2.4　柱塞泵

柱塞泵具有工作压力高、容积效率高、流量脉动小的优点，其缺点是结构比较复杂、轴向尺寸大、自吸能力差、对油液污染敏感等。根据柱塞的排列方式，可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵，轴向柱塞泵又可分为斜盘式轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞泵。

2.4.1　斜盘式轴向柱塞泵

（1）工作原理

如图2-27所示为通轴型斜盘式轴向柱塞泵的工作原理。柱塞4安放在缸体5中均匀分布的若干柱塞孔中（图中只画了两个柱塞）。在柱塞底部弹簧力的作用下，柱塞紧贴斜盘3。当传动轴1带动缸体按图示方向转动时，位于A—A剖面右半部的柱塞向外伸出，柱塞和缸体孔围成的封闭容腔增大，经配流盘6的吸油窗口吸油。位于A—A剖面左半部的柱塞向里缩回，柱塞和缸体孔围成的封闭容腔减小，经配流盘6的排油窗口进行排油。每个柱塞和缸体孔围成的封闭容腔在缸体旋转一周的过程中吸、排油各一次。缸体连续旋转，柱塞泵就可以实现连续吸、排油。

如图2-28（a）所示为通轴型斜盘式轴向柱塞泵的剖面图，它的主轴为简单的双支梁结构，且主轴还能伸出主泵体带动辅助泵（通常为闭式液压系统用的补油泵）。如图2-28（b）所示为通轴型斜盘式轴向柱塞泵实物。

（2）排量及流量计算

柱塞泵的排量为

　　（2-15）

式中　d——柱塞直径，m；

　　 　z——柱塞数，个；

　　　D——缸体柱塞孔的分布圆直径，m；

　　 　γ——斜盘的倾斜角，（°）；

　　　V——柱塞泵的排量，mL/r。

显然，通过改变斜盘的倾角γ，就可改变泵的排量，即可以做成变量泵。

柱塞泵的实际输出流量为

　　（2-16）

式中　ηvp——柱塞泵的容积效率。

实际上，由于柱塞在缸体孔中运动的速度不是恒定的，因而输出流量是脉动的。当柱塞数为奇数时，脉动较小，且柱塞数目越多脉动就越小，因而一般常用的柱塞泵的柱塞个数为7、9或11。

2.4.2　斜轴式轴向柱塞泵

如图2-29所示为斜轴式轴向柱塞泵的工作原理。这种泵的传动轴和缸体轴线倾斜一个角度γ，故称斜轴式轴向柱塞泵。当传动轴1转动时，连杆2推动柱塞在柱塞缸孔中做往复运动；从轴端看，右半侧柱塞在缸体3内逐渐伸出，柱塞底部与缸体孔及配流盘表面围成的密闭空间逐渐变大，通过配流盘5上的吸油窗口吸油；而左半侧的柱塞逐渐缩回，柱塞底部的密闭空间逐渐变小，通过配流盘5上的排油窗口排油。传动轴带动缸体连续旋转，即可实现连续吸、排油。如图2-30所示为斜轴式轴向柱塞泵实物。

斜轴式轴向柱塞泵的排量为

　　（2-17）

式中　d——柱塞直径，m；

　　 　z——柱塞数，个；

　　　D——连杆端球头在传动轴法兰上的分布圆半径，m；

　　 　γ——转动轴与缸体轴线的倾角，（°）；

　　　V——柱塞泵的排量，mL/r。

与斜盘式轴向柱塞泵相比，由于柱塞所受侧向力很小，泵能承受较高的压力和冲击，且总效率也略高于斜盘式轴向柱塞泵。另外斜轴式轴向柱塞泵的缸体轴线与驱动轴的夹角γ较大，变量范围大，更适合应用于需要大流量的场合。但是斜轴式轴向柱塞泵靠缸体摆动实现变量，运动部分的惯量大，动态响应慢，缸体摆动将占用较大的空间，所以外形尺寸大，结构也较复杂。

2.4.3　径向柱塞泵

如图2-31所示为径向柱塞泵的工作原理。柱塞1径向排列装在缸体2中，缸体由原动机带动连同柱塞1一起旋转，缸体2一般称为转子。柱塞1在离心力（或低压油）的作用下抵紧定子4的内壁。当转子2按图示顺时针方向旋转时，由于定子4和缸体2中心有偏心距e，柱塞1转过上半周时向外伸出，柱塞1底部的容积逐渐增大，形成部分真空，因此便经过衬套3（衬套3压紧在转子2内，并和缸体2一起旋转）上的孔道从吸油窗口b吸油，吸油窗口b与配流轴5上的进油通道a相通；当柱塞1转到下半周时，定子4的内壁将柱塞1压进缸体2的缸孔内，柱塞1底部的容积逐渐减小，通过压油窗口c压油，压油窗口c与配流轴5上的压油通道d相通；缸体2每转一周，每个柱塞底部的密封容积完成一次吸、压油；缸体2连续运转，即可完成连续吸、压油工作。配油轴5固定不动，配流轴在和衬套3接触的一段加工出上下两个缺口，形成吸油窗口b和压油窗口c，留下的部分形成封油区。封油区的宽度应能封住衬套上的孔道，以防吸油窗口和压油窗口相连通，但应注意密封区的宽度不能过大，以免产生困油现象。径向柱塞泵实物如图2-32所示。

径向柱塞泵的径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，配流轴受到径向不平衡液压力的作用而易于磨损，从而限制了转速和压力的提髙。