工程机械油泵特性分析及其控制机制

　　随着工程机械化进程不断深入，生产对工程机械性能的要求不断提高，高压、大流量、大功率的工程机械系统及需要调节流量的设备迅速发展，构成了新时期新型机械产品技术格局。

　　轴向柱塞油泵由于容积效率高、运转平稳、流量均匀性好、噪声低、工作压力高等优点，使其能在工程机械产品中得以运用。轴向柱塞油泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。其柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的配合精度。轴向柱塞油泵有直轴式( 斜盘式) 和斜轴式 ( 摆缸式) 两种形式。斜轴式轴向柱塞泵的缸体轴线相对传动轴轴线成一倾角，传动轴端部用万向铰链、连杆与缸体中的每个柱塞相联结，当传动轴转动时，通过万向铰链、连杆使柱塞和缸体一起转动，并迫使柱塞在缸体中作往复运动，借助配油盘进行吸油和压油。但与上述直轴式相比，其结构较复杂，外形尺寸和质量均较大。因此，作者从设计简便、成本节约等角度出发，选用直轴式轴向柱塞泵，根据大功率工程机械系统性能特点选用恒功率直轴式变量轴向柱塞泵，柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵，与齿轮泵和叶片泵相比，这种泵有许多优点:

　　( 1) 构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压下工作仍有较高的容积效率;

　　( 2) 只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量;

　　( 3)柱塞泵中的主要零件均受压应力作用，材料强度性能可得到充分利用。由于这种柱塞泵压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便，故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合得到广泛应用。

　　1 直轴式轴向柱塞油泵

　　1. 1 油泵结构

　　图1 所示为一种直轴式轴向柱塞泵的结构。

　　柱塞的球状头部装在滑履4 内，以缸体作为支撑的弹簧9 通过钢球推压回程盘3，回程盘和柱塞滑履一同转动。在排油过程中借助斜盘2 推动柱塞作轴向运动; 在吸油时依靠回程盘、钢球和弹簧组成的回程装置将滑履紧紧压在斜盘表面上滑动，弹簧9 为回程弹簧，使得油泵具有自吸能力。在滑履与斜盘相接触的部分有一油室，它通过柱塞中间的小孔与缸体中的工作腔相连，压力油进入油室后在滑履与斜盘的接触面间形成了一层油膜，起静压支承作用，使滑履作用在斜盘上的力大大减小，因而磨损也减小。传动轴8通过左边的花键带动缸体6 旋转，由于滑履4 贴紧在斜盘表面上，柱塞在随缸体旋转的同时在缸体中作往复运动。缸体中柱塞底部的密封工作容积是通过配油盘7 与泵的进出口相通的。随着传动轴的转动，液压泵就连续地吸油和排油。