在工程機(jī)械、物料搬運(yùn)、船舶驅(qū)動和工業(yè)傳動裝置中，液壓馬達(dá)作為將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能——旋轉(zhuǎn)扭矩和角位移——的元件，其性能高低直接決定了設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力表現(xiàn)。在諸多液壓馬達(dá)產(chǎn)品系列中，以低速大扭矩為特征、集徑向柱塞結(jié)構(gòu)與多作用內(nèi)曲線技術(shù)于一體的Poclain（波克蘭）液壓馬達(dá)，自20世紀(jì)50年代誕生以來，逐步成為這類應(yīng)用的標(biāo)志性產(chǎn)品之一。

波克蘭液壓公司自1958年設(shè)計(jì)出液壓馬達(dá)至今，已在徑向柱塞馬達(dá)領(lǐng)域積累了相當(dāng)豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，所開發(fā)的MS、MSE、MHP、MK等多個(gè)系列的低速大扭矩液壓馬達(dá)被廣泛引用于建筑工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、物料搬運(yùn)、海洋工程及工業(yè)驅(qū)動等領(lǐng)域。本文將圍繞波克蘭液壓馬達(dá)的工作原理、系列特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用情況，對其技術(shù)方案及選型關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

一、徑向柱塞式內(nèi)曲線技術(shù)原理

波克蘭液壓馬達(dá)大多以徑向柱塞與多作用凸輪滾道型線的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，這種結(jié)構(gòu)區(qū)別于軸向柱塞馬達(dá)的高速小扭矩特征：它的缸體呈星形狀排列，柱塞在徑向方向收縮受力。由于壓力油經(jīng)配流軸或配流盤分配至各柱塞腔后，柱塞在液壓力作用下頂向外部的波形定子環(huán)（內(nèi)曲線環(huán)），定子環(huán)以特定形線（正弦或等加速曲線）驅(qū)動滾子和活塞旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動輸出軸產(chǎn)生較低的角速度及較高的扭矩。

徑向柱塞式的結(jié)構(gòu)特征

徑向柱塞馬達(dá)的典型拓?fù)溆梢粋€(gè)外形為回轉(zhuǎn)體形狀的定子（內(nèi)曲線環(huán)）和多個(gè)徑向布置的柱塞—滾子總成構(gòu)成。當(dāng)某一組的柱塞進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)，柱塞受到外部配流機(jī)構(gòu)分配的壓力油作用而壓向定子表面，驅(qū)使定子相對轉(zhuǎn)位，從液壓能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；其他柱塞在低壓區(qū)被推回排油。柱塞的數(shù)目越多，馬達(dá)形成的液壓力矩即越大，扭矩波動越低。

由于在工作過程中滾柱與定子表面的接觸應(yīng)力以滾動摩擦居多，并結(jié)合馬達(dá)內(nèi)部靜液壓平衡的設(shè)計(jì)理念：高壓油通過軸頸及配流孔—密封環(huán)進(jìn)入柱塞內(nèi)，使柱塞與缸孔之間實(shí)現(xiàn)液壓平衡狀態(tài)，避免了金屬直接接觸，進(jìn)而延長了馬達(dá)的部件壽命。多作用平面配流技術(shù)是波克蘭在MS系列中應(yīng)用較多的關(guān)鍵技術(shù)之一，采用平面配流盤結(jié)構(gòu)，其軸向間隙可以隨溫度和壓力的升降進(jìn)行自動補(bǔ)償。相比傳統(tǒng)的軸配流或閥配流模式，平面配流結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了更高的容積效率和更靈敏的控制過程。

低速大扭矩的直接驅(qū)動優(yōu)勢

與高速馬達(dá)加減速機(jī)的方案相比，波克蘭徑向柱塞馬達(dá)無需經(jīng)過減速機(jī)，馬達(dá)直接驅(qū)動負(fù)載即可輸出足夠大的扭矩。這種直驅(qū)方式消除了傳統(tǒng)高速馬達(dá)配減速機(jī)時(shí)減速機(jī)內(nèi)部常出現(xiàn)的內(nèi)泄漏、磨損和維護(hù)需求，提高了傳動機(jī)械效率，并且降低了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在重載場合如水平定向鉆機(jī)中，鉆桿由于工況變化而短時(shí)承受高壓反噴，瞬間轉(zhuǎn)速會大大提高，若采用高速馬達(dá)將由于高轉(zhuǎn)速及負(fù)載疊加而拉斷柱塞，但波克蘭低速大扭矩馬達(dá)自身體積粗壯，能支持瞬間壓力沖擊而不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷。

二、波克蘭液壓馬達(dá)的主要產(chǎn)品系列

MS多功能系列

MS多功能系列是波克蘭液壓代表性的產(chǎn)品線之一，采用模塊化設(shè)計(jì)的理念，排量范圍寬泛——最小約172 cc/rev，最大可達(dá)15000 cc/rev，功率最高可擴(kuò)展至240 kW以上。根據(jù)具體型號的差異，最高工作壓力約為450 bar。其最高輸出轉(zhuǎn)速一般分布50～390 r/min區(qū)間（隨型號和排量的不同而定）。

MS系列的模塊化設(shè)計(jì)使用戶能靈活組合安裝法蘭、輸出軸方式（輪式輸出或軸式輸出）、制動器等配件，可依照需求選擇單速或雙速變量驅(qū)動。在駐車制動方式上，MS可選行車制動器和集成式駐車制動器，適應(yīng)行走驅(qū)動或重載保持場景。在越野叉車、伸縮臂叉裝車等輪式作業(yè)機(jī)械的輪邊驅(qū)動上，MS馬達(dá)常常直接接入半軸或輪轂從而獲得較大牽引力。

MS馬達(dá)的一個(gè)顯著技術(shù)優(yōu)勢在于采用雙錐軸承結(jié)構(gòu)，能夠承受較高的軸向外力和徑向力，同時(shí)轉(zhuǎn)動慣量較小，慣性沖擊較為平緩，啟停控制平穩(wěn)。內(nèi)曲線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得波克蘭液壓馬達(dá)能夠在確保全速度區(qū)間均能輸出穩(wěn)定的大扭矩，并具有較佳的低速穩(wěn)定性。因?yàn)闊o需外接減速機(jī)，MS系列液壓馬達(dá)在長期運(yùn)行的維護(hù)成本方面也比較低。

MS系列典型型號

波克蘭液壓馬達(dá)常見的MS型號涵蓋有：MS02、MS05、MS08、MS11、MS18、MS25、MS35、MS50、MS83、MS125等。從小型的液壓工具驅(qū)動到大型履帶式車輛的行走系統(tǒng)均可覆蓋。

以MS02為例，這是量產(chǎn)輸出扭矩較小但體積緊湊的小規(guī)格型號，在輕載低速機(jī)械中使用時(shí)具有較好的動力重量比。MS18屬于廣泛認(rèn)可的中等排量主力型號，其排量范圍較寬，能夠覆蓋一般工業(yè)車輛及中型履帶式驅(qū)動設(shè)備的扭力需求。

在MS系列設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還可擴(kuò)展出車輪式輸出的MSExx系列。MSExx為緊湊型版本，常應(yīng)用于輪邊驅(qū)動裝置可直接與輪胎輪轂進(jìn)行低端輸出。

MHP高性能系列：功率密度的進(jìn)一步突破

2015年，波克蘭在傳統(tǒng)MS系列基礎(chǔ)上推出了新一代MHP高性能徑向柱塞馬達(dá)。該系列在保留多作用徑向柱塞內(nèi)曲線結(jié)構(gòu)的條件下，重新設(shè)計(jì)了缸體總成，柱塞尺寸，以及對內(nèi)曲線滾道材質(zhì)滾道的材料選擇和熱處理工藝做出較大改進(jìn)。這些改進(jìn)措施最終提升了MHP馬達(dá)輸出功率的效率，同排量的MHP馬達(dá)峰值功率比MS高約兩倍多，最高壓力上升至500 bar，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)300至500轉(zhuǎn)/分鐘。

MHP的代表型號排量范圍涵蓋從933 cc到3526 cc的主要中間段，被移動車輛和重型物料搬運(yùn)機(jī)械所大量采用，極大地拓展了使用場景。在水平定向鉆機(jī)這樣要求大扭矩和高轉(zhuǎn)速同時(shí)滿足的多功能應(yīng)用中，應(yīng)用1臺MHP等效扭矩輸出就可替代過去的雙MS馬達(dá)驅(qū)動方案，在保障功率的同時(shí)削減了設(shè)備制造成本。

其他專業(yè)系列

除了MS與MHP之外，波克蘭還推出了MK精致性系列、ML鏈?zhǔn)津?qū)動系列、MG導(dǎo)向輪系列、MW大排量系列和MZ回轉(zhuǎn)驅(qū)動系列等特色產(chǎn)品線，以便滿足特定應(yīng)用場景的需求。例如ML鏈?zhǔn)津?qū)動系列的ML04馬達(dá)，最大排量447 cc，最大扭矩可達(dá)3201 N·m，最高工作壓力450 bar，極適合用于帶式輸送機(jī)的低速穩(wěn)定拖動以及類似農(nóng)業(yè)收割機(jī)驅(qū)動鏈條的裝置。

三、典型應(yīng)用領(lǐng)域

工程機(jī)械與筑路設(shè)備：在壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、路面銑刨機(jī)等設(shè)備上，波克蘭低速大扭矩液壓馬達(dá)提供振搗輪、行走系統(tǒng)的高負(fù)載能力。在國內(nèi)外中高噸級壓路機(jī)的行走試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，MS系列馬達(dá)可以依靠直驅(qū)獲得穩(wěn)定的爬坡牽引力。

物料搬運(yùn)與叉裝機(jī)械：越野叉車、伸縮臂叉裝車等車輛的行走系統(tǒng)采用MS系列輪邊馬達(dá)能夠提供較大的起步扭矩及可控車輪姿態(tài)。

石油與礦山機(jī)械：在礦山機(jī)械的重型履帶行走裝置及石油鉆機(jī)頂部驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，波克蘭馬達(dá)用于替換傳統(tǒng)的減速機(jī)系統(tǒng)，提升抗沖擊能力和可靠性。

農(nóng)業(yè)機(jī)械和環(huán)衛(wèi)車輛：在大型聯(lián)合收割機(jī)的前后橋驅(qū)動、自走式噴藥機(jī)和工業(yè)清掃車行走傳動單元里，MMS或MS系列直接驅(qū)動方式簡化了底盤傳動結(jié)構(gòu)，提高了傳動效率。

水平定向/非開挖鉆機(jī)：將波克蘭內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)用作動力頭和轉(zhuǎn)盤直接驅(qū)動，顯示出抗沖擊性和低速穩(wěn)定性。

海工設(shè)備和平臺吊機(jī)：在窄柜驅(qū)動的舷外吊機(jī)、錨絞機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動上，波克蘭馬達(dá)的制動器集成了安全剎車功能，確保設(shè)備在劇烈浪涌沖擊下的安全停位。

四、選型要點(diǎn)與維護(hù)建議

在選用波克蘭液壓馬達(dá)時(shí)，可以考慮以下幾個(gè)方面：

扭矩與功率匹配：根據(jù)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的最大輸出扭矩、轉(zhuǎn)速范圍，反推馬達(dá)排量。可結(jié)合機(jī)械傳動目標(biāo)選擇合適排量的MS或MHP型號。

輸出軸配置：選擇軸輸出（傳遞扭矩至減速機(jī)構(gòu)）或輪邊輸出（直接連接輪胎輪轂）的結(jié)構(gòu)形式。對于直接驅(qū)動行走的應(yīng)用，盡可能選用MSExx車輪馬達(dá)。

制動匹配：根據(jù)設(shè)備的停車方式，選擇是否集成駐車制動或行車制動功能。在重載舉升設(shè)備或坡停裝置中，集成制動器可避免掉滑移。

環(huán)境適應(yīng)性：高溫、潮濕、腐蝕性環(huán)境（如近海工程、液壓挖掘入江河工程等），建議選用耐波紋元件和適應(yīng)海水飛濺的外表防護(hù)層。

日常維護(hù)要點(diǎn)：定期檢查馬達(dá)殼體的泄油量是否在正常范圍（若接泄油管路無壓回油箱），注意防止油液污染以及定期更換柱塞密封環(huán)與配油軸密封件。對于長期放置在低溫環(huán)境下的設(shè)備，啟動前應(yīng)先空載運(yùn)行慢速環(huán)流以提升馬達(dá)內(nèi)部油溫至正常黏度，避免柱塞因黏滯過高而卡滯。

波克蘭液壓馬達(dá)憑借內(nèi)曲線徑向柱塞技術(shù)、平面配流結(jié)構(gòu)和低速大扭矩的直接驅(qū)動方案，已在多個(gè)工程與工業(yè)領(lǐng)域取得應(yīng)用，并成為設(shè)備制造商考量大功率行走驅(qū)動時(shí)的重要參照對象之一。用戶在選用波克蘭產(chǎn)品時(shí)宜結(jié)合工況負(fù)載需求、扭矩轉(zhuǎn)速特性和全生命周期維護(hù)成本進(jìn)行綜合評估，從而使設(shè)備獲得與需求相適配的動力配置方案。