德国Rexroth-A11V(L)O系列柱塞泵结构与变量机构控制原理分析

　　从第一台液压传动拖式混凝土泵诞生到现在不过50年的历史,而今全球液压驱动的拖泵、泵车、车载泵成为泵送混凝土的主要工具,散布在世界各地繁忙的工地上。工程机械利用液压传动技术,有效解决了混凝土泵送的难题。随着专门研究的深入,一种应用于工程机械领域的轴向柱塞变量泵采用开式回路的液压传动成为必然的选择。

　　作者较为详细地分析了RexrothA11V(L)O系列柱塞泵结构与变量机构控制原理,供国内工程机械行业和液压元件制造业同行参考。

　　1　A11V(L)O系列柱塞泵结构简介

　　混凝土泵送机械主要部件———泵车和拖泵的主油泵使用了德国Rexroth公司的A11V(L)O系列轴向柱塞泵,外形结构见图1。该系列柱塞泵代表了当今工程机械、混凝土机械液压传动技术的最高水平,其结构复杂,制造精度高,额定工作压力可达35 Mpa,最高尖峰压力可达40 MPa,最高允许转速与进口压力有关,如图2所示。

　　吸油口处的进口压力pabs和当Vg≤Vgmax时所对应的允许转速n之间为一线性的关系。在进口压力一定时,随着转速的升高,此柱塞泵自动调节斜盘倾角使其逐渐变小,来保持柱塞每转一周所产生的负压随之递减,所以排量Vg逐渐减小;在排量一定时,随着转速的升高,通过吸油口的进口压力也随之增大。

　　图3是该系列柱塞泵之一,带电比例、恒功率和压力切断的变量泵结构图。该型号泵不带升压泵,进油靠位置差与自吸。

　　由主轴7输入动力,泵车主油泵装配在分动箱上,拖泵主油泵直接与柴油机或电动机相联接。就拖泵而言,如果不计机械效率,主油泵的输入功率与输出转速就等于柴油机(或电动机)的输出功率和输出转速,其工作原理与其他轴向柱塞泵相同。

　　2　A11V(L)O系列柱塞泵结构与型号说明

　　该系列泵是通轴式轴向柱塞变量泵,前轴承8与后轴承15两端支点相对较远,为减小变形,主轴设计较粗,特别是带升压泵的主轴,必须保证主轴有足够的刚度,以免受力变形。

　　图3中配流盘16、缸体14、柱塞滑靴组17与斜盘4之间由于高压油作用会产生较大轴向力,因此在设计上,为了平衡该轴向力,在斜盘4的两轴肩上安装了两个月牙轴承10。为了防止月牙轴承在工作时发生位移,采用销相对固定,拆装时要注意防止拆断或变形。

　　图4所示升压泵的出油口供油给主油泵吸油口,保证工作腔在吸油工况下具有一定的压力,使主泵不吸空。图3中,油泵外壳上下各安装了一个限位螺钉,上部为最小排量限位螺钉3,实质是限制斜盘最小倾角,此时泵的输出排量为最小值;下部为最大排量限位螺钉19,在斜盘倾角最大时定位,此时泵的输出排量为最大值,一般是在出厂试验时调整好并锁死。图示泵采用蝶形弹簧21中心回程机构,蝶形弹簧21分别作用在球铰20和缸体14上,球铰20又作用在回程盘13上,回程盘13随斜盘4的倾角变化在球铰20上摆动。这样月牙轴承10和球铰20平衡了由高压油、蝶形弹簧21产生的轴向力。蝶形弹簧21使滑靴紧贴斜盘4、缸体14紧贴配油盘16,并由高压油产生静压,使运动副阻力减至最小。