工程机械中柱塞泵与齿轮泵的应用技术分析

李霞

摘 要：在工程机械的正常运转中，通常由液压系统进行动作控制，而液压系统需要一定的动力系统来传送液体，在实际生产中，这种动力系统通常采用柱塞泵和齿轮泵。文章对工程机械中柱塞泵和齿轮泵的技术进行了具体的对比分析，并对如何提高机械设备的性能进行了具体的探讨，为柱塞泵和齿轮泵在工程机械中的合理应用和推广提供了有力的支持。

关键词：工程机械；柱塞泵；齿轮泵；应用

1 概述

随着现代工业技术的迅速发展，工程机械的类型也越来越多，作为大型工程机械的核心动力系统之一——液压系统，其性能优劣直接影响着工程机械的整体运行质量。在现代液压传动系统中，最常用的液压传动动力装置有柱塞泵和齿轮泵两种，相比较而言，柱塞泵的价格偏高一些，而齿轮泵偏低一些，所以通常认为齿轮泵的性能较差。文章通过实践经验调查发现，如果对齿轮泵进行适当的改进后，可以大幅度提供其机械性能，下面针对这两种液压动力系统在工程机械中的应用技术进行了详细的探讨，并对提高机械性能的措施进行了具体的论述，为齿轮泵和柱塞泵的推广和应用提供了有力的支撑。

2 工程机械中齿轮泵和柱塞泵的应用技术探析

2.1 齿轮泵和柱塞泵技术概述

在工程机械的动力输送系统中，齿轮泵是通过在密闭环境中的多个齿轮互相啮合来改变密闭空间的容积，从而达到输送高压液体的目的。齿轮泵具有体积小、质量轻、结构紧凑、安装简单的特点，在实际工程实践中，齿轮泵还具有转速高、压力大、可靠性强的优势，可以很好的满足大部分工程机械的液压系统动力需求。齿轮泵的主要结构是多个相互咬合的齿轮，这些齿轮的连接状态通常有圆弧连接和公法线连接，在实际使用中发现，公法线齿轮泵在输送杂质含量较大的液体时，使用寿命较长，效果较好；而圆弧齿轮泵在输送杂质含量较低的液体时，具有噪音小、寿命长的特点，所以在实际生产中，对液压泵的选用要根据其功能及液体质量进行合理的选择。

与齿轮泵不同，柱塞泵是通过活塞在泵缸体内的往返运动形成压力，从而达到增大液体压力的效果。一般来说，柱塞泵的额定压力比较高、结构也相对紧凑，所以在实际生产中以效率高、流量调节方便等优势被广泛应用。在当前的工程机械领域，柱塞泵多用于对机械性能要求较高的大型设备，常用的泵按轴的运动方向可以分为直轴斜盘式、液压式、轴向式以及径向式等。柱塞泵是目前工业领域相对比较先进的一种液压传动系统，能够与信息技术、变频技术等合理结合，是未来的重要发展方向，但就目前而言，其昂贵的造价和复杂的维护是限制它在工程领域广泛使用的主要原因。

2.2 提高齿轮泵性能的技术探讨

在目前的工程机械领域，齿轮泵和柱塞泵是最常用的两种液压泵，后者尽管性能较好，但造价偏高，没有完全取代传统齿轮泵的可能，而齿轮泵通过一些有效的技术改良可以达到柱塞泵的性能，这样既能满足设备要求，又可以达到节省成本的目的。文章通过具体的生产实践，对齿轮泵性能的提高技术进行具体的探讨，具体分析如下。

首先，卸载回路可以很好的提升设备的性能。卸载回路可以将流量大的设备与流量小的设备进行有效的融合，液体从两个泵的出口排出，可以有效的达到理想流量数值。在运行的时候，流量较大的设备可以将流量从出口流到结束的地方，从而降低设备的输出值，即将磁的指标降低到较为理想的数据。为了达到这个目的，最好的方式是通过阀门进行有效的控制，改变它的不合理状态。最方便的改进措施有两种：一是通过导控（气动或液压）卸载阀进行操作，它可以实现远距离控制，不需要实地进行，而且它可以通过电气等措施实现自动化控制，不仅可以有效的节省劳动力，还可以实现更为精准的控制，值得大力推广使用；二是通过流量传感卸载回路中的卸载阀进行控制，此卸载阀是通过弹簧将其压向大流量位置，而阀中的固定节流孔尺寸是根据设备的最佳速度所需流量确定，当发动机的工作速率高于标准值时，节流小孔的压力上升，卸载开口随之变化，从而达到控制流量的目的，这种控制方式使用的能力很少，工作运行非常稳定，价格便宜，具有很好的经济效益，所以在各类工程机械中应用非常广泛。

其次，通过合理的设置流量控制指数提高性能。在工程机械所需的液压传动中，泵的转速、工作额定压力、支路所需流量，都需要流量控制阀来保证，通常在这种回路中，泵的输出流量需要大于或等于一次油路所需流量，二次流量可以用作它用或者回油箱，而流量控制阀可以将控制与液压泵结合起来，这样不仅可以有效的去除管线布置环节，还可以减少泄露出现的几率，所以具有很高的经济效益，从某种程度上说，它省去了一个泵。

再次，通过有效的控制旁路流量提高设备的性能。在旁路流量控制系统中，不管泵的转速大小或者工作压力的高低，泵都会按照预定的最大值向系统供液，多余部分的液体会重新流回油箱或泵的入口。这种控制方法限制了系统的流量，使系统具备最佳性能。这种控制系统的优势在于可以通过回路规模来控制最大调整流量，有效的降低成本，而泵阀一体的结构可以使回路压力降到最低，大大减少了管路的长度和管路泄露的几率。这种旁路流量控制阀可与限定工作流量的传感器控制阀一起设计，这种类型的齿轮泵回路常用于固定式的工程设备。

另外，还可以通过设置干式吸油阀来提高齿轮泵的性能。干式吸油阀是用于调节泵进油节流的气控液压阀，当设备空载时，减小通过泵的流量，当设备有负载时，全流量吸入到泵中，这种控制结构不仅可以有效的省去泵和原动机之间的离合器成本，还可以降低空载功耗。除此之外，干式吸油阀能够有效的减轻设备在控制状态下的噪音问题。目前干式吸油阀已经广泛应用于各类工业设备中。

在进行齿轮泵的设计中，采用组合负载傳感方案不仅可以有效提高齿轮泵的工作压力，使其接近柱塞泵的工作压力，还能为齿轮泵提供变量的可能性，这在很大程度上模糊了传统设计中齿轮泵与柱塞泵之间的界限，所以合理的选择和设计齿轮泵结构不仅可以达到与柱塞泵相近的效果，还可以有效的降低成本和系统的复杂程度。目前齿轮泵以其成本低、回路简单、对过滤要求低等优点，成为大部分工程机械在设计过程中必然选择。

2.3 齿轮泵与柱塞泵的应用分析

在工程机械领域，齿轮泵与柱塞泵的选择需要根据工程实际的具体情况（如：设备的功能、对液压系统的要求、制造成本的控制、设备的工作环境等）来进行具体的选择，不仅要考虑到设备的需要，还要考虑到环境、维护成本等的需要，而齿轮泵与柱塞泵各自具有不同的优势和劣势，甚至在特定的条件下可以进行互换，所以设计人员在进行工程机械的设计时，要慎重对待泵的选择，如果齿轮泵经过一定的改进可以满足要求的话，优先选择齿轮泵，尽可能的不要使用对环境、液体过滤以及维护要求较高的柱塞泵。

3 结束语

文章根据生产实践，对工程机械中常用液压传动系统动力元件齿轮泵和柱塞泵进行了具体的分析和探讨，并对齿轮泵的几种有效的改进措施进行了详细的论述，为齿轮泵与柱塞泵技术的推广应用提供了有力的支持，同时为工程机械设计人员对两种泵的选用提供了技术支撑。

参考文献

[1]陈建民，李伟.对齿轮泵代替柱塞泵功能的几种回路分析[J].一重技术，2009，4：58-59.

[2]王莉，王金磊.浅析齿轮泵代替柱塞泵的技术[J].价值工程，2011，1：314.

[3]陈英.齿轮泵性能影响因素及改进研究[J].煤矿机械，2011，2（2）：164-166.

[4]张昌福，胡清远，陈伟，等.齿轮泵使用寿命的影响原因及预防措施[J].四川兵工学报，2009，9：102-103.