第四節　開路式泵原理試驗

為了證明各種開路式柱塞泵原理的成立，我們對各種開路式泵進行全面的試驗。本節將以斜盤型為例敘述開路式泵的試驗方法及結果。

一、聯合配流開路式泵的試驗

圖2-37所示為聯合配流開路式軸向柱塞泵。它是根據聯合配流開路式軸向柱塞泵原理設計的泵，由兩個對頂的柱塞泵組成（每側各有9個柱塞，兩側共有18個柱塞）。由于設計成了兩側對稱結構，將泵的軸向力基本抵消，在斜盤處安放了大軸承，以承受徑向力。這種泵可以將這18個柱塞分別組成m個（m<18）輸出泵，例如考慮到流量波動性的影響，我們將一側柱塞組成3個輸出，如給一側柱塞按1～9編號，即1、4、7為一組，2、5、8組成另一組，3、6、9再組成一組。這樣一來，這個泵就成為有6個輸出的軸向多輸出柱塞泵，且每個輸出流量相等，是一個可以使6個缸同步的泵。若集中這6個輸出泵供應一個系統，對于該系統來說，則成為一個由6個同樣流量的不同組合的分級定量泵。

如圖2-37所示的泵，每一個柱塞的排量為25mL/r，由于沒有大功率的試驗臺，只能每次將其中幾個柱塞組合起來進行試驗，其余的空載回油，其試驗結果為：

轉速　　　　　　　　　　1000r/min

壓力　　　　　　　　　　 40MPa

最高壓力　　　　　　　　50MPa

容積效率　　　　　　　　0.94

總效率　　　　　　　　　0.87

以上試驗證明，聯合配流開路式軸向柱塞泵原理是正確的。由于它的出現，將為我國的軸向柱塞泵增加新的系列型號，即多輸出系列和多輸出泵符號。

二、端面配流半開路式泵的試驗

如前所述的端面配流半開路式軸向柱塞泵原理，可以設計成各種端面配流半開路式軸向柱塞泵，同時還可以對現有的閉路式軸向柱塞泵中的端面配流泵進行改造。

如果采用聯合配流開路式軸向柱塞泵的方法，一切都重新設計，不僅會給設計加工帶來很多麻煩，而且試驗起來也難以進行，所以最好是采用改造閉路式端面配流泵的辦法比較理想。這樣加工量小，設計量少，又可借用閉路式泵成熟的經驗，且試驗起來也比較方便。閉路式軸向柱塞泵有很多種，凡是斜盤型的盤配流的泵均可以應用，推薦應用CY14-1型斜盤泵的原因是CY泵在國內應用面最廣，性能好，是目前用戶非常歡迎的斜盤型軸向柱塞泵之一。

另外，若CY泵上試驗成功了，同樣道理完全可以應用到其他斜盤型泵上；總之，這種原理若在改造泵上試驗成功，即可大面積推廣應用。

現以25CY14-1A型泵應用這一原理為例加以說明。圖2-38是將泵體、泵殼、柱塞、滑輪等按端面配流半開路式原理的需要改造后的主體與原主體的比較圖。圖中兩個泵體，一個是原25CY14-1A型泵的主體［圖2-38（a）］，另一個是改造后的泵體［圖2-38（b）］。圖2-39是根據端面配流半開路式軸向柱塞泵原理改造后的柱塞與滑靴組。圖2-39（a）為原滑靴組，圖2-39（b）為改造后的滑靴組，中心開有進油口，使柱塞成為管狀體，液壓油將由這個孔經過。圖2-40為按端面配流半開路式要求改造后的配流盤。

圖2-40（a）為CY14-1的配流盤、兩個配流槽；圖2-40（b）為改造后的配流盤，只有一側開配流槽，也就是說，只從這里出油，而不從這個配流盤進油，使液壓油從滑靴進入，由配流盤的配流口流出。圖2-41所示是按端面配流半開路式原理改造后的斜盤和原斜盤比較圖。圖2-41（a）為原斜盤；圖2-41（b）為改造后的斜盤，這個斜盤是第一個試驗的斜盤，一側開了腰形槽，一側未開，腰形槽增加了加強肋，圖2-42是改造前后的兩種泵的變量部分的比較圖。圖2-42（a）為原件，圖2-42（b）是根據端面配流半開路式泵原理，按要求改動了變量殼體、變量活塞等件的部分尺寸和形狀。端面配流半開路式軸向柱塞泵是由變量殼體處進油的。其性能指標如下：

額定壓力　　　　　　　　　　　　32MPa

額定流量　　　　　　　　　　　　 40L/min

公稱排量　　　　　　　　　　　　 25mL/r

額定轉速　　　　　　　　　　　　 1500r/min

最高壓力　　　　　　　　　　　　 47MPa

容積效率　　　　　　　　　　　　 0.96

總效率　　　　　　　　　　　　 0.90

變量形式　　　　　　　　　　　　 手動

以上試驗證明，端面配流半開路式原理是正確的、可行的。

三、端面配流全開路式泵的試驗

端面配流全開路式軸向柱塞泵是一種新型的軸向柱塞泵，它是在閉路式軸向柱塞泵和聯合配流開路式軸向柱塞泵以及端面配流半開路式軸向柱塞泵的基礎上發展起來的一種新型的軸向柱塞泵。它既解決了閉路式軸向柱塞泵存在的不能自冷卻，必須加泄漏回油管路將泵內各部件間泄漏出來的油引走，自吸轉速不高和實際使用中泵溫升高等問題；又解決了聯合配流開路式軸向柱塞泵和端面配流半開路式軸向柱塞泵存在的自吸轉速低的問題。

按照端面配流全開路式泵的原理，不但可以設計和制造各種新型系列的軸向柱塞泵，而且可以像端面配流半開路式軸向柱塞泵那樣，對閉路式的各種斜盤泵進行改造，其中包括對CY14-1系列、通軸泵各種系列、ZB泵系列、部分斜軸式系列等進行改造。改造后，同樣可在泵上實現自冷卻、自潤滑、去掉泄漏回油管等。

端面配流全開路式軸向柱塞泵除要做如前述的半開路式中所有應改造的部分外，還要將原來CY14-1型泵的配流盤再裝進去。這時液壓油不但可以從配流盤處進入柱塞泵腔內，而且可以從斜盤處進入柱塞腔內。為證明以上原理的正確性，首先進行了由泵變量殼體處進油方案的試驗，然后進行實際使用。圖2-43所示的25KZB型端面配流全開路式軸向柱塞泵現場連接方式示意圖。圖2-44（a）為該泵雙向進油時的實際連接方式。實際上該泵不但由原來的25CY14-1型的進油口進油，而且還由斜盤處再進油，即從柱塞的兩端同時進油。由此可以看出開路式泵的進油口可以開在泵殼體上的任意部位，這一點是與閉路式泵完全不同的。為了與CY泵統一，我們又將變量殼體處進油管路去掉，讓它與CY泵進油方式一樣，圖2-44（b）所示是400L/min的軸向柱塞泵與CY泵同樣進油時的試驗現場安裝方式示意圖。圖2-45是400KZB現場進油連接方式示意圖。該連接方式不但對400KZB泵進行了試驗，而且對25KZB、63KZB、250KZB各種泵均進行了試驗。這樣就形成了新的系列，即CY14-1泵有什么變量形式，它就有什么變量形式。

由于形成系列后品種太多，不能一一列舉各種泵的性能指標，這里以25KZB為例加以說明。25KZB型軸向柱塞泵的性能指標如下：

額定壓力　　　　　　　　　　　32MPa

額定流量　　　　　　　　　　　40L/min

額定轉速　　　　　　　　　　　1500r/min

公稱排量　　　　　　　　　　　25mL/r

最高壓力　　　　　　　　　　　40MPa

最大流量　　　　　　　　　　　80L/min

最高轉速　　　　　　　　　　　3000r/min

容積效率　　　　　　　　　　　0.96

總效率　　　　　　　　　　　　0.90

變量形式　　　　　　　　　　　手動

泵殼溫度比CY泵低　　　　　　　15℃

實際上，我們在試驗的過程中最大流量為96L/min，最高轉速為3500r/min，是短時間的運行，故未列入性能指標中。通過上述試驗證明該泵性能和原理均是比較理想的。為了進一步證明其性能，由天津工程機械研究所進行了全性能試驗。圖2-46～圖2-54為試驗的結果。對25KZB型軸向柱塞泵不但進行了各種性能試驗，而且在試驗臺上還進行了10萬次沖擊試驗、250h連續超載試驗等，并于1984年通過省級鑒定。

這種泵不但在一個廠試驗成功，而且還在天津高壓泵閥廠等泵的專業廠試驗成功。天津高壓泵閥廠只生產一種型號，即25SPB軸向柱塞泵，它是25CY14-1B型泵改造后的泵。圖2-55是由中國液壓檢測中心濟南分中心檢測的結果，它表明了不同壓力下泵輸出與輸入的特性曲線。圖2-56為最大流量時壓力與效率關系曲線，圖2-57為輸入、輸出功率與壓力關系曲線，圖2-58為10萬次沖擊試驗前、后的壓力與效率關系曲線，圖2-59為最大流量時不同溫度下的壓力與效率關系曲線，圖2-60為壓力與輸出、輸入功率之間的關系曲線，圖2-61為10萬次沖擊前恒功率變量泵壓力與流量間的關系曲線，圖2-62為壓力上升、下降時壓力與輸入、輸出功率關系曲線，圖2-63為臺架壽命試驗后恒功率變量泵壓力與流量關系曲線，圖2-64為10萬次沖擊試驗泵的效率曲線，圖2-65為10萬次沖擊試驗后的壓力與功率關系曲線，圖2-66為10萬次沖擊試驗后恒功率變量泵的壓力與流量關系曲線。

做完以上各種試驗后，該泵還進行了超速3000/min試驗，并于1990年通過國家鑒定。

四、開路式串聯柱塞泵的試驗

我們知道所有的開路式軸向柱塞泵均可以串聯，這里只以端面配流全開路式軸向柱塞泵的雙級串聯泵為例加以說明。這種泵可以進行兩種不同的試驗，有分體的和整體的。其中變量形式有定量的和變量的。串聯形式有固定串聯的和自動串并聯的。圖2-67是端面配流全開路式雙級自動串并聯軸向柱塞泵。它可以實現柱塞泵壓力為32MPa以下時的大流量并聯，在32MPa以上時可自動串聯實現超高壓。圖2-68是端面配流全開路式定量雙級軸向柱塞泵，可實現串聯定量超高壓輸出，也可接為并聯高壓大流量輸出。圖2-69是分體式串聯泵的試驗情況。試驗結果如表2-3～表2-6所示。表中壓力單位均為MPa。

由于壓力高、流量大，沒有標準試驗臺，故自行設計了這個簡單的試驗臺。圖2-69中，件1為第一級泵（25KZB泵）；件2為第一級泵的溢流閥，件3為第二級泵的溢流閥，是專門設計的；件4為第二級出口壓力的壓力表，件5為第二級泵，件6為第一級泵的壓力表。這里為了試驗各種性能，故采用了分體結構。這個試驗不但證明了端面配流全開路式軸向柱塞泵的可串性，同時也證明了開路式泵的可串性。

五、開路式泵的系列和型號

這里的開路式軸向柱塞泵主要以端面配流全開路式軸向柱塞泵為主。我們定名為KZB軸向柱塞泵，其中天津高壓泵閥廠生產的端面配流泵（只有25L/min的）為SPB型軸向柱塞泵。變量形式同CY泵一樣。圖2-70是恒功率變量結構的SPB泵和KZB泵。圖2-71為手動變量的SPB和KZB泵。當然還有其他變量的以及應用于ZB泵和通軸的新系列，這里不詳述。KZB泵系列的型號及性能如表2-7所示。