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與對比，最后指出此類柱塞泵在國內有廣闊的發展前景。

關鍵詞：標準泵；串輔助泵；串齒輪泵；補油；輔助功能

前言

當前液壓工業中，柱塞泵因其種種優點在各個行業中應用廣泛。根據其柱塞副的結構，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，而無靴式柱塞泵工作壓力較低，用于輕載系統，過去應用也相對較少。上世紀60年代中期，行走設備對液壓系統的集成化要求使得閉式泵應運而生，即將補油泵與柱塞泵的設計成一個整體，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，在美國十大支柱產業之一的草坪業[1]中得到廣泛應用，重新引起了人們的注意。

1 當前的國外產品

當前國外的產品主要以美國Hydro-Gear（Danfoss公司在美國的合資公司），日本Kansaki的產品為主，其中Hydro-Gear以性能好、產品系列全、應用選項豐富、專利保護全面而領先世界，代表了當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種應用功能（標準泵，串輔助泵，串齒輪泵）選項。

1.1 標準柱塞泵

如圖1所示，標準柱塞泵只有兩部分組成，主泵（柱塞泵）部分與補油泵。根據圖2液壓原理圖，可發現標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，輸出壓力油以驅動執行元件，與馬達連接起來，就組成完整的無級調速驅動系統；補油泵則不對外做功串只對主泵提供內部的補充油液。

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。與標準柱塞泵一樣，也集成多種閥類，以滿足主泵與輔助泵實現功能的要求。主泵對外提供高低壓油口連接，輸出壓力油以驅動執行元件；不同的是，輔助泵也提供對外做功的壓力油，以驅動主系統以外的液壓執行件，同時輔助泵的回油進入主泵的補油路，對主泵提供內部的補充油液。

串輔助泵的優點：不但可與液壓馬達組成完整的無級調速系統，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較低且不可調，從資料[2]來看，其額定壓力只有45bar，難以驅動較大負載。

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，輸出壓力油以驅動執行元件；齒輪泵也提供對外做功的壓力油，驅動主系統以外的液壓執行件；同時外來的油進入主泵的補油路，對主泵提供內部的補充油液。

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

2 當前國內同類產品的現狀及發展前景

輕載閉式柱塞泵是隨著國外草坪業的繁榮而獲得快速發展，主要應用于草坪機械（草坪業的組成部分）與其他的園林機械。與發達國家相比，目前國內的草坪業仍存較大差距[3]，而草坪機械同樣差距明顯[4]，鑒于這種現狀，作為草坪機械驅動系統關鍵元件之一的輕載閉式變量柱塞泵，并未引起國內相關單位的注意，目前似乎尚無相關廠家進行此類產品開發，或批量生產。進入21世紀后，我國草坪業發展迅速，園林綠化作業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，此產品在我國發展具有巨大的潛力。

參考文獻

[1]平遠.從休閑發展起來的美國草坪業[J].村鎮建設，1999.

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

[3]吳朝峰，馬雪梅.21世紀中國草坪業的現狀與發展[J].天津農業科學，2009.

[4]張立富，陸懷民.國內外園林綠化機械的現狀及其發展前景[J].林業機械與木工設備，2009.

*通訊作者：郝競。