В гидравлических системах радиально-поршневые насосы и аксиально-поршневые насосы являются двумя основными технологиями, занимающими различные области применения благодаря своей уникальной конструкции и эксплуатационным характеристикам. Хотя оба реализуют преобразование энергии давления жидкости посредством возвратно-поступательного движения поршня, существуют значительные различия в их внутренней структуре, рабочих характеристиках и применимых сценариях.
Основные конструктивные отличия: «радиальное» и «параллельное» расположение поршней.
1. Гидравлический радиально-поршневой насос: поршни распределены радиально
Конструктивные особенности: Поршни расположены в форме звезды вдоль радиального направления приводного вала (аналогично спицам колеса), перпендикулярно главному валу.
Принцип работы: Поршень находится близко к эксцентриковому кулачковому кольцу (Cam Ring) посредством центробежной силы или механического толчка. При вращении ротора поршень совершает возвратно-поступательное движение в радиальном отверстии, завершая процесс всасывания и давления масла.
Основные компоненты: эксцентриковое кулачковое кольцо, цилиндр ротора, распределительный вал.
2. Гидравлический аксиально-поршневой насос: поршень расположен параллельно главному валу.
Конструктивные особенности: Поршень расположен параллельно приводному валу и равномерно распределен во вращающемся цилиндре.
Принцип работы: плунжер совершает возвратно-поступательное движение за счет угла наклона наклонной шайбы или изогнутой оси. Чем больше угол наклонной шайбы, тем длиннее ход плунжера и тем выше выходной поток.
Основные компоненты: наклонная шайба/наклонная ось, вращающийся цилиндр, распределительная пластина.
Визуальное сравнение:
Радиальный насос: конструкция более «прочная», подходит для сверхвысокого давления, но объем больше.
Аксиальный насос: конструкция более «компактная», подходит для высокоскоростного, переменного управления и имеет более высокую плотность мощности.
Сравнение производительности: давление, эффективность, срок службы и шум
1. Пропускная способность давления
Радиально-поршневой насос: предназначен для сверхвысокого давления (выше 600–1000 бар), например, для гидравлических прессов, глубоководного оборудования и других экстремальных условий работы.
Аксиально-поршневой насос: Основной диапазон давления составляет 200–450 бар, а некоторые высококлассные модели могут достигать 600 бар, что подходит для строительной техники, машин для литья под давлением и т. д.
Вывод: если требуемое давление в системе превышает 500 бар, то единственным выбором является радиальный насос; если оно ниже 400 бар, то более экономически эффективен осевой насос.
2. Устойчивость потока и шум
Радиальный насос: меньше плунжеров (обычно 5-7), большая пульсация потока, более высокий уровень шума (более 80 дБ).
Аксиальный насос: больше плунжеров (7-9 и более), более плавный выходной поток, меньший уровень шума (70-75 дБ).
Влияние на область применения: осевые насосы предпочтительны для условий, чувствительных к шуму (например, для медицинского оборудования и точных станков).
3. Эффективность и переменный контроль
Радиальный насос:
Высокая механическая эффективность (92%+), но сложная регулировка переменных, регулировка эксцентриситета кулачка, медленная реакция.
Подходит для условий с фиксированным рабочим объемом или низкой скоростью и высоким давлением.
Аксиальный насос:
Высокая объемная эффективность (более 95%), гибкое управление (путем регулировки угла наклонной шайбы) и быстрый отклик.
Подходит для систем частотного регулирования скорости и энергосберегающих систем (например, экскаваторов и ветроэнергетических систем с изменяемым шагом).
4. Срок службы и обслуживание
Радиальный насос: простая конструкция, высокая устойчивость к загрязнениям, подходит для суровых условий (например, горнодобывающая техника).
Осевой насос: Пара качающейся шайбы и плунжера предъявляет высокие требования к чистоте масла и требует тонкой фильтрации (класс 6 по NAS 1638 или выше).
Сравнение типичных сценариев применения
1. Основное поле битвы радиально-поршневых насосов
Гидравлическая система сверхвысокого давления:
Обработка металлов давлением (гидравлический пресс, ковочный пресс)
Глубоководное оборудование (гидравлическая энергия ROV)
Военная промышленность (гидравлическая система подводных лодок)
Экстремальные условия:
Горнодобывающая техника (устойчивость к загрязнению, ударопрочность)
Бурение нефтяных скважин (буровой насос высокого давления)
2. Доминирующая область аксиально-поршневых насосов
Мобильное гидравлическое оборудование:
Строительная техника (экскаватор, погрузчик)
Сельскохозяйственная техника (комбайн)
Промышленная автоматизация:
Машина для литья под давлением, машина для литья под давлением
Ветроэнергетическая система переменного шага
Аэрокосмическая промышленность:
Гидравлическая система шасси самолета
Тенденции рынка и будущие направления развития
1. Технологические прорывы осевых насосов
Более высокое давление: некоторые производители (например, Bosch Rexroth и Parker Hannifin) выпустили осевые насосы с рабочим давлением 600 бар, чтобы бросить вызов традиционным преимуществам радиальных насосов.
Интеллектуальное управление: встроенные датчики для регулировки расхода и давления в реальном времени (гидравлическая система IoT).
2. Незаменимость радиальных насосов
На рынке насосов с давлением более 1000 бар по-прежнему доминируют радиальные насосы, используемые, например, в оборудовании для резки водой сверхвысокого давления и в специальном металлургическом оборудовании.
Прогресс в области материалов: керамические поршни и корпуса, армированные углеродным волокном, увеличивают срок службы.
3. Требования по охране окружающей среды и энергоэффективности стимулируют инновации
Осевые насосы больше соответствуют потребностям энергосбережения в рамках цели «двойного углерода» благодаря своим высокоэффективным переменным характеристикам.
Радиальные насосы нашли новые точки роста в возобновляемой энергетике (например, в гидравлических системах приливной энергетики).
Радиально-поршневые насосы и аксиально-поршневые насосы представляют собой две философии гидравлической технологии:
Радиальные насосы — это «силовые игроки», предназначенные для сверхвысокого давления и высокой надежности;
Аксиальные насосы — «универсальные игроки» с более высокой эффективностью, управляемостью и компактностью.
Если у вас есть какие-либо потребности, свяжитесь с производителем гидравлики Poocca.
Время публикации: 10 июня 2025 г.
