柱塞液压泵变量切换发顿时配油冲击与蓄能不足
柱塞液压泵在变量或斜盘切换时出口会发顿。柱塞经过死点的配油冲击锁在柱塞频率上,出口蓄能器充气不当则只在压力跨过预充值时才出现,两者不是同一种顿。

柱塞液压泵在斜盘角度快速变化、或排量从大收到小的瞬间,出口压力会发顿,管路和机架跟着抖一下。这种顿常被说成系统换向冲击,但就这台泵而言,要分开的是两件发生在泵出口的事:柱塞经过吸排油死点时的配油冲击,以及泵出口蓄能器预充压力不对、吸收不了脉动。两者都让动作不连贯,频率和出现的压力区间却不同。
配油冲击来自缸体窗口和配油盘的切换。柱塞腔在离开吸油窗口、尚未完全接通排油窗口的短瞬间,腔内油液被封闭压缩;反向切换时又被封闭膨胀。柱塞液压泵每一只柱塞每转都要经过这两次过渡,所以冲击的基本频率是柱塞数乘以转速。斜盘角越大,封闭容积里的压力尖峰越高,出口压力表上的毛刺越密。
变量机构突然把斜盘拉开时,正在过渡区的那几只柱塞还来不及按新的行程供油,出口流量阶跃,压力先跌后冲。这是柱塞液压泵自身几何造成的,把下游换向阀停在中位、只让泵改变排量,毛刺仍然在。毛刺的间隔不随蓄能器阀门开闭而改变频率,只随转速改变。这是配油冲击的识别点。
蓄能器预充不对时泵出口的脉动滤不掉
装在柱塞液压泵出口的蓄能器,靠气囊的可压缩容积吸收配油脉动。预充压力接近甚至高于工作压力时,气囊几乎不压缩,蓄能器等于一根硬管,泵的压力毛刺原样传到管路,动作发顿。预充压力远低于工作压力时,气囊被压到阀芯上,皮囊不再有弹性,吸收能力同样消失,还可能在每个压力周期里撞击阀芯,顿感更重。
蓄能器造成的发顿,出现在出口压力跨过预充值的那一段,而不是均匀地分布在每一只柱塞上。柱塞液压泵转速不变时,配油冲击的频率不变;把预充压力重新充到工作压力之下并留出余量,那些跨预充值的撞击会减轻,而与转速成正比的细密毛刺可能还在。细密毛刺属于配油,跨压力门槛的单次撞击属于气囊。
蓄能器阀门被关闭、或皮囊破裂进油以后,柱塞液压泵出口就失去了这段弹性容积。皮囊破裂时,蓄能器里放出的是油而不是气,预充压力充不上去。这和预充过高不同:过高时气是在的,只是压力值不对;破裂时气已经漏完。检查充气嘴排出的是气还是油,两种失效就分开了。
隔开蓄能器以后频率还在不在
判别可以在泵出口就地做。关闭蓄能器截止阀,柱塞液压泵若仍有与转速成正比的细密压力毛刺,那是配油冲击,不是气囊。打开蓄能器后细密毛刺减轻,说明气囊本来就能吸收它,预充是合适的。打开以后反而在某个压力上多出一次撞击,说明预充值正好落在工作压力区间里,气囊进出压缩的门槛被工作压力反复跨越。
配油盘过渡区设计过短、或缸体与配油盘的间隙因为磨损变大,会使封闭压缩更剧烈,柱塞液压泵的毛刺幅值随运行年限增大,频率仍是柱塞频率。蓄能器问题则可以在一天之内因为漏气而出现,频率特征是压力门槛而不是柱塞数。看故障是慢慢长大还是充气后突变,也能帮助分开。
把配油冲击误当成蓄能器,会反复补气,预充被补得过高,气囊更加不压缩,顿感加重。把蓄能器皮囊破裂误当成配油盘磨损而去拆泵,新的配油盘装回去,出口仍然没有弹性容积,压力毛刺一条不少。柱塞液压泵出口的截止阀试验就是为了避免这种拆错。
变量切换时的流量阶跃,还会和蓄能器的门槛叠在同一次动作里。斜盘一动,压力穿过预充值,气囊突然开始吸油,动作就顿一下;与此同时配油毛刺仍然按柱塞频率存在。记录压力曲线时,阶跃是一次,毛刺是一串。一次和一串不要写成同一个原因。
柱塞液压泵变量切换发顿,配油冲击锁在柱塞数和转速上,隔开蓄能器也还在;蓄能不足只在压力跨过预充值时出现,修正充气或更换皮囊后,那一下撞击消失。频率跟转速走,还是跟压力门槛走,是这两件事的分界。