雙聯斜盤式軸向柱塞泵在行走機械中的應用*

□ 樓錫銀

湖州職業技術學院 機電工程分院 浙江湖州 31300

液壓系統可分工業液壓與行走液壓［1］，工業液壓多用于固定的機械，行走液壓多用于行走的機械。行走機械是指能夠行走的工程機械、農業機械、礦山機械和專用車輛，如聯合收割機、叉車、裝載機等。工業液壓和行走液壓工作原理相同，但由于使用場合不同，使液壓系統的設計各有不同特點。以前，國產的行走機械主要采用純機械傳動系統，技術含量較低。隨著我國液壓技術的不斷進步，行走液壓技術也得到了越來越多的使用。雙聯軸向柱塞泵多用于液壓閉式系統，由于液壓閉式系統以其結構緊湊、傳動效率高、故障率低的特點,被廣泛應用于各種行走機械的液壓系統［2］。

1 行走液壓系統性能要求

1.1 功率/體積比大

行走機械往往要求結構緊湊、整機質量輕、減少行走時的功率消耗。因此，對于行走液壓要求具有較大的功率和較小的體積。

1.2 系統結構簡單

行走機械的動作主要是前進、倒退、轉彎、停止，故行走液壓在保證實現以上動作的前提下，盡可能使整個系統結構簡單，從而減少故障率，提高性能的可靠性。

1.3 載荷適應性強

▲圖1 斜盤式軸向柱塞泵結構簡圖

行走機械的承載量及工作環境會經常變化，因此行走液壓對載荷波動適應性要強。同時，也要保證行走機械的行走速度不隨載荷的波動而有顯著變化

1.4 可以無級變速

在變速范圍內，通過無級變速可以連續獲得任何傳動比，以實現行走系統與發動機工況的最佳匹配。

2 軸向柱塞泵的結構及特點

2.1 斜盤式軸向柱塞泵

軸向柱塞泵是柱塞的軸線平行于缸體軸線的多柱塞泵，分為斜盤式和斜軸式。斜盤式軸向柱塞泵由斜盤、缸體、配油盤、柱塞、傳動軸和彈簧等組成，如圖1所示。斜盤式軸向柱塞泵是現代液壓傳動中使用比較廣的液壓動力元件之一，具有壓力高、轉速高、體積小、變量控制方便等優點［3］。通過改變斜盤式軸向柱塞泵的斜盤傾角α和方向，可以連續改變泵的輸出流量及流向，操作十分方便。

2.2 雙聯斜盤式軸向柱塞泵

雙聯斜盤式軸向柱塞泵是在斜盤式軸向柱塞泵的基礎上發展起來的［4］，它在同一根直軸上安裝兩個相互獨立工作的軸向柱塞泵1、軸向柱塞泵2以及一個補油泵，如圖2所示。軸向柱塞泵向液壓馬達提供動力，補油泵不僅能在主泵的排量發生變化時保證容積式傳動的響應，同時增加主泵進油口處壓力。雙聯軸向柱塞泵多在閉式液壓系統工作時，僅由補油泵從油箱中吸取少量油液，故油箱的體積也較小。

雙聯斜盤式軸向柱塞泵由于將軸向柱塞泵、補油泵及補油、控制等功能閥集成于一體，功率／體積比大，轉速高，額定油壓高，輸出功率大，管路連接簡單，不僅縮小了安裝空間，減少泄漏，同時提高了系統的可靠性，簡化了操作過程。因此，適合在行走機械上使用。

▲圖2 雙聯軸向柱塞泵實物圖

3 應用實例

▲圖3 聯合收割機行走系統工作原理圖

聯合收割機是典型的行走機械，行走系統是聯合收割機的重要組成部分［5］，行走系統工作原理如下（如圖2所示）。

柴油發動機1啟動后，帶動帶傳動機構2，帶傳動機構2將運動傳給雙聯斜盤式軸向柱塞泵3，由安裝在柱塞泵3上的皮帶輪帶動泵的直軸轉動。

雙聯斜盤式軸向柱塞泵3上的柱塞泵1與擺線液壓馬達9以及柱塞泵2與擺線液壓馬達口組成相互獨立的液壓閉式系統。在液壓回油路上,冷卻器6提供風冷，液壓系統的補油回路與油箱之間,設置有過濾器5。液壓油冷卻后回到油箱，油箱的液壓油通過過濾器后進入補油泵。通過補油泵，對液壓閉式系統進行補油。

擺線液壓馬達9將運動傳給行星齒輪減速器8,擺線液壓馬達12將運動傳給行星齒輪減速器13,行星齒輪減速器8帶動履帶驅動輪轉動,行星齒輪減速器13帶動履帶驅動輪14。兩個驅動輪帶動各自的履帶移動。

斜盤傾角大小決定液壓油的排量大小。在液壓泵一定轉速的情況下，改變斜盤的傾角與方向，就可改變液壓閉式系統流量及方向，從而改變擺線液壓馬達的轉速及方向，這使得同一傳動鏈上的行星齒輪減速器、履帶驅動輪、履帶的速度及方向也發生改變，從而實現行走機械的前進、后退、轉彎、停止等動作。

4 結論

雙聯斜盤式軸向柱塞泵的兩個柱塞泵和兩個擺線液壓馬達形成各自獨立的液壓閉式系統，因此，行走機械左右驅動輪的運動速度及方向互不干擾。雙聯斜盤式軸向柱塞泵和擺線液壓馬達之間可以減少安裝其它控制閥，進而減少內泄及因阻力導致油溫的升高。

雙聯斜盤式軸向柱塞泵具有徑向尺寸小、結構緊湊、體積小、重量輕，同時雙聯斜盤式軸向柱塞泵具有壓力高、轉速高、工作壓力較高、自吸性好、效率較高等特點。

行走機械操作方便，工作舒適度好。行走機械的操作人員通過操作手柄，控制雙聯斜盤式軸向柱塞泵的斜盤傾角大小和方向，就可實現無級變速，完成行走機械前進、后退、轉彎、停止等動作。通過擺線液壓馬達的反向回轉，可以實現行者機械的原地轉向。因此，雙聯斜盤式軸向柱塞泵在行走液壓中有著廣泛的應用前景。

［1］ 王意.工業液壓與行走液壓［J］.液壓氣動與密封，2004（2）:34-35.

［2］ 王細武.閉式系統中補油泵的選擇與使用［J］.液壓與氣動，2012（7）:69.

［3］ 張徐.斜盤式軸向柱塞泵應用分析［J］.科協論壇，2012（7）:21.

［4］ 李傳奇.雙斜式軸向柱塞泵的理論基礎研究［D］.淮南市:安徽理工大學，2009.

［5］ 樓錫銀.新型履帶自走式聯合收割機液壓-機械行走系統方案設計［J］.現代農業科技，2012（5）:262-263.