第四节　开路式泵原理试验

为了证明各种开路式柱塞泵原理的成立，我们对各种开路式泵进行全面的试验。本节将以斜盘型为例叙述开路式泵的试验方法及结果。

一、联合配流开路式泵的试验

图2-37所示为联合配流开路式轴向柱塞泵。它是根据联合配流开路式轴向柱塞泵原理设计的泵，由两个对顶的柱塞泵组成（每侧各有9个柱塞，两侧共有18个柱塞）。由于设计成了两侧对称结构，将泵的轴向力基本抵消，在斜盘处安放了大轴承，以承受径向力。这种泵可以将这18个柱塞分别组成m个（m<18）输出泵，例如考虑到流量波动性的影响，我们将一侧柱塞组成3个输出，如给一侧柱塞按1～9编号，即1、4、7为一组，2、5、8组成另一组，3、6、9再组成一组。这样一来，这个泵就成为有6个输出的轴向多输出柱塞泵，且每个输出流量相等，是一个可以使6个缸同步的泵。若集中这6个输出泵供应一个系统，对于该系统来说，则成为一个由6个同样流量的不同组合的分级定量泵。

如图2-37所示的泵，每一个柱塞的排量为25mL/r，由于没有大功率的试验台，只能每次将其中几个柱塞组合起来进行试验，其余的空载回油，其试验结果为：

转速　　　　　　　　　　1000r/min

压力　　　　　　　　　　 40MPa

最高压力　　　　　　　　50MPa

容积效率　　　　　　　　0.94

总效率　　　　　　　　　0.87

以上试验证明，联合配流开路式轴向柱塞泵原理是正确的。由于它的出现，将为我国的轴向柱塞泵增加新的系列型号，即多输出系列和多输出泵符号。

二、端面配流半开路式泵的试验

如前所述的端面配流半开路式轴向柱塞泵原理，可以设计成各种端面配流半开路式轴向柱塞泵，同时还可以对现有的闭路式轴向柱塞泵中的端面配流泵进行改造。

如果采用联合配流开路式轴向柱塞泵的方法，一切都重新设计，不仅会给设计加工带来很多麻烦，而且试验起来也难以进行，所以最好是采用改造闭路式端面配流泵的办法比较理想。这样加工量小，设计量少，又可借用闭路式泵成熟的经验，且试验起来也比较方便。闭路式轴向柱塞泵有很多种，凡是斜盘型的盘配流的泵均可以应用，推荐应用CY14-1型斜盘泵的原因是CY泵在国内应用面最广，性能好，是目前用户非常欢迎的斜盘型轴向柱塞泵之一。

另外，若CY泵上试验成功了，同样道理完全可以应用到其他斜盘型泵上；总之，这种原理若在改造泵上试验成功，即可大面积推广应用。

现以25CY14-1A型泵应用这一原理为例加以说明。图2-38是将泵体、泵壳、柱塞、滑轮等按端面配流半开路式原理的需要改造后的主体与原主体的比较图。图中两个泵体，一个是原25CY14-1A型泵的主体［图2-38（a）］，另一个是改造后的泵体［图2-38（b）］。图2-39是根据端面配流半开路式轴向柱塞泵原理改造后的柱塞与滑靴组。图2-39（a）为原滑靴组，图2-39（b）为改造后的滑靴组，中心开有进油口，使柱塞成为管状体，液压油将由这个孔经过。图2-40为按端面配流半开路式要求改造后的配流盘。

图2-40（a）为CY14-1的配流盘、两个配流槽；图2-40（b）为改造后的配流盘，只有一侧开配流槽，也就是说，只从这里出油，而不从这个配流盘进油，使液压油从滑靴进入，由配流盘的配流口流出。图2-41所示是按端面配流半开路式原理改造后的斜盘和原斜盘比较图。图2-41（a）为原斜盘；图2-41（b）为改造后的斜盘，这个斜盘是第一个试验的斜盘，一侧开了腰形槽，一侧未开，腰形槽增加了加强肋，图2-42是改造前后的两种泵的变量部分的比较图。图2-42（a）为原件，图2-42（b）是根据端面配流半开路式泵原理，按要求改动了变量壳体、变量活塞等件的部分尺寸和形状。端面配流半开路式轴向柱塞泵是由变量壳体处进油的。其性能指标如下：

额定压力　　　　　　　　　　　　32MPa

额定流量　　　　　　　　　　　　 40L/min

公称排量　　　　　　　　　　　　 25mL/r

额定转速　　　　　　　　　　　　 1500r/min

最高压力　　　　　　　　　　　　 47MPa

容积效率　　　　　　　　　　　　 0.96

总效率　　　　　　　　　　　　 0.90

变量形式　　　　　　　　　　　　 手动

以上试验证明，端面配流半开路式原理是正确的、可行的。

三、端面配流全开路式泵的试验

端面配流全开路式轴向柱塞泵是一种新型的轴向柱塞泵，它是在闭路式轴向柱塞泵和联合配流开路式轴向柱塞泵以及端面配流半开路式轴向柱塞泵的基础上发展起来的一种新型的轴向柱塞泵。它既解决了闭路式轴向柱塞泵存在的不能自冷却，必须加泄漏回油管路将泵内各部件间泄漏出来的油引走，自吸转速不高和实际使用中泵温升高等问题；又解决了联合配流开路式轴向柱塞泵和端面配流半开路式轴向柱塞泵存在的自吸转速低的问题。

按照端面配流全开路式泵的原理，不但可以设计和制造各种新型系列的轴向柱塞泵，而且可以像端面配流半开路式轴向柱塞泵那样，对闭路式的各种斜盘泵进行改造，其中包括对CY14-1系列、通轴泵各种系列、ZB泵系列、部分斜轴式系列等进行改造。改造后，同样可在泵上实现自冷却、自润滑、去掉泄漏回油管等。

端面配流全开路式轴向柱塞泵除要做如前述的半开路式中所有应改造的部分外，还要将原来CY14-1型泵的配流盘再装进去。这时液压油不但可以从配流盘处进入柱塞泵腔内，而且可以从斜盘处进入柱塞腔内。为证明以上原理的正确性，首先进行了由泵变量壳体处进油方案的试验，然后进行实际使用。图2-43所示的25KZB型端面配流全开路式轴向柱塞泵现场连接方式示意图。图2-44（a）为该泵双向进油时的实际连接方式。实际上该泵不但由原来的25CY14-1型的进油口进油，而且还由斜盘处再进油，即从柱塞的两端同时进油。由此可以看出开路式泵的进油口可以开在泵壳体上的任意部位，这一点是与闭路式泵完全不同的。为了与CY泵统一，我们又将变量壳体处进油管路去掉，让它与CY泵进油方式一样，图2-44（b）所示是400L/min的轴向柱塞泵与CY泵同样进油时的试验现场安装方式示意图。图2-45是400KZB现场进油连接方式示意图。该连接方式不但对400KZB泵进行了试验，而且对25KZB、63KZB、250KZB各种泵均进行了试验。这样就形成了新的系列，即CY14-1泵有什么变量形式，它就有什么变量形式。

由于形成系列后品种太多，不能一一列举各种泵的性能指标，这里以25KZB为例加以说明。25KZB型轴向柱塞泵的性能指标如下：

额定压力　　　　　　　　　　　32MPa

额定流量　　　　　　　　　　　40L/min

额定转速　　　　　　　　　　　1500r/min

公称排量　　　　　　　　　　　25mL/r

最高压力　　　　　　　　　　　40MPa

最大流量　　　　　　　　　　　80L/min

最高转速　　　　　　　　　　　3000r/min

容积效率　　　　　　　　　　　0.96

总效率　　　　　　　　　　　　0.90

变量形式　　　　　　　　　　　手动

泵壳温度比CY泵低　　　　　　　15℃

实际上，我们在试验的过程中最大流量为96L/min，最高转速为3500r/min，是短时间的运行，故未列入性能指标中。通过上述试验证明该泵性能和原理均是比较理想的。为了进一步证明其性能，由天津工程机械研究所进行了全性能试验。图2-46～图2-54为试验的结果。对25KZB型轴向柱塞泵不但进行了各种性能试验，而且在试验台上还进行了10万次冲击试验、250h连续超载试验等，并于1984年通过省级鉴定。

这种泵不但在一个厂试验成功，而且还在天津高压泵阀厂等泵的专业厂试验成功。天津高压泵阀厂只生产一种型号，即25SPB轴向柱塞泵，它是25CY14-1B型泵改造后的泵。图2-55是由中国液压检测中心济南分中心检测的结果，它表明了不同压力下泵输出与输入的特性曲线。图2-56为最大流量时压力与效率关系曲线，图2-57为输入、输出功率与压力关系曲线，图2-58为10万次冲击试验前、后的压力与效率关系曲线，图2-59为最大流量时不同温度下的压力与效率关系曲线，图2-60为压力与输出、输入功率之间的关系曲线，图2-61为10万次冲击前恒功率变量泵压力与流量间的关系曲线，图2-62为压力上升、下降时压力与输入、输出功率关系曲线，图2-63为台架寿命试验后恒功率变量泵压力与流量关系曲线，图2-64为10万次冲击试验泵的效率曲线，图2-65为10万次冲击试验后的压力与功率关系曲线，图2-66为10万次冲击试验后恒功率变量泵的压力与流量关系曲线。

做完以上各种试验后，该泵还进行了超速3000/min试验，并于1990年通过国家鉴定。

四、开路式串联柱塞泵的试验

我们知道所有的开路式轴向柱塞泵均可以串联，这里只以端面配流全开路式轴向柱塞泵的双级串联泵为例加以说明。这种泵可以进行两种不同的试验，有分体的和整体的。其中变量形式有定量的和变量的。串联形式有固定串联的和自动串并联的。图2-67是端面配流全开路式双级自动串并联轴向柱塞泵。它可以实现柱塞泵压力为32MPa以下时的大流量并联，在32MPa以上时可自动串联实现超高压。图2-68是端面配流全开路式定量双级轴向柱塞泵，可实现串联定量超高压输出，也可接为并联高压大流量输出。图2-69是分体式串联泵的试验情况。试验结果如表2-3～表2-6所示。表中压力单位均为MPa。

由于压力高、流量大，没有标准试验台，故自行设计了这个简单的试验台。图2-69中，件1为第一级泵（25KZB泵）；件2为第一级泵的溢流阀，件3为第二级泵的溢流阀，是专门设计的；件4为第二级出口压力的压力表，件5为第二级泵，件6为第一级泵的压力表。这里为了试验各种性能，故采用了分体结构。这个试验不但证明了端面配流全开路式轴向柱塞泵的可串性，同时也证明了开路式泵的可串性。

五、开路式泵的系列和型号

这里的开路式轴向柱塞泵主要以端面配流全开路式轴向柱塞泵为主。我们定名为KZB轴向柱塞泵，其中天津高压泵阀厂生产的端面配流泵（只有25L/min的）为SPB型轴向柱塞泵。变量形式同CY泵一样。图2-70是恒功率变量结构的SPB泵和KZB泵。图2-71为手动变量的SPB和KZB泵。当然还有其他变量的以及应用于ZB泵和通轴的新系列，这里不详述。KZB泵系列的型号及性能如表2-7所示。