轴向柱塞泵（马达）的发展历史

轴向柱塞泵（马达）是现代液压传动中使用最广的液压元件之一。由于其可以很方便地实现变量，使液压系统容易实现功率调节和无级变速，因此被广泛地应用于各种液压系统中。

轴向柱塞泵（马达）的雏形可以追溯到16世纪初，Ramelli开发了用于从矿井里往外汲水的皮革密封的轴向柱塞泵，从结构上看，它和现在的柱塞泵已经十分相似。直到1905年，美国Harvey Wlliam教授和Reynold Janny工程师设计了端面配流的斜盘泵（马达）的静液传动装置，用在军舰炮塔转向的液压系统中，后来人们称此结构的泵为Janny泵，而且他们首次把矿物油引入传动介质，为现代液压技术的发展拉开了序幕。

1907年，美国人Renault改进了Janny泵柱塞传动机械，有效地提高了其运行效率。

斜轴式柱塞泵发展较晚，1930年，瑞士Hans Thomas教授设计了第一台斜轴泵，后人常把斜轴泵称为Thomas泵，其缸体中心线与传动轴中心线成一夹角，使缸体对配流盘的倾复力矩减小，因此允许的倾角较大。

20世纪50年代中期，美国Denison公司和英国Lucas公司摆脱Janny泵的传统，设计了轴承支承缸体的斜盘泵。这种泵传动轴只传递转矩，不传递弯矩，保障了配流副的良好接触，加上制造水平的提高，使其工作压力提高到35MPa,转速也大幅提高，引起斜盘泵历史上的一次飞跃。

20世纪60年代中期，由于对液压系统集成化的要求，特别是在行走车辆闭式回路的应用，通轴泵获得了新的发展。由于主轴尾端可以安装辅助泵或其他作用的泵，使通轴泵具有集成多种元件的复合功能，大大简化了液压系统，这是斜盘泵（马达）发展的另一次飞跃。

20世纪70年代以后，欧美很多轴向柱塞泵（马达）的制造商逐渐崛起，针对不同领域做了很多技术革新，比如Vickers公司针对注塑机节能的要求推出PVB轻型泵；泵（马达）和电子技术的结合也越来越紧密，出现了多种多样的控制方式。

1966年，我国综合了国外斜盘式柱塞泵的特点后，设计出了CY14-1型轴向柱塞泵（马达）。经过30多年的实线，对CY14.1型泵（马达）相继做过四次大的改进，前两次以标准化和缩小体积为主，改进为CY14-1A型；第三次针对配油盘烧损和斜盘磨损以及工艺问题，形成了CY14-1B型泵（马达）；第四次针对CY14-1B型噪声高、转速低、易松靴脱靴、可靠性差、自吸能力差、规格不全和无通轴泵等缺陷，开发了Q“CY14-1Bk系列开式低噪声泵和QT“CY14-1Bk系列通轴泵。

进入20世纪90年代后，德国Bosch Rexroth公司开发出了A4V泵。柱塞与传动轴成一交角，工作时离心力有助于柱塞的回程，也有利于减小配流盘直径，降低缸体配流面的线速度；采用球面配流，有利于补偿轴向偏载对缸体产生的倾覆力矩，这种类型的泵已经广泛应用于现代工业领域。目前，作为变量泵和变量马达使用的几乎全部是轴向柱塞泵，它又分为斜轴式与斜盘式两种，现分别叙述如下。

(1)弯轴或轴向柱塞泵（马达）这是汉斯·托马(Hans Thoma)1940年的.发明。此后于1946年，他又对缸体的同步驱动进行了改进，将万向接头改为连杆方式，将阀板由平面改成球面。最近，博世力士乐(Bosch Rexroth)公司又推出了将连杆与柱塞组成一体的采用锥形柱塞（柱塞杆装在密封部上）的改进型式。该发明自问世以来60多年间内不断进行改进，现在已经成为各领域最广泛应用的产品。

目前只有博世力士乐公司生产变量弯轴泵，主要品种有A7V系列，排量为20~1000mL/r,最高压力为35MPa,变量角为18°。该公司还开发了A7VO系列泵，该泵为锥形连杆活塞式，排量为28~1000mL/r,最高压力为40MPa。

在A7V和A7VO基础上，博世力士乐公司还开发了A6V和A6VM变量马达。此外，林德公司也生产BMV/R型变量弯轴马达，但最大排量只有50.2~60.3mL/r,额定压力为42MPa,最高压力为50MPa,供小型液压设备闭式回路用。目前，北京华德液压集团有限公司、上海液压泵厂、贵阳501厂等生产博世力士乐的弯轴泵和马达。弯轴泵和马达的发展趋势如下。

1)由于结构原因，弯轴泵不能带辅助泵，因此只能作为开式回路用泵；此外，由于弯轴泵的变量机构带动缸体一起摆动，因此变量的响应速度较低。

2)作为变量泵，由于其制造工艺复杂，成本较高，因此，排量在250mL/r以下的变量泵正逐步丧失竞争优势，但大排量泵还非其莫属。

3)无论定量还是变量马达，特别是弯轴角40°的锥形连杆活塞结构，由于其具有起动和传递转矩大的独特优点，有较好的发展前途。

(2)斜盘式轴向柱塞泵与马达这是对1905年哈维·威廉(Harvey Wil-liams)和雷诺兹·詹尼(Reynolds Janney)发明的轴式液压传动装置进行改进后得到的，结构更加简单的变量泵与变量马达，1950年后已开始了大量生产。与斜轴式相比，它体积小、重量轻，具有良好的排量控制响应性能，所以在各种液压泵中的应用日益扩大。斜盘式轴向柱塞泵与马达还可以有轻型与重载之分。

1)轻型轴向柱塞泵和马达。早在20世纪60年代，一些柱塞泵的生产厂家就企图发展一种中压（中等负载）、结构简单、价格便宜，可以与齿轮泵和叶片泵竞争的变量柱塞泵。在20世纪60年代初期，英国D0WTY公司设计了一种名为“Vadis?”的斜盘式轴向柱塞泵，其最高压力为20MPa,结构简单，采用许多少切削和无切削加工零件，需要机加工的零件只有8种，其成本甚至可以和齿轮泵竞争。与此同时，美国威格士(Vickers)公司也设计了一种PVB系列轻型柱塞泵，其结构简单，配流盘与后盖连成一体，缸体、滑靴等零件都由铸铁或粉末冶金制造，采用单作用缸（弹簧回程）实现变量，主要用于机床上，并曾经作为7MPa以下压力用于乳化液介质中，不过当时并没有引起人们的重视。直到20世纪70年代末，日本大金公司在引进美国桑斯川特公司15和18系列泵的基础上开发出V15和V38系列轻型柱塞泵（排量分别为14.8mL/min和37.7mL/min,额定压力为14MPa,最高压力为21MPa)后，轻型柱塞泵才引起世人的重视。

日本大金公司的轻型柱塞泵，许多结构与PVB泵相似。它也是采用单作用变量缸，用弹簧使斜盘复位，为了减小复位弹簧的力，在设计中，使斜盘的回转中心高于缸体中心线与滑靴球头中心平面的交点，以便压紧缸体的中心弹簧和柱塞缸内液体压力共同使斜盘复位。也许由于摩擦副材料和热处理的原因，日本大金公司的轻型柱塞泵在缸体与后盖之间仍安装有配流盘。

日本大金公司开发的轻型柱塞泵引起人们的广泛重视，在1981年日本油空压展览会上，日本油研、萱场、丰兴、不二越等公司都相继展出了轻型柱塞泵。

在20世纪90年代前后，世界上许多厂家相继开发出了轻型柱塞泵，如美国的桑斯川特、伊顿、丹尼逊、派克，德国的博世力士乐，意大利的阿托斯等都有这类产品。我国耶限压件在1983年引进了美国PVB轻型柱塞泵，随后重庆液压件厂也从德国博世力士乐公司引进了A10V轻型柱塞泵，但是由于售价太贵，在国内市场并未得到大量推广使用。

所有的轻型柱塞泵都是以恒压变量泵为基础。在开发轻型柱塞泵以后，日本大金公司最早开发了负荷传感变量泵，并用于注塑机，使泵的输出功率最接近于负载所需的功率，就是在泵空载时，变量机构也能自回零位，使系统的空载功率消耗也达到最小。

2)重载斜盘泵和马达。重载斜盘泵和马达是指用于工作条件较恶劣、负载重、额定压力为31.5~42MPa、最高压力为40~50MPa结构较复杂的斜盘泵和马达。

①闭式回路用斜盘泵与马达系统。它广泛地用于工程和建设机械。其特点是泵上装有补油泵，泵和液压马达上共同装有闭式系统用全套集成阀，用户只要连接两根管道，就能使该系统运转，如振动压路机、水泥搅拌车等就广泛采用这种系统。最早生产这种产品的是美国萨澳(SAUER)公司，其产品为20系列泵与马达系统。20世纪80年代中期，上海高压油泵厂引进了美国萨澳(SAUER)20系列泵与马达系统。现在，萨澳(SAUER)公司已在上海浦东合资生产最新的90系列泵与马达系统。

目前，世界上已经有多家公司生产这类泵与马达闭式系统。其中比较著名的有美国伊顿(Eaton)公司、丹尼逊(Denison)公司，德国的博世力士乐公司、林德公司等。其中美国公司都是斜盘泵斜盘马达闭式系统，德国博世力士乐公司是斜盘泵-弯轴马达闭式系统，而林德公司既有斜盘泵斜盘马达闭式系统，也有斜盘泵弯轴马达闭式系统。我国贵州力源液压件厂也生产萨澳(SAUER)20系列泵与马达闭式系统。

②开式系统用斜盘泵。通常，开式系统泵相对于闭式系统泵有更高的要求，要求其有较好的自吸能力，较低的噪声和较多的变量型式，所以闭式系统泵一般不能用于开式系统。然而，闭式系统泵生产厂家为了降低成本，提高泵的零件通用化程度，往往在闭式系统泵的基础上派生出开式系统泵，如博世力士乐公司的A4SV0开式系统泵就是由闭式系统泵A4V基础上开发出来的；林德公司的HPR202系列开式系统泵是HPV202闭式系统泵的改进产品。我国目前大量生产的CY型轴向柱塞泵也属于开式系统重载斜盘泵。