轻载闭式柱塞泵的功能特点

李浩宇　郝竞

摘 要：文章对目前市场上常用的轻载闭式变量柱塞泵类型进行了描述，并分别对标准柱塞泵、串辅助泵柱塞泵与串齿轮泵柱塞泵的功能特点进行了总结与对比，最后指出此类柱塞泵在国内有广阔的发展前景。

关键词：标准泵；串辅助泵；串齿轮泵；补油；辅助功能

前言

当前液压工业中，柱塞泵因其种种优点在各个行业中应用广泛。根据其柱塞副的结构，柱塞泵可分为有靴式与无靴式两种，其中有靴式柱塞泵工作压力高，用于重载系统，而无靴式柱塞泵工作压力较低，用于轻载系统，过去应用也相对较少。上世纪60年代中期，行走设备对液压系统的集成化要求使得闭式泵应运而生，即将补油泵与柱塞泵的设计成一个整体，再辅以各种的液压阀，组成集成元件，目前在行走装置中应用极其广泛。从上世纪90年代起，无靴式的轻载闭式变量柱塞泵因其重量轻、成本低等特点，在美国十大支柱产业之一的草坪业[1]中得到广泛应用，重新引起了人们的注意。

1 当前的国外产品

当前国外的产品主要以美国Hydro-Gear（Danfoss公司在美国的合资公司），日本Kansaki的产品为主，其中Hydro-Gear以性能好、产品系列全、应用选项丰富、专利保护全面而领先世界，代表了当今轻载变量柱塞泵的最高水平。其全系列轻载变量柱塞泵包含5个排量（6cc，10cc，12cc，16cc，21cc）[2]，3种应用功能（标准泵，串辅助泵，串齿轮泵）选项。

1.1 标准柱塞泵

如图1所示，标准柱塞泵只有两部分组成，主泵（柱塞泵）部分与补油泵。根据图2液压原理图，可发现标准柱塞泵集成了多种阀类，以满足主泵与补油泵的功能要求。主泵对外提供高低压油口连接，输出压力油以驱动执行元件，与马达连接起来，就组成完整的无级调速驱动系统；补油泵则不對外做功串只对主泵提供内部的补充油液。

1.2 带辅助泵选项的柱塞泵

如图1所示，串辅助泵选项的柱塞泵从外形看也只有两部分组成，主泵（柱塞泵）部分与辅助泵。其液压原理如图2所示，将补油泵组件换为辅助泵组件3即可。与标准柱塞泵一样，也集成多种阀类，以满足主泵与辅助泵实现功能的要求。主泵对外提供高低压油口连接，输出压力油以驱动执行元件；不同的是，辅助泵也提供对外做功的压力油，以驱动主系统以外的液压执行件，同时辅助泵的回油进入主泵的补油路，对主泵提供内部的补充油液。

串辅助泵的优点：不但可与液压马达组成完整的无级调速系统，还可通过辅助泵，对外提供高压油以完成其他功能，这是对普通闭式泵的有益补充。

缺点：串接的辅助泵工作参数较低且不可调，从资料[2]来看，其额定压力只有45bar，难以驱动较大负载。

1.3 串齿轮泵的柱塞泵

如图1所示，从外形看串齿轮泵柱塞泵为柱塞主泵与齿轮泵通过某种连接串在一起的组合；从其液压原理（如图1所示）可见，将补油泵组件换为齿轮泵组件8即可。主泵依然对外提供高低压油口连接，输出压力油以驱动执行元件；齿轮泵也提供对外做功的压力油，驱动主系统以外的液压执行件；同时外来的油进入主泵的补油路，对主泵提供内部的补充油液。

此类型柱塞泵串接的齿轮泵参数，可以根据实际的工作需要进行选择，可驱动负载较大的系统（一般不低于200bar）。

2 当前国内同类产品的现状及发展前景

轻载闭式柱塞泵是随着国外草坪业的繁荣而获得快速发展，主要应用于草坪机械（草坪业的组成部分）与其他的园林机械。与发达国家相比，目前国内的草坪业仍存较大差距[3]，而草坪机械同样差距明显[4]，鉴于这种现状，作为草坪机械驱动系统关键元件之一的轻载闭式变量柱塞泵，并未引起国内相关单位的注意，目前似乎尚无相关厂家进行此类产品开发，或批量生产。进入21世纪后，我国草坪业发展迅速，园林绿化作业的全盘机械化是必然趋势，必然会对此类轻载的变量柱塞泵有大量的需求，从这个角度讲，此产品在我国发展具有巨大的潜力。

参考文献

[1]平远.从休闲发展起来的美国草坪业[J].村镇建设，1999.

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

[3]吴朝峰，马雪梅.21世纪中国草坪业的现状与发展[J].天津农业科学，2009.

[4]张立富，陆怀民.国内外园林绿化机械的现状及其发展前景[J].林业机械与木工设备，2009.

*通讯作者：郝竞。