液压高频直线往复泵液压冲击现象分析

　　0 引言

　　液压高频直线往复泵采用全液压驱动方式， 实现活塞或柱塞的高频直线往复运动， 直接吸入和排出液体。相对于传统机械式往复泵， 液压高频直线往复泵具有体积小， 重量轻， 排出流量较稳定等特点， 更易满足各行业的需要。

　　然而液压高频直线往复泵在工作过程中存在液压冲击， 进油路上的液压冲击将引发与之相应的液缸在排出瞬间缸内产生水力冲击， 并最终导致排出总管内产生压力脉冲尖峰， 从而影响泵的排出性能[1～3]。 因此， 本文对液压高频直线往复泵工作过程中的液压冲击现象进行理论建模与分析， 得出造成液压冲击的主要原因并进行优化设计， 对今后液压高频直线往复泵的进一步研究， 具有一定的参考价值。

　　1 液压高频直线往复泵的工作原理

　　液压高频直线往复水泵主要由手动换向阀1、减压阀2、单向阀3、逻辑插装阀4.1~4.2、高速开关阀5.1~5.2、蓄能器6、 液压高频直线往复运动机构7、行程开关8.1~8.2、泵缸9 等组成 。液压高频直线往复运动机构与往复水泵的液力端用联轴器直接连接， 因此， 往复泵的行程s1和频率f1的大小直接决定于液压高频直线往复运动机构的行程s₂和频率f₂的大小。 液压高频直线往复水泵工作过程分为两个阶段：

　　(1)液压高频直线往复水泵吸水阶段。 手动换向阀1 右位工作 ， 活塞杆上的挡块压下行程开关8.2, 发出电信号使2YA 得电 ，高速开关阀5.2 左位工作， 压力油经控制油路进入插装阀4.2 控制腔， 插装阀4.2 打开，此时液压高频直线往复运动机构7 前腔通压力油，后腔通油箱，水泵开始吸水工作，直至活塞杆上的挡块压下行程开关8.1，水泵完成吸水动作。

　　(2)液压高频直线往复水泵吸水阶段的油液循环油路。 当液压高频直线往复水泵吸水动作完成时， 活塞杆上的挡块压下行程开关8.1，发出电信号使1YA 得电，而2YA 失电， 高速开关阀5.1 右位工作， 压力油经控制油路进入插装阀4.1 控制腔， 插装阀4.1 打开，此时液压高频直线往复运动机构7 前后腔同时通入压力油，由于液压高频直线往复运动机构7 后腔的有效作用面积大于前腔的有效作用面积， 活塞在前后腔压力差的作用下向右运动，液压高频直线往复水泵开始排水工作， 直至碰到行程开关8.2，水泵完成排水过程，进入下一个工作循环。

　　2 液压高频直线往复泵液压冲击现象研究

　　图2 为液压驱动高频往复水泵系统工作原理的简化图。 由于液压高频直线往复水泵的所有元件都集成在泵站上， 因此可忽略管道对系统的影响， 主要考虑逻辑插装阀2 对液压系统的影响， M 为液压高频直线往复泵液力端运动部件和吸、排水管路的总质量。