液压泵的国内外发展现状

液压泵的国内外发展现状

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一、液压泵介绍

液压泵是液压系统中的动力元件，是一种能量转换装置，其作用是将驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，即液压能，向整个液压系统提供动力。液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化从而压缩流体使流体具有压力能，而它的输出流量的大小是由密封工作腔的容积变化大小来决定的。

液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的。其工作原理如下图：

图1容积式泵的工作原理

1-凸轮2-柱塞3-弹簧4-密封工作腔5-吸油阀6-压油阀

液压泵按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。按液压系统中常用的泵结构分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。齿轮泵体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片泵，这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。液压泵分类如下图：

图2液压泵分类

液压泵的主要参数有压力，排量，流量，效率。

液压泵工作压力是指泵实际工作时的压力，即它的输出压力。

工作转速是指泵在工作时的实际转动速度。额定转速是指在额定压力下，能连续长时间正常运转的最高转速。若泵超过额定转速工作将会造成吸油不足，产生振动和大的噪声，零件会遭受气蚀损伤，寿命降低。

液压泵的几何排量是指泵轴每转一转，由其密封容积几何尺寸变化所算得的排出（输入）液体的体积，数值上等于在无泄漏的情况下其轴转一转所能排出（所需输入）的液体体积。液压泵的几何流量是指泵在单位时间内由其密封容腔几何尺寸变化而得的排出（输入）的液体体积。泵的转速为n 时，泵的几何流量为Vn q t 。液压泵的额定流量是指在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的流量，亦即在额定转速和额定压力下由泵输出的流量。

二、液压泵国内外发展历程

1905年，Williams 与Janny 首次应用了已液压油为介质并首次推出了轴向柱塞泵，迄今已有100多年的历史。

图3Janny 泵

1907年，美国人Renault 改进了Janny 的这种柱塞传动机械，有效提高了其的运行效率。斜轴式柱塞泵发展较晚，1930年，瑞士Hans Thoma 教授设计了第一台斜轴泵，后人常把斜轴泵称为Thoma 泵，如下图：

图4Thoma 泵

缸体中心线与传动轴中心线成一夹角，使缸体对配油盘的倾复力矩减小，因此允许的倾角较大。

20世纪50年代中期，美国Denison公司和英国Lucas公司摆脱Janny泵的传统，设计了轴承支承缸体的斜盘泵。这种泵传动轴只传递扭矩，不传递弯矩，保障了配流副的良好接触，加上制造水平的提高，使其工作压力提高到35MPa，转速也大幅提高，引起斜盘泵历史上的一次飞跃。

20世纪60年代中期，由于对液压系统集成化的要求，特别是在行走车辆闭式回路的应用，通轴泵获得了新的发展。主轴尾端可以安装辅助泵或其他作用的泵，使通轴泵具有集成多种元件的复合功能，大大简化了液压系统，这是斜盘泵发展的另一次飞跃【1】。

图5通轴式柱塞泵

20世纪70年代以后，欧美很多轴向柱塞泵的制造商逐渐崛起，针对不同领域做了很多技术革新，比如Vickers针对注塑机节能的要求推出PVB轻型泵；泵/马达和电子技术结合也越来越紧密，出现了多种多样控制方式。

1966年，我国综合了国外后斜盘式柱塞泵的特点，设计出CY14-1型轴向柱塞泵/马达。经过30多年的实践，对CY14-1相继做过四次大的改进，前两次以标准化和缩小体积为主，改进为CY14-1A型。第三次针对配油盘烧损和斜盘磨损以及工艺问题，形成了CY14-1B型泵/马达。第四次针对CY14-1B型噪声高、转速低、易松靴脱靴、可靠性差、自吸能力差，规格不全和无通轴泵等缺陷，开发了CY14-1Bk系列开式低噪声泵和CY14-1Bk系列通轴泵。进入九十年代后，德国Rexroth公司开发了A4V泵。柱塞与传动轴成一交角，工作时离心力有助于柱塞的回程，也有利于减小配流盘直径，降低缸体配流面的线速度；采用球面配流，有利于补偿轴向偏载对缸体产生的倾复力矩。

进入21世纪，荷兰Innas公司设计了一种名为Floating Cup结构的轴向柱塞泵，如下图：

图6Floating Cup轴向柱塞泵

这种泵为双层柱塞结构，类似于将两个泵面对面的叠加，它可以平衡泵一部分的轴向力，减轻轴承的工作负载，减少流量脉动，降低噪声【2】。

柱塞泵

直轴式轴向柱塞泵是靠斜盘推动和或反推柱塞产生往复运动，改变缸体中柱塞孔腔内容积进行吸或压，而输出液压能或机械能。

1.A4V系列

贵阳航空液压件厂从德国一家公司引进技术生产的A4V系列通轴泵，如下图：

图7A4V轴向柱塞泵

2.PVB系列

邵阳液压件厂从美国Vickers公司引进技术生产的PVB系列通轴泵，如下图：

图8PVB变量泵

适用于开式系统，由泵的出口油压直接控制变量机构。该泵采用耳轴式斜盘，球铰回程，平面配流，配流面在后盖断面上，因此省略了配流盘零件。

3.A10V系列

重庆液压件厂从德国Brueninghaus公司引进技术生产的A10V系列通轴泵，如下图：

图9A10V泵

适用于开式系统，由泵的出口液压直接控制变量机构。在后盖上设有机械式流量限制器，用于任意调节最大排量。该泵由托架式斜盘、球铰回程、平面配流、变量缸等结构组成为基型。它能和各种控制装置匹配成各种控制形式的变量泵。

4.CY14系列非通轴泵

如下图，采用大轴承支承缸体、平面配流、球铰回程、外伸托架式斜盘、球窝滑履柱塞组，变量机构轴线与泵输入轴线垂直交叉，分体式壳体结构。

图10CY14系列非通轴式泵

1-输入轴；2-壳体；3-配流盘；4-缸体；5-柱塞组；6-回程盘；7-斜盘