉丁超立方初始化和局部重启策略以提升性能;最后通过试验调查验证所提方法的有效性。研究表明,所提方法比多种经典故障诊断方法具有更高的鲁棒性和准确性,提供了一种有效检测航空液压系统渗漏故障诊断的方法。
元件分析与优化
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  先导式大流量伺服球阀设计与仿真分析

  周如林, 李鹏佳, 王树胜, 张昭松, 袁晓明, 王煜

  液压与气动. 2026, 50(3): 52-59. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.006

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  煤矿井下开采中液压支架姿态调整和刮板输送机校直等工况需通过液压阀对液压缸进行调整,目前常用的开关阀组难以实现精确调整,且井下的特殊环境对液压阀的体积、压力、流量和工作介质有严格要求。针对上述问题,提出了一种先导式大流量伺服球阀,并对球阀进行仿真特性分析。仿真结果说明,球阀可实现大流量的多路流量调节与通断,具备先导控制功能,可实现主阀与先导阀的随动控制;球阀的主阀开度在5°~37°角度内可实现三级调节,流量可实现三级调节,三级流量分别为102、295、602 L/min;球阀可实现4 MPa低功率下的驱动控制,以满足矿用液压装备长距离、大流量供液场景需求。
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  高速高压轴向柱塞泵织构配流副摩擦特性与结构变形研究

  姬江涛, 李祥阳, 程冬宏, 赵升吨, 赵静一, 郭锐

  液压与气动. 2026, 50(3): 60-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.007

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  为改善轴向柱塞泵配流副在高速高压工况下的摩擦性能,通过在配流盘表面构建三角形、正方形与圆柱形表面织构,利用ANSYS软件建立柱塞泵单向流固耦合仿真模型,对比分析配流盘在有、无织构情况下,不同转速和压力对配流副在全油膜润滑下流体域油膜承载力、摩擦系数及固体域变形的影响。结果表明,与无织构配流副相比,带有织构配流副的油膜承载力随转速和压力的升高而增大,并降低摩擦系数,但会增大固体域变形。高速、高压工况下,三角形织构所表现出的配流副综合性能均优于正方形、圆柱形与无织构。在高速高压下限工况时,三角形织构配流副油膜承载力,较无织构提升22.51%;摩擦系数较无织构降低18.24%;缸体与配流盘的最大变形较无织构仅分别增加10.9%和1.6%,性能优势明显。
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  溢流节流阀的节流调速回路性能研究

  秦娟娟, 杨小波, 张红梅, 张生福

  液压与气动. 2026, 50(3): 71-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.008

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  针对节流阀进油节流调速回路流量特性差,提出采用一个压力补偿型溢流节流阀代替节流调速回路上的节流阀和溢流阀两个阀,建立调速回路的AMESim仿真模型,并搭建试验验证,分析了在不同负载和节流口开度下的调速回路性能。结果表明:节流口开度为80%,负载为70、50 kN时,节流口压差在0.35~1.1 MPa,溢流阀阀芯在负载力变化下自动补偿节流口压差为某个定值,节流口流量为定值不变,节流刚性好;当节流口压差超过1.1 MPa时,节流口处流量随压差增大而线性增大,节流刚性差;负载为30 kN时,节流口处流量与压差始终成正比例,节流刚性差。节流口开度为40%时,不管负载多大,节流口处流量随压差的增大而呈正比增大,调速回路流量特性比在开度80%下差。说明溢流节流阀的节流调速回路在负载较大、节流口开度较大且节流口压差较小时,具有较好的流量特性。
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  车用高压氢气减压阀的设计与特性研究

  刘仁豪, 孟令宇, 孙维福, 周如林

  液压与气动. 2026, 50(3): 80-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.009

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  针对大功率氢燃料电池系统,设计了一种反向卸荷式锥形阀芯大流量氢气减压阀,介绍了产品的结构设计和工作原理。建立了静态数学模型,用AMESim软件对其压力特性、流量特性进行研究,分析得出增大阀芯角度、减小弹簧刚度、增大活塞面积可以提高减压阀的输出压力精度。搭建减压阀测试平台,测试实际工况下的静态特性。结果表明,该减压阀输出压力稳定、输出流量大,输出压力精度为±8.1%、调节精度为±0.61%,锁闭压力攀升小,具有较好的工作特性;且理论计算结果、仿真分析结果和试验测试结果吻合性好。
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  排油孔位置对流量报警阀阈值的影响分析

  李一, 宋顺利, 陈建有, 张圣卓

  液压与气动. 2026, 50(3): 88-93. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.010

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  弹簧腔排油孔结构对机械式流量报警阀的性能影响很大,合理的结构设计可提升稳定性、灵敏度和可靠性,保障液压系统正常运行。通过仿真与试验结合的方法,比较了两种弹簧腔排油孔结构(排油孔正对进油口和排油孔直接连通出油口)对流量报警阀报警流量阈值的影响。计算流体力学分析表明,排油孔正对进油口(结构1)导致弹簧腔内液体与来流产生力的作用,增加了阀芯向右压力,提高了报警阈值,并造成了较大的压力损失,能量损耗大。而将排油孔直接连通出油口(结构2)可以降低弹簧腔内压力,在较低入口流量下即可触发报警,流量灵敏度高。试验结果证实了在其他条件完全相同的情况下,结构1的报警流量阈值63.5 L/min远高于结构2的15.7 L/min,也证实了模拟分析结果的可靠性。
系统设计与研究
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  一种小型固定翼无人机撞绳回收装置

  侯大军, 金宇, 费洋

  液压与气动. 2026, 50(3): 94-102. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.011

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  撞绳回收是小型固定翼无人机的回收方式之一,为使该类回收方式能更广泛的适配小型固定翼无人机的回收使用,开展了一款回收装置的研制工作。该装置使用了“回收绳索+弹性形变”的组合吸能方式,先采用 Lagrange 方程推导系统动力学方程,建立弹簧阻尼等效模型,通过 MATLAB 平台求解响应特性,结合静力学试验优先确定回收绳索参数,接着对装置各部件开展有限元分析,并说明了倾翻载荷计算的方法,其研制流程与设计要点可为同类装置的研发提供工程参考,最后按能量递增原则开展回收试验,验证装置性能。试验结果表明,该装置最大回收能量为32.4 kJ(实测值),超过某RQ21无人机系统的28.9 kJ(理论值),回收过程中最大过载小于7.5 g。
元件分析与优化
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  超低温螺旋式摆动缸设计及试验研究

  顾一忱, 刘继鲁, 杨钢, 何海洋

  液压与气动. 2026, 50(3): 103-109. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.012

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  针对超低温环境下摆动缸的工作性能问题,开展了低温材料匹配选型;采用将螺旋副配合简化为平面的方法,对摆动缸的螺旋副油膜进行流固耦合仿真,剖析不同轴转速、不同周向间隙以及不同油液黏度对螺旋副油膜性能的影响;搭建试验台架,通过样机试验,验证了其在超低温环境下的工作性能,并对比了不同温度摆动缸的转速变化。试验结果表明:采用低温液压油,可以适当提高超低温环境下摆动缸的传动效率,为解决极端环境下相关设备的驱动与控制工程难题奠定了技术基础。
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  高压高转速轴向柱塞马达柱塞副磨损失效机理分析

  刘辞英, 王文山, 吕飞, 柳志姣, 高长虹

  液压与气动. 2026, 50(3): 110-116. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.013

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  基于液压马达在外场使用时柱塞副磨损失效问题,开展了柱塞副失效原因分析、摩擦磨损机理分析、柱塞副间隙对接触应力的影响分析以及缸体孔的接触应力分析。缸体孔磨损仿真分析结果与外场故障现象基本一致,均为中间磨损小两端磨损大,并且针对柱塞副初始间隙超大导致磨损失效问题,开展了故障原因机理复现试验,提出了柱塞副间隙的改进措施,并进行了措施有效性验证。通过试验验证,表明改进措施有效。
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  液压油箱高压筒的失效分析与设计改进

  李俊华, 代朋宾, 张晋萱, 徐向荣

  液压与气动. 2026, 50(3): 117-124. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2026.03.014

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  液压油箱是飞机液压系统的关键设备,其脉冲疲劳性能是评估关键结构耐久性的重要指标。在MA700民机液压油箱的研制中,关键零件高压筒首次选用7075铝合金作为主体材料,在脉冲疲劳试验过程中,高压筒发生开裂,导致系统油液外泄漏。通过对高压筒开裂部位进行渗透检测、断口分析及材料组织性能测试,明确了高压筒的开裂性质与特征。分析结果表明,阳极氧化表面处理工艺对铝合金材质零部件的疲劳寿命存在显著不利影响,是导致开裂的根本原因。基于此,提出了针对该故障的解决方案与改进,并完成了有效性试验。结合研究结果,总结了液压油箱高压筒在耐脉冲疲劳方面的关键设计要点。