工程机械及类似行走机械液压驱动专业技术的发展动向(上)百解读

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1、专题ｅＶｌｅＷ工程机械及类似行走机械液压驱动技术的发展动向（上）口王意液压元件和液压系统不像电子信息产品那样不到半年就会出一代新产品，也无法做到像当今中国市场的小轿车那样短期内就会又一次“改款”。这恐十白是由于液压元件这样的传统机械产品的“惯性”远大于电子类产品，使用液压驱动技术最多的工程机械的生产批量也无法和小轿车相比的缘故。不过也有另外一些因素在起着重要作用。例如，同是机械产品，如果液压产业中也有像控制内燃机排放那样的“欧１｜”、“欧ＩＩＩ”之类不断升级的强制性法规的话，恐怕目前市场上许多四世同堂的老爷级液压元件就只有在技术博物馆里才能找到了。尽管如此，新产品还是在不断涌现，它们

2、体现了传统产业渐变性的发展模式，也反映了液压驱动等传统技术已高度成熟了的现状。元件技术厚积薄发行走液压驱动装置的关键元件是变量泵和定量或变量马达。这种装置绝大多数采用闭式油路构成闭式油路所需的各种辅助元器件，主要集成在变量泵的壳体上，如补油泵、安全阀、滤油器等等，而且要采用双向变量装置，因此就有了专门供闭式油路使用的变量泵。目前主要采用斜盘式轴向柱塞泵，少数也有使用斜轴式轴向柱塞泵和径向柱塞泵的。行走液压驱动装置的液压马达则有多种结构形式，轴向柱塞式、径向柱塞式、口十片式和齿轮式，特别是摆线齿轮式。液压马达都可以双向旋转，除了有时将闭式油路中的冲洗阀叠加在油口上之外，通常没有开式、闭

3、式马达之分。就工作原理和基本结构而言，行走液压驱动装置所装用的各种液压元器件与工业固定设备上的基本没有区别，但基于行走机械使用环境及主机形态的差异，特别是基于闭式回路的某些运行特点，对于行走液压驱动装置还常有一些特殊的要求，主要表现在下面几个方面一是更高的功率密度。这是由行走机械中通常安装空间狭窄、对重量有严格限制的特点所决定的。为此要求系统使用较高的压力，泵类元件的许用转速亦应较高。二是能耐受行走机械相对更恶劣的室外工作环境和液压系统由于受油箱容量限制而出现的更高的油温。三是主泵需具备双向变量的能力，主泵和马达均应有可逆性。四是对于许用峰值压力、连续工作压力、寿命和控制精度方面的要

4、求与工业液压元件各有侧重。五是对于泵和马达的轴伸常有承受径向和轴向负荷及多联泵扭矩的特殊要求，对于直接驱动行走轮的低速车轮马达尤其如此。六是对于马达有时有自由轮功能的要求。七是在轴伸、安装法兰和联接油口的尺寸方面常执行车辆专用标；隹而不都是工业液压元件标准。现代工程机械等行走机械专用的变量泵主要是２０世纪七八十年代间定型的几种通轴式斜盘泵，最著名的如力士乐（Ｒｅｘｒｏｔｈ）的Ａ４ＶＧ系列、林德（Ｌｉｎｄｅ）的ＢＰＶ系列、萨澳一桑斯川特（Ｓａｕｅｒ—Ｓｕｎｄｓｔｒａｎｄ）的９０系列等。这一代产品由于广泛采用了带烧结减摩层缸体、滑枕式斜盘和薄壁泵壳等新材料、新工艺，结构比老一代的桑斯川Ｉ

5、特２０系列等更为简单，功率密度提高了３０％～５０％。在工作压力、效率、寿命和控制方式的多样性方面都有了进步，并显著地提高了配套阀组的集成度及泵后输出轴（ＰＴＯ）的功率容量。但是老一代的桑斯川特２０系列等元件及它们的仿制品至今仍有相当大的市场，恐十白是因其价格相对低廉和某些传统制造商和用户的难以割舍的情结。这两代通轴泵的推广应用促成了行走液压驱动装置技术逐步走向成熟。２０世纪８０年代以后出现的变量柱塞泵的全新产品不是很多，不过从整体上来说，各品牌产品在提高寿命和可靠性、降低噪声和开发电子控制变量系统方面的努力却依然成就斐然。除了上述代表了通轴泵性能最高水平的最高压力达４０～４５ＭＰａ的

6、“重系列”产品外，在这一时期各厂家又纷纷推出了结构较简单、价格较低廉的“轻系列”（１６～２０ＭＰａ）和“中系列”２００６．０４工程机械与维修９３万方数据专题ｅＶｌｅＷ（２５～３５ＭＰａ）变量泵，进一步促进了行走液压驱动装置在中／Ｊ、功率机具上的普及。近年来对于轴向柱塞泵基本结构的改进工作又有所活跃。首先是萨澳一桑斯川特和著名的拖拉机制造商Ｆｅｎｄｔ联手开发出了缸体摆角高达４５。的双向变量斜轴泵（图１）。林德也在增大斜盘式柱塞元件的斜盘角度方面进行了大量的研究工作，并在１９９４年推出了以球头设于滑履上、斜盘倾角达２１。为结构特征的ＨＰＶ一０２新系列斜盘式变量泵和马达（图２）。虽然从历史

7、上看，这两项成果都不是全新的发明，带有球面活塞环的大摆角缸体的斜轴泵早在２０世纪７０年代即由沃尔沃公司所推出，将球头设于滑履而不是设于柱塞上的“反装结构”也见之于３０年前Ｄｏｗｔｙ公司的“瓦尔梯斯”型柱塞泵和为中国上一代液压人所熟知的东芝型双斜盘式低速马达上博世（Ｂｏｓｃｈ）公司早年生产的变量柱塞泵的最大斜盘倾角亦曾达到过２２５。。但是新的设计、制造和系统集成技术却使这些“老”结构焕发出新的青春。这两种新产品的最高效率和高效区的分布较之现有的斜盘泵均有了台