高压柱塞泵的结构、分类及工作原理

一、柱塞泵的结构组成

柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分组成，并附有皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等组成。

动力端

(1)曲轴

曲轴为此泵中关键部件之一。采用曲拐轴整体型式，它将完成由旋转运动变为往复直线运动的关键一步，为了使其平衡，各曲轴柄销与中心成120°。

(2)连杆

连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为柱塞的往复运动，其杆截面采取工字形，大头为剖分式，轴瓦采用对分薄壁瓦形式，小头瓦采用轴套式，并以其定位。

(3)十字头

十字头连接摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞，它具有导向作用，它与连杆为闭式连接，与柱塞卡箍相连。

(4)浮动套

浮动套固定在机座上，它一方面起隔绝油箱与污油池的作用，另一方面对十字头导杆起一个浮动支承点的作用，能提高运动密封部件的使用寿命。

(5)机座

机座是安装动力端和连接液力端部分的受力构件，机座后部两侧有轴承孔，前部设有与液力端连接的定位销孔保证滑道中心与泵头中心的对中性，在机座的前部一侧设有放液孔，用来排放渗漏的液体。

液力端

(1)泵头

泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头的侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。

(2)密封函

密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。

(3)柱塞

(4)进液阀和排液阀

进、排液阀及阀座，适合输送黏度较大的液体的低阻尼、锥形阀结构，具有降低黏度的特点。接触面有较高的硬度和密封性能，以保证进、排液阀具有足够的使用寿命。

附属配套部分

主要有止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀、压力表等。

(1)止回阀

泵头排出的液体，通过低阻尼止回阀流人高压管道，液体反向流动时，止回阀关闭，阻尼高压液体流回泵体。

(2)稳压器

泵头排出的高压脉动液体，经过稳压器后，变为较平稳的高压液体流动。

(3)润滑系统

主要是由齿轮油泵从油箱中抽油，给曲轴、十字头等转动部位润滑。

(4)压力表

压力表有普通压力表和电接点压力表两种。电接点压力表属仪表系统，它能够达到自动控制的目的。

(5)安全阀

在排出管路上安装有弹簧微启式安全阀，文章由上海泽德水泵整理它能保证泵在额定工作压力时的密封，超压时自行开启，起泄压保护作用。

二、柱塞泵的分类

柱塞泵一般分为单柱塞泵、卧式柱塞泵、轴向柱塞泵和径向柱塞泵。

1、单柱塞泵

结构组成主要有偏心轮、柱塞、弹簧、缸体、两个单向阀。柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。偏心轮旋转一转，柱塞上下往复运动一次，向下运动吸油，向上运动排油。泵每转一转排出的油液体积称为排量，排量只与泵的结构参数有关。

2、卧式柱塞泵

卧式柱塞泵是由几个柱塞（一般为3个或6个）并列安装，用1根曲轴通过连杆滑块或由偏心轴直接推动柱塞做往复运动，实现吸、排液体的液压泵。它们也都采用阀式配流装置，而且大多为定量泵。煤矿液压支架系统中的乳化液泵一般都是卧式柱塞泵。

乳化液泵用于采煤工作面，为液压支架提供乳化液，工作原理靠曲轴的旋转带动活塞做往复运动，实现吸液和排液。

3、轴向式

轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵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。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此容积效率高。

4、直轴斜盘式

直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型和自吸油型两种。压力供油型液压泵大都是采用有气压的油箱，靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器之后，必须等液压渍箱达到使用气压后，才能操作机械。如液压油箱的气压不足时就启动机器，会对液压泵内的与滑靴造成拉脱现象，出会造成泵体内回程板与压板的非正常磨损。

5、径向式

径向柱塞泵可分为阀配流与轴配流两大类。阀配流径向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺点。国际上70、80年代发展的轴配流径向柱塞泵克服了阀配流径向柱塞泵的不足。由于径向泵结构上的特点，固定了轴配流径向柱塞泵比轴向柱塞泵耐冲击、寿命长、控制精度高。变量行程短泵的变量是在变量柱塞和限位柱塞作用下，改变定子的偏心距实现的，而定于的大则可达偏心距为 5—9mm（根据排量大小不同），变量行程很短。且变量机构设计为高压操纵，由控制阀进行控制。故该泵的响应速度快。径向结构设计克服了如轴向柱塞泵滑靴偏磨的问题。使其抗冲击能力大幅度提高。

6、液压式

液压柱塞泵靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，必须等液压油箱达到使用气压后，才能操作机械。直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型的自吸油型两种。压力供油型液压泵大都采用有气压的油箱，也有液压泵本身带有补油分泵向液压泵进油口提供压力油的。自吸油型液压泵的自吸油能力很强，无需外力供油。

三、柱塞泵的工作原理

柱塞泵柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定。柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程，供油行程不受凸轮轴控制是可变的。供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。柱塞泵工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下两个阶段。

1、进油过程

当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束

2、回油过程

柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。

柱塞泵以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油。