輕載閉式柱塞泵的功能特點

李浩宇　郝競

摘 要：文章對目前市場上常用的輕載閉式變量柱塞泵類型進行了描述，并分別對標(biāo)準柱塞泵、串輔助泵柱塞泵與串齒輪泵柱塞泵的功能特點進行了總結(jié)與對比，最后指出此類柱塞泵在國內(nèi)有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準泵；串輔助泵；串齒輪泵；補油；輔助功能

前言

當(dāng)前液壓工業(yè)中，柱塞泵因其種種優(yōu)點在各個行業(yè)中應(yīng)用廣泛。根據(jù)其柱塞副的結(jié)構(gòu)，柱塞泵可分為有靴式與無靴式兩種，其中有靴式柱塞泵工作壓力高，用于重載系統(tǒng)，而無靴式柱塞泵工作壓力較低，用于輕載系統(tǒng)，過去應(yīng)用也相對較少。上世紀60年代中期，行走設(shè)備對液壓系統(tǒng)的集成化要求使得閉式泵應(yīng)運而生，即將補油泵與柱塞泵的設(shè)計成一個整體，再輔以各種的液壓閥，組成集成元件，目前在行走裝置中應(yīng)用極其廣泛。從上世紀90年代起，無靴式的輕載閉式變量柱塞泵因其重量輕、成本低等特點，在美國十大支柱產(chǎn)業(yè)之一的草坪業(yè)[1]中得到廣泛應(yīng)用，重新引起了人們的注意。

1 當(dāng)前的國外產(chǎn)品

當(dāng)前國外的產(chǎn)品主要以美國Hydro-Gear（Danfoss公司在美國的合資公司），日本Kansaki的產(chǎn)品為主，其中Hydro-Gear以性能好、產(chǎn)品系列全、應(yīng)用選項豐富、專利保護全面而領(lǐng)先世界，代表了當(dāng)今輕載變量柱塞泵的最高水平。其全系列輕載變量柱塞泵包含5個排量（6cc，10cc，12cc，16cc，21cc）[2]，3種應(yīng)用功能（標(biāo)準泵，串輔助泵，串齒輪泵）選項。

1.1 標(biāo)準柱塞泵

如圖1所示，標(biāo)準柱塞泵只有兩部分組成，主泵（柱塞泵）部分與補油泵。根據(jù)圖2液壓原理圖，可發(fā)現(xiàn)標(biāo)準柱塞泵集成了多種閥類，以滿足主泵與補油泵的功能要求。主泵對外提供高低壓油口連接，輸出壓力油以驅(qū)動執(zhí)行元件，與馬達連接起來，就組成完整的無級調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)；補油泵則不對外做功串只對主泵提供內(nèi)部的補充油液。

1.2 帶輔助泵選項的柱塞泵

如圖1所示，串輔助泵選項的柱塞泵從外形看也只有兩部分組成，主泵（柱塞泵）部分與輔助泵。其液壓原理如圖2所示，將補油泵組件換為輔助泵組件3即可。與標(biāo)準柱塞泵一樣，也集成多種閥類，以滿足主泵與輔助泵實現(xiàn)功能的要求。主泵對外提供高低壓油口連接，輸出壓力油以驅(qū)動執(zhí)行元件；不同的是，輔助泵也提供對外做功的壓力油，以驅(qū)動主系統(tǒng)以外的液壓執(zhí)行件，同時輔助泵的回油進入主泵的補油路，對主泵提供內(nèi)部的補充油液。

串輔助泵的優(yōu)點：不但可與液壓馬達組成完整的無級調(diào)速系統(tǒng)，還可通過輔助泵，對外提供高壓油以完成其他功能，這是對普通閉式泵的有益補充。

缺點：串接的輔助泵工作參數(shù)較低且不可調(diào)，從資料[2]來看，其額定壓力只有45bar，難以驅(qū)動較大負載。

1.3 串齒輪泵的柱塞泵

如圖1所示，從外形看串齒輪泵柱塞泵為柱塞主泵與齒輪泵通過某種連接串在一起的組合；從其液壓原理（如圖1所示）可見，將補油泵組件換為齒輪泵組件8即可。主泵依然對外提供高低壓油口連接，輸出壓力油以驅(qū)動執(zhí)行元件；齒輪泵也提供對外做功的壓力油，驅(qū)動主系統(tǒng)以外的液壓執(zhí)行件；同時外來的油進入主泵的補油路，對主泵提供內(nèi)部的補充油液。

此類型柱塞泵串接的齒輪泵參數(shù)，可以根據(jù)實際的工作需要進行選擇，可驅(qū)動負載較大的系統(tǒng)（一般不低于200bar）。

2 當(dāng)前國內(nèi)同類產(chǎn)品的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

輕載閉式柱塞泵是隨著國外草坪業(yè)的繁榮而獲得快速發(fā)展，主要應(yīng)用于草坪機械（草坪業(yè)的組成部分）與其他的園林機械。與發(fā)達國家相比，目前國內(nèi)的草坪業(yè)仍存較大差距[3]，而草坪機械同樣差距明顯[4]，鑒于這種現(xiàn)狀，作為草坪機械驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵元件之一的輕載閉式變量柱塞泵，并未引起國內(nèi)相關(guān)單位的注意，目前似乎尚無相關(guān)廠家進行此類產(chǎn)品開發(fā)，或批量生產(chǎn)。進入21世紀后，我國草坪業(yè)發(fā)展迅速，園林綠化作業(yè)的全盤機械化是必然趨勢，必然會對此類輕載的變量柱塞泵有大量的需求，從這個角度講，此產(chǎn)品在我國發(fā)展具有巨大的潛力。

參考文獻

[1]平遠.從休閑發(fā)展起來的美國草坪業(yè)[J].村鎮(zhèn)建設(shè)，1999.

[2]Hydro-Gear， Pumps BLN-52047 Rev P6， 2011.

[3]吳朝峰，馬雪梅.21世紀中國草坪業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009.

[4]張立富，陸懷民.國內(nèi)外園林綠化機械的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備，2009.

*通訊作者：郝競。