目前在电梯、叉车、挖掘机、石油、天然气加工、冶金煤炭、化肥合成氨、污水处理、反渗透海水淡化等多个领域,都存在大量能量被直接排放浪费掉,为了对这些能量进行回收与再利用,提高能量利用率,缓解能源紧缺危机,能量回收装置应运而生,并得到了广泛应用,主要有泵-马达式、液力透平式、活塞式、转子式四种回收形式。随着工业发展,对能量回收装置也提出了更高效、可靠、小型化、集成化、一体化等要求,因此创新设计更加高效集成的新型能量回收装置具有重要的研究意义和科学价值。首先,通过对机械连接式、功能集成式泵-马达能量回收技术进行探讨与比较,得到两者的能量回收效率,并给出泵-马达式能量回收装置的性能评价指标,然后基于功能集成式回收技术设计一种新型泵-马达一体化装置,并提供主要创新零部件(斜盘机构、回程盘、缸体、配流盘、通油壳体)的结构设计原理,以及装置详尽工作过程的科学描述。其次,完整地建立了新型泵-马达能量回收装置动力学和运动学模型,并通过受力模型、经验参数、优化函数等进行关键零部件的结构和尺寸参数设计;以及基于运动学和动力学模型进行关键摩擦副特性研究,主要通过研究柱塞副结构对其受力、比压、比功的影响,得到短接触柱塞副结构的摩擦磨损状况相较于长接触结构有所改善,然后基于柱塞副受力变化规律,优化设计柱塞缸套的长度;此外通过建立柱塞副的泄漏模型得到泄漏规律与容积损失,与工艺性能相结合设计合理的柱塞副半径间隙。随后,利用ANSYS Workbench静力学分析模块校核关键零部件的强度、刚度,找到应力应变变形规律,分析最大应力应变变形结果,验证初步的结构尺寸参数,为今后装置结构优化提供经验和参考。最后,搭建泵-马达能量回收技术在节流调速回路中应用的原理性试验台,验证该回收技术作为新型液压源应用的可行性,为新型装置的研究以及应用工作提供一定的参考。