液压柱塞泵的第二个吸油口理论

我在前期所写的文章中提出液压柱塞泵存在第二个吸油口理论，即是柱塞泵壳体泄油管在某个特定条件下，油液会改变方向出现反向流动，多数搞液压的友人不同意这个理论，也有人产生疑惑，大学里的教授中有人提出要搞一下这方面的仿真测试，但有一位在上海搞液压测试的工作的人在一台国产的小型挖掘机上作出了实际测试，以实测数据证明我提出的柱塞泵壳体内的油液会被吸空，壳体内会出现无油干摩擦现象。

被测试的国产小型挖掘机使用的是德国力士乐A10VO系列76排量的液压柱塞泵，测试时发动机的转数2200rpm。共用了二个传感器，1件安装在泵的吸油口上（见图片一),1件安装在柱塞泵壳体上，泵壳体泄油回油箱管路正常安装，在泵的排口（P口）上安装了流量计用于检测泵的排量。

图片一

图片二

图片二色线及座标说明：

——-流量值曲线，流量仪检测测试出来的曲线

——-安装在泵吸油口上的压力传感器检测曲线

——–安装在泵壳体冲洗口上的压力传感器检测曲线

图面上的座标数据说明：

图下边的横作标从左0开始到右30秒时间轴

竖起左线是流量座标，从0到最高点是170L

竖起右线是压力座标，是从中间向上、下两边分的，中间的0起向上到0.08bar是正压，图中间的0点也是海拔高度的零点，也是表压的0点，也就是我们人类呼吸的正常大气压。

从图中间的0点向下是真空度，从图中间分越向下，数值越大、真空度越大。

曲线图面说明（这是我个人的观点，欢迎大家抛砖引玉）：

在挖掘机上进行实测时，挖掘机要作一个动作、泵的压力以及流量才能有变化，但不知这个曲线图上是作那种动作时测出的曲线，只能从曲线图上大概做一个分析。

从0秒起始，挖掘机出现一个动作，泵的斜盘开始出现从中间位置向最小角度变化，所以出现一个流量降低，泵的输出流量降低、油箱到泵吸油口那根管道（S管）油液流速变慢，S管道内的压力开始上升，从0秒的还不到压力0.01bar到1秒内上升到0.048bar，在这1秒内泵壳体内的压力也跟随上升，从负0.01bar上升到+0.02bar。

从第3秒的竖轴来看这三条曲线，泵排油量已达到160L/分，因为是76排量的泵，这说明是当泵的转数达到2200转时，泵斜盘已变化到在最大角度（15°），当泵排出的油液达到160L/分时，在同一竖轴上泵的吸油口压力从+0.048bar下降到-0.03bar（真空度的0.03bar也是：绝对压力0.973bar），在同一竖轴上泵壳体压力也+0.023bar下降到-0.07bar（真空度0.07bar）。

从第3秒到30秒间，都是成为普遍现象：泵排出油液量增高，吸油口压力降低，壳体压力也跟随降低这一规率性现象。

泵的排油量增加，吸油口的压力下降，这一规率比较好理解，也就是说：泵斜盘在最大角度时，吸油量增加，因S口管径细，不能满足泵对油液需求量，造成S管内油液流速增高而产生虹吸现象，S管内的虹吸现象越严重，吸油口上的压力传感器检测到的压力越低。

泵壳体的压力下降现象是：当泵在正常的工作状态下，柱塞泵的三大摩擦副及变量机构所泄漏的油液都向壳体内泄出，当壳体内的油液量达到饱合状态时，会通过壳体泄油管流回油箱，当泵的吸油口产生虹吸现象出现某个数值的负值时，泵在吸油时的柱塞被S管道的负压引力的作用而产生嘬力，柱塞杆上的嘬力也作用到滑靴，导致滑靴脱盘，泵壳体内的油液从滑靴蓄油室中心孔及柱塞杆中心孔反流向缸体孔中，壳体内油液被吸走，壳体泄油口与油箱相通的管道又没能及时补充油液，才造成泵壳体内产生真空度。

    柱塞泵正常状态下，柱塞泵的三大摩擦副、变量机构所产生的泄漏油会通过壳体泄油管路流向油箱，壳体体的油液是不会出现反流，只有当泵在工作状态出现以下3个不利条件叠加在一起时，才产生S管油液呈现反流状态（Mh条件）。

条件1，油箱的出油口水头压力低，S管道内径细、S管道长或有急弯、S管道内有对接台阶形成液阻消耗能量。

条件2，液体S管道内流速快（正确的流速是＜0.5米/S）、不能满足泵斜盘变量时从最小角度变化到最大角度时的瞬的最大的吸油量。

条件3，柱塞泵转数高，泵排油量大，泵P口输出压力低于25bar。

柱塞泵壳体缺少油液是对泵有严重危害，轻者烧盘、烧损轴承，干摩擦滑靴，重者三大摩擦副烧损，严重危害柱塞泵寿命。

图片三

图片三说明：这是从作者图库中找出的一台美国派克柱塞泵零件照片，也是出现壳体缺油现象，这台泵只使用了三天拆开检查，与滑靴摩擦的耐磨盘上出现磨损现象，耐磨盘上部的180度是滑靴压油区，因柱塞在压油状态而产生静压油膜，滑靴与耐磨盘间形成无接触摩擦，所以图片上的耐磨盘上部区域是亮带。

当柱塞转到吸油区，柱塞在缸孔中出现虹吸现象而使滑靴与耐磨盘间出现无油干摩擦状态，滑靴与耐磨盘二金属间接触摩擦使耐磨盘、滑靴静压支承面都出现磨损。

1，柱塞泵壳体泄漏油与油箱相联管道的正确设计、安装方法是：管道内径要大于壳体泄漏口直径的1.5倍，确保泵第二吸油口流量达到泵第一吸油口15%。

2，泄油口管道要无任何液阻接入油箱壁面油位下方200mm处，促使壳体始终保持油液。

作者本人向提供图片及曲线图的上海贾福伟先生表示感谢。