在席卷全球的节能需求下,出现了新的液压技术——基于恒压网络的二次调节静液传动系统。除完成规定工作任务外,其主要用于回收系统多余的能量(势能和动能)。液压变压器是其核心元件之一。目前,液压变压器规格较少,使用中存在着三类问题。首先,现有液压变压器只有一个可调参数,无法应对对负载压力和负载流量均有要求的控制问题;其次,液压变压器的总效率和变压比比较低,这阻碍了液压变压器的广泛应用,越来越多的研究者们对其结构创新感兴趣,研究工作不断提升了变压比和变压角工作范围;最后,液压变压器的噪声较泵大得多。针对目前液压变压器存在的问题,本文提出一种新的液压变压器——变量液压变压器(Variable Hydraulic Transformer,VHT)。建立了变量液压变压器的数学模型,该模型能够体现变量液压变压器的配流盘结构,并分析了变量液压变压器的流量、压力和功率特性。定义了变量液压变压器特性的脉动绝对强度和脉动相对强度,两者能全面表述其特性的脉动特征。将变量液压变压器的总效率定义为实际变压比与理想变压比的比值。考虑变量角对摩擦的影响能更细致地表达功耗损失,在此基础之上,提出了新的变压比数学模型。分析了变量角变化对变量液压变压器特性的影响。分析表明,变量角与变量液压变压器的大部分特性近似呈线性关系,但变量角对变压比和总效率影响较小。引入变量角是变量液压变压器由压力调节器演变为功率调节器的关键。以数学模型和图的方式描述了变量液压变压器的耦合特性。虽然变量液压变压器可以实现同时控制负载压力和负载流量,但是需要解决操作变量和输出变量间耦合的问题。给出了针对变量液压变压器耦合特性的解耦方案。该方案利用补偿原理,消除了变压角对负载流量的影响。建立了变量液压变压器配流盘摩擦副的力学模型。分析了柱塞腔油液对缸体的压紧力和压紧转矩。通过分析压紧转矩的力臂、力臂夹角和作用点运动轨迹来研究压紧转矩。以相同方式分析了配流盘表面油膜对缸体的反推力和反推转矩。分析了剩余压紧力系数和压紧转矩系数,结果表明了所设计的配流盘摩擦副参数是合理的,实验也证明了所选参数能提高变压比。提出了一种具有柱塞腔油液量自适应性的复合缓冲结构优化方案,该方案通过配流盘缓冲结构降低压力冲击来抑制变量液压变压器的配流噪声。以分析通过缓冲孔或缓冲槽的油液体积与柱塞腔预升压力或预降压力所需压缩油液总体积的最优比为基础,求解了缓冲结构的参数。建立了柱塞腔通过缓冲结构时的柱塞腔压力方程和压力梯度方程。依据所提优化方案设计出两种带有不同缓冲结构的配流盘,并对它们进行了仿真和实验。结果表明该方案有较好的抑制配流噪声效果。对变量液压变压器进行了结构设计工作,提出了一种配流方案来解决配流问题。在该方案中,配流壳采用全周环形配流槽与叶片轴流道连通,使得变压角工作范围无限制。该方案也有效地防止了泄漏,提高了变压比。实验表明样机变压比高达4.8。搭建变量液压变压器的实验台进行了实验研究,实验结果验证了其特性和缓冲结构部分理论研究的正确性。