双联斜盘式轴向柱塞泵在行走机械中的应用*

□ 楼锡银

湖州职业技术学院 机电工程分院 浙江湖州 31300

液压系统可分工业液压与行走液压［1］，工业液压多用于固定的机械，行走液压多用于行走的机械。行走机械是指能够行走的工程机械、农业机械、矿山机械和专用车辆，如联合收割机、叉车、装载机等。工业液压和行走液压工作原理相同，但由于使用场合不同，使液压系统的设计各有不同特点。以前，国产的行走机械主要采用纯机械传动系统，技术含量较低。随着我国液压技术的不断进步，行走液压技术也得到了越来越多的使用。双联轴向柱塞泵多用于液压闭式系统，由于液压闭式系统以其结构紧凑、传动效率高、故障率低的特点,被广泛应用于各种行走机械的液压系统［2］。

1 行走液压系统性能要求

1.1 功率/体积比大

行走机械往往要求结构紧凑、整机质量轻、减少行走时的功率消耗。因此，对于行走液压要求具有较大的功率和较小的体积。

1.2 系统结构简单

行走机械的动作主要是前进、倒退、转弯、停止，故行走液压在保证实现以上动作的前提下，尽可能使整个系统结构简单，从而减少故障率，提高性能的可靠性。

1.3 载荷适应性强

▲图1 斜盘式轴向柱塞泵结构简图

行走机械的承载量及工作环境会经常变化，因此行走液压对载荷波动适应性要强。同时，也要保证行走机械的行走速度不随载荷的波动而有显著变化

1.4 可以无级变速

在变速范围内，通过无级变速可以连续获得任何传动比，以实现行走系统与发动机工况的最佳匹配。

2 轴向柱塞泵的结构及特点

2.1 斜盘式轴向柱塞泵

轴向柱塞泵是柱塞的轴线平行于缸体轴线的多柱塞泵，分为斜盘式和斜轴式。斜盘式轴向柱塞泵由斜盘、缸体、配油盘、柱塞、传动轴和弹簧等组成，如图1所示。斜盘式轴向柱塞泵是现代液压传动中使用比较广的液压动力元件之一，具有压力高、转速高、体积小、变量控制方便等优点［3］。通过改变斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角α和方向，可以连续改变泵的输出流量及流向，操作十分方便。

2.2 双联斜盘式轴向柱塞泵

双联斜盘式轴向柱塞泵是在斜盘式轴向柱塞泵的基础上发展起来的［4］，它在同一根直轴上安装两个相互独立工作的轴向柱塞泵1、轴向柱塞泵2以及一个补油泵，如图2所示。轴向柱塞泵向液压马达提供动力，补油泵不仅能在主泵的排量发生变化时保证容积式传动的响应，同时增加主泵进油口处压力。双联轴向柱塞泵多在闭式液压系统工作时，仅由补油泵从油箱中吸取少量油液，故油箱的体积也较小。

双联斜盘式轴向柱塞泵由于将轴向柱塞泵、补油泵及补油、控制等功能阀集成于一体，功率／体积比大，转速高，额定油压高，输出功率大，管路连接简单，不仅缩小了安装空间，减少泄漏，同时提高了系统的可靠性，简化了操作过程。因此，适合在行走机械上使用。

▲图2 双联轴向柱塞泵实物图

3 应用实例

▲图3 联合收割机行走系统工作原理图

联合收割机是典型的行走机械，行走系统是联合收割机的重要组成部分［5］，行走系统工作原理如下（如图2所示）。

柴油发动机1启动后，带动带传动机构2，带传动机构2将运动传给双联斜盘式轴向柱塞泵3，由安装在柱塞泵3上的皮带轮带动泵的直轴转动。

双联斜盘式轴向柱塞泵3上的柱塞泵1与摆线液压马达9以及柱塞泵2与摆线液压马达口组成相互独立的液压闭式系统。在液压回油路上,冷却器6提供风冷，液压系统的补油回路与油箱之间,设置有过滤器5。液压油冷却后回到油箱，油箱的液压油通过过滤器后进入补油泵。通过补油泵，对液压闭式系统进行补油。

摆线液压马达9将运动传给行星齿轮减速器8,摆线液压马达12将运动传给行星齿轮减速器13,行星齿轮减速器8带动履带驱动轮转动,行星齿轮减速器13带动履带驱动轮14。两个驱动轮带动各自的履带移动。

斜盘倾角大小决定液压油的排量大小。在液压泵一定转速的情况下，改变斜盘的倾角与方向，就可改变液压闭式系统流量及方向，从而改变摆线液压马达的转速及方向，这使得同一传动链上的行星齿轮减速器、履带驱动轮、履带的速度及方向也发生改变，从而实现行走机械的前进、后退、转弯、停止等动作。

4 结论

双联斜盘式轴向柱塞泵的两个柱塞泵和两个摆线液压马达形成各自独立的液压闭式系统，因此，行走机械左右驱动轮的运动速度及方向互不干扰。双联斜盘式轴向柱塞泵和摆线液压马达之间可以减少安装其它控制阀，进而减少内泄及因阻力导致油温的升高。

双联斜盘式轴向柱塞泵具有径向尺寸小、结构紧凑、体积小、重量轻，同时双联斜盘式轴向柱塞泵具有压力高、转速高、工作压力较高、自吸性好、效率较高等特点。

行走机械操作方便，工作舒适度好。行走机械的操作人员通过操作手柄，控制双联斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角大小和方向，就可实现无级变速，完成行走机械前进、后退、转弯、停止等动作。通过摆线液压马达的反向回转，可以实现行者机械的原地转向。因此，双联斜盘式轴向柱塞泵在行走液压中有着广泛的应用前景。

［1］ 王意.工业液压与行走液压［J］.液压气动与密封，2004（2）:34-35.

［2］ 王细武.闭式系统中补油泵的选择与使用［J］.液压与气动，2012（7）:69.

［3］ 张徐.斜盘式轴向柱塞泵应用分析［J］.科协论坛，2012（7）:21.

［4］ 李传奇.双斜式轴向柱塞泵的理论基础研究［D］.淮南市:安徽理工大学，2009.

［5］ 楼锡银.新型履带自走式联合收割机液压-机械行走系统方案设计［J］.现代农业科技，2012（5）:262-263.