中国CY泵的研发体会和经验教训——访CY 泵领军人徐绳武

　　编者按：CY 泵是我国 2 0 世纪 6 0 年代末自主设计制造的高压轴向柱塞泵，从2 0 世纪7 0 年代至9 0 年代末期一直为锻压、冶金等工业机械行业配套。CY 泵的自主研制成功，结束了我国锻压机械无柱塞泵可选的局面，也奠定了国产液压柱塞泵设计制造的基础。在今天倡导技术创新和振兴装备制造业的环境下，液压行业处于一个难得发展时期。液压企业如何开发引领市场的产品，带着这个问题，本刊记者走访了我国CY 泵设计研制领军人，国务院特殊津贴获得者，柱塞泵专家教授级高工徐绳武。

　　当时CY 泵开发的背景、过程是怎样的?

　　锻压机械无泵可用

　　在20 世纪五、六十年代我国的锻压机械面临一种无泵可用，无泵可选的局面，当时引进的是苏联的径向柱塞泵和曲轴泵，这些泵压力低、排量小、体积和重量大， 无法满足锻压机械的要求。因此在1961 年济南铸造锻压机械研究所设定了一个课题——高速高压泵的研究，由当时第四研究室的主任工程师闵学熊(后任铸锻所总工程师)任课题负责人。我是1961年从西安交大锻压专业毕业分配到铸锻所的，毕业设计的题目是“快锻液压机的液压系统” ，这个题目牵涉到泵、阀和系统。因此在1963 年闵总把我调入这个高速高压泵课题组，并让我任课题负责人。在课题组同志的帮助下， 我们确定了这样一个方针：先引进一部分样机来进行试验、 分析、 测绘、 消化，最后搞出自己的东西。当时引进了美国、 英国、 日本等国家的13种样机， 在济南铸锻所的试验台上试验了两年多的时间，把这些泵试验、解体、分析，最后确定以美国DENISON Hydraulics(丹尼逊公司)的轴向柱塞泵为蓝本开发中国自己的轴向柱塞泵。选择它的主要原因就是它的压力可以达到35MPa，而锻压行业就是需要32MPa 柱塞泵。

　　联合设计开发CY 泵

　　在1966年2月， 我所派人到天津高压泵阀厂进行联合设计 32MPa 的轴向泵，包括济南铸锻所、天津高压泵阀厂、天津机床工具研究所、 湖南长沙机床厂四个单位，联合开发CY14-1 型)轴向柱塞泵，并确定由我负责。联合设计组参考了样机，但没有测绘， 因为这些样机都不符合我们国家的参数要求，标准也不匹配， 我们国家是公制标准，而这些样机多数是英制标准，如果测绘，将来生产、刀具等都有困难，并且这些样机也都有某些缺陷，所以当时在天津我们确定一定要吸取国外不同轴向泵的优点，搞符合我们国家情况的轴向柱塞泵，所以我们以美国 DENISON 泵的主体部为基础， 吸取英国Lucas公司泵变量机构的优点(当时北京起重机厂已仿制成功额定压力21MPa 最高压力为28MPa 的Lucas泵， 即现在仍在生产的ZB型泵)，泵的压力一定要达到32MPa。当时定下三种排量机型，即排量为 1 0 m L / r 、25mL/r和63mL/r。

　　当时天津高压泵阀厂是由天津锻压机床厂四车间分出并为天津锻压机床厂的配套厂，他们迫切希望改变厂里无泵可供的落后面貌，所以非常积极。我们最先开发的是25mL/r 排量的泵，从图纸设计到产品制造出来只用了三个多月的时间，当时釆用普通的通用机床和组合夹具试制该泵， 速度是非常快的， 1966年6 月就开始上试验台做试验，结果一次成功，试验压力达到 3 5 M P a 。25mL/r 排量泵的成功给我们带来极大的信心，10/mL/r、63mL/r排量的泵也马上投入制造。1966年12月底， 10mL/r和63mL/r的泵也制造出来， 分别上试验台做试验，这次就不那么顺利了， 由于当时材料的选择有问题，技术水平有限，63mL/r 的泵发生了比较严重的配油盘烧盘，而且烧盘的概率达到了50% 。

　　1967年我们回到铸锻所完成CY14-1A全系列泵的设计，包括排量10、25、63、160、250mL/r 五种规格，但是问题照样存在。当时是计划经济，技术是不保密的，铸锻所的图纸谁要就给谁，这时又有几家厂开始了试制，包括邵阳液压件厂、上海高压油泵厂，沈阳液压机厂、启东农机厂等几个试制时都发现，25mL/r 以下的泵试制比较容易成功，63mL/r 以上的泵就有问题了，排量越大配油盘烧盘越严重，同时还发现烧滑靴现象。

　　不断攻关、改进和创新

　　1972年我们进行了CY14-1A型的泵进行改进设计，开发了CY14-1B 型的轴向柱塞泵。不久机械部也下了一个课题，题目就是“CY14-1B 型的轴向柱塞泵的质量攻关” 。质量攻关从1972 年到1980 年共用了八年的时间，有济南铸造锻压机械研究所、武汉材料保护研究所、上海高压油泵厂和启东高压油泵厂等单位共同参加，上海高压油泵厂负责25mL/r 泵的攻关，启东高压油泵厂负责 250mL/r 泵的攻关。质量攻关主要是解决摩擦副材料、制造工艺、结构改进这三个方面的问题。在摩擦副方面，主要有三对摩擦副，一对是缸体和配油盘，一对是滑靴和斜盘，一对是柱塞和缸体。当时榆次液压件厂从日本引进的液压阀实验台上有一台DENISON 的旧泵，我们把它买了回来，然后对这三对摩擦副的材料和热处理进行分析，结合我国的情况对材料和热处理进行了改进。

　　当时是计划经济，我所每年都组织行业交流和行业检查。行业交流是每年开两次会，把所有做这种泵的厂都找来交流经验，交流在试制这个泵的时候有什么窍门， 有什么改进， 每个厂都发表意见， 那时候没有保密， 都畅所欲言。行业检查是你到我的厂去看，找毛病提缺点， 我到你的厂去看， 找毛病提缺点。通过行业交流和行业检查，整个行业的水平都得到很大提高，泵的很多问题都得到了解决，特别是烧盘问题得到了彻底的解决，250mL/r 泵的烧盘率降到了5% 以下。在这个时候世界上压力达到320公斤以上的泵还不多。在1982 年的时候上海和启东的攻关都通过了机械部的鉴定，那时这个泵应该说比较成熟了。这个泵从开发到成熟共用了16年的时间， 其中攻关试验用了8年， 就是解决摩擦副材料、 工艺、 结构的问题，所以说开发轴向柱塞泵是很不容易的。CY 泵研制成功的经验表明:产品要吸受国内外产品的优点，不断改进。试验才能暴露问题，发现问题就改进、试验、再改进、再试验，反复进行，只有这样技术才能进步，产品才能创新 。

　　通过CY型轴向柱塞泵的研制成功，使我国积累了自主设计制造轴向柱塞泵经验， 在1985年机械工业出版社出版了我写的《柱塞式液压泵》一书，全面介绍柱塞泵的设计、计算方法，性能和寿命，使用和维护等内容，这本书后来成为一些柱塞泵生产厂的教材。

　　在国产泵中CY泵是很有影响的，它的主要成绩和贡献有哪些?

　　彻底改变了我国工业机械特别是锻压机械无泵可选的局面;

　　为我国第一颗洲际导弹发射成功作出了贡献：

　　在我国第一颗洲际导弹发射成功以后，上海、启东、邵阳三个厂收到国防科工委发给它们的嘉奖证书。此外CY 泵还获得机械部科技进步三等奖 4项和1979 年全国科学大会奖。

　　贯彻国标、抓型式试验、发放生产许可证促使CY 泵质量提高：

　　1986 年机械部为了保证产品质量，要求对CY 型轴向柱塞泵发放生产许可证。我国液压件只有这一个产品发了许可证。柱塞泵许可证是按排量发放的。当时生产CY 柱塞泵的厂都要进行按国家标准进行型式试验，先在自己厂里试，再把泵送到济南铸锻所做试验，合格以后再由铸锻所带领行业组对厂里的生产工艺、质量保证体系进行检查，如果都合格就发给这个排量泵的生产许可证。铸锻所三个试验台对所有发放许可证的产品做了近三年的试验，CY泵总多共加起来试了4万多个小时，而且都是在40MPa下做耐久性试验。我们也做过泵32MPa耐久性试验，其中两台25 mL/r 的泵在上海做过在 32MPa，1500r/min 下连续3000h 运转的试验，试验以后，泵的容积效率变化在1% 以内，各个零件摩擦副都很好。这样所有厂的制造水平都提高了， 产品可靠性得到保证。 1986年8家厂取得了生产许可证，每一个厂家哪一个排量的泵通过了国家的型式试验标准就发给你哪个排量泵的生产许可证，有效期5年。许可证制度很好地维护了 CY 型轴向柱塞泵的生产秩序，严格保证了产品质量。在执行生产许可证的过程中，我们还与上海交大一起进行了CY型轴向柱塞泵可靠性研究，其中两台25SCY泵在上海交大的试验台上进行了40MPa压力、1500r/min转速连续运转破坏性试验，结果两台泵均试验到1400h后，柱塞球头折断。由于进行了大量的试验，CY 型轴向柱塞泵迅速得到了用户的认可，当时包括冶金等要求较高的行业也都很信任CY泵。所以说CY 泵的可靠性是由严格的型式试验和许可证获得厂严格的生产管理决定的。

　　我国现在是市场经济，当然不能再对液压产品发放生产许可证，但是CY 泵贯沏国家标准，抓型式试验的经验还是值得借鉴的，如果我们现在的产品创优、产品广告都要求提供质检单位的型式试验报告，将有利于产品质量的提高，减少假冒伪劣产品的市场。

　　不断改进和创新：

　　1978年武钢1700轧机要求我们开发恒压变量泵，为冶金工业配套， 于是济南铸锻所与邵阳液压件厂用了两年多的时间联合开发了我国第一台63Pcy14-1B恒压变量泵， 为武钢维修配套使用。恒压变量泵的特点就是节能。 钢铁企业都是长期24h运转的， 所以对节能要求很高。恒压变量泵到达设定的压力以后，流量会自动变小，泵处于一种保压状态，如果系统需要，流量又会迅速升高以满足系统的要求。

　　此外CY 型轴向柱塞泵还有两项创新影响全国，一是在 1985 年开发了CY--Y 系列油泵电动机组，这也是我国第一台油泵电动机组，把油泵和电动机组合到一起，中间没有连轴节和泵架。另一项是在1987 年济南铸锻所和无锡星晨摩擦材料厂一起合作开发的双金属缸体， 1988年通过了鉴定。 我国柱塞泵原来基本上都是用整体铜制造，无锡星辰摩擦材料厂生产的双金属缸体在CY 泵上应用，并在全国得到了推广， 为我国节省了大量铜材， 並大大降低了柱塞泵的成本。现在我国所有的柱塞泵都采用了双金属缸体。当时我们开发双金属缸体做试验也是很严格的，把三台双金属缸体泵拿到済南铸锻所的试验台进行型式试验，并在40MPa 压力下超载试验100h，以后再作32MPa 压力10 万次冲击试验，试验后几对摩擦副基本上没有磨损，泵的容积效率下降不大于1%，柱塞缸内的铜套也设有松动，双金属缸体才算合格 。

　　我国为冶金工业配套的第一台恒压变量泵、我国第一台泵电动机组、 第一个双金属缸体都是从CY 泵上开始诞生的，这都是不断创新的成果。

　　您对CY泵的现状怎么看，它该如何进步?

　　十年不改进，落后20年

　　1992年以后， 许可证放开， 因为这个泵名声很好，用户很多， 图纸又是公开的，所以就有很多厂家开始生产CY泵了，甚至只有几台破机床就生产， 产品竞争不是靠技术进步，而是单纯靠价格竞争，这样带来两个方面的后果：一是企业的利润被挤掉了，技术没有进步，没有资金实现自我更新改造的能力，设备陈旧、工艺落后，越来越落后;另一方面，为了降低成本，粗制滥造，偷工减料，使CY 泵的质量大大降低;这将使产品和企业走向共同灭亡的道路。

　　1985 年，我担任了铸锻所液压研究室的主任， 没有时间再改进CY泵。 同时济南铸锻所也必须自己挣钱养活自己，没有能力继续关注这个产品了。 在1988～1998 年这十年期间这个产品没有任何的攺进，而与此同时国外的产品却作了很多次的改进，比如力士乐A4V泵就在不断地改进，它第一版的样本和它现在的样本差别很大，因比CY泵与国外产品间的差距就越来越大。正是十年不改进，落后二十年。

　　研究国内外柱塞泵的发展动态，开发新产品，促使CY泵更新换代

　　我国加入WTO以后，国门打开，国外的产品就都进来了。现在我国柱塞泵的高端市场几乎全被国外的产品垄断了。 虽然CY泵年产量仍有30多万台，但都在中、低端市场。在20世纪80年代，CY泵在世界上还是比较先进的。 80年代初，曾经一次出口4000 台泵至罗马尼亚，但是1988年以后没有改进和发展，落后很多了。由于我们停滞不前，使曾经对CY 泵很信任的冶金行业的市场现在就几乎被国外的泵垄断了，我作为 C Y 泵的领军人，看到这种情况真的很痛心。所以退休以后，我就在考虑究竟该怎么样促进它的更新换代。退休后我做了很多调查，分析了很多国外的产品，并和一些厂家作了一些单项性试验，用了十年的时间开发出QB 系列经济型、集成式、开式油路用泵。

　　如果说这些年来国外柱塞泵攺进有多方面，但其主要发展方向是节能，即泵的变量控制技术发生了深刻变化。节能泵有两类，一类是闭式油路泵， 一类是开式油路泵。闭式油路的泵发展比较早，因为它的系统标准化， 所以都变成集成式的了。现在萨澳-桑斯川特公司、伊顿公司、 力士乐公司的泵已经占据我国绝大部分闭式油路市场。但是在开式油路泵市场， CY泵因其低廉的价格还支撑着很大一部分市场。因为在中国有大量的乡镇、个体企业存在，这些企业最希望价廉。

　　关于开式油路的节能问题，国外的方向一直是发展负荷传感泵和电液比例压力流量控制泵，也就是压力、 流量都能控制，属于电子泵一类。 但这些泵对中国用户来说实在是太贵了，一台泵是国产泵10～20 倍的价格，我们的很多系统用不起，当然在高端的系统需要用到这样的泵，但在我国大量的液压系统中并不需要。

　　我开始对开式油路的节能进行技术分析，是从恒压变量泵为什么可以节能开始，国外开式系统的节能也是从恒压泵开始，主要解决四个方面问题：一是空载启动时不需要有卸荷回路; 二是泵空运转时泵能自动回到零流量附近，这样可以节省空载能量; 三是系统过载时溢流量应尽可能减小，实现微溢流; 四是流量可随负载需要自动调整，负荷传感泵就能满足这四条。但是大多数

　　开式系统并不需要负载流量自动调整这一条，所以我们就要开发这样一种泵，它可以满足前三条，但不需要自动调整负载流量这一条，少了自动调整负载流量这个功能以后，泵成本会大大降低。我们开发的这种泵就是要占据国外产品空白的这样一个空间，我们把它称为经济型开式油路泵控系统。它可以满足普通常规的液压系统节能的要求。

　　在集成方面，闭式油路系统已经标准化了，所以它将系统的所有的元件都集成在泵和马达上。开式油路如何集成? 我们分析开式油路中距泵出口最近的有溢流阀、换向阀和单向阀三个元件，其中换向阀的大小不仅取决于泵的流量，还取决于系统回程时工作缸回油的流量，所以开式系统的换向阀很大，很难集成在泵上，但溢流阀、单向阀完全可以集成在泵上，这样就可以极大地方便用户。

　　闭式油路系统已经被国外占领了多年，我们暂时很难打开缺口。 所以我们只有先针对开式油路，开发推广这种具有中国特色的经济型、集成式开式油路泵控系统。QB 系列泵控系统在功能完全可以取代CY 型轴向泵，但QB系列泵控系统的推广应用还有一个过程，CY 型轴向泵在现有主机上还有数百万台正在使用，这些设备的维修配套暂时还无法使用QB 系列泵，因此还开发了内脏与QB 系列泵完全通用、但外部安装连接尺寸与现有CY14-1B型泵完全一致的改进型CY 型轴向泵，满足一些仍然要使用CY 泵用户的需要，这种改进型的CY泵， 噪声低、 性能好、 重量却比原CY泵减轻30%～50%，成本降低15% 右，这样既有利于推广QB 系列泵，又不使现有的CY 型轴向泵供求上出现断挡。

　　逐步实现QB系列泵的规模化生产和CY 泵行业的重组

　　QB系列和改进型CY泵系列共有六项专利，我希望用这些专利控制生产厂的数量，实现这类泵的规模化生产和CY 泵行业的重组。

　　您认为我国柱塞泵生产未来该怎样发展?

　　转变经济发展方式，走专业化生产的道路

　　要像生产汽车一样生产柱塞泵。整泵生产厂应逐步形成年产量 8～10万台以上的规模。例如CY 泵产量这么大，完全可以组织滑靴、柱塞生产厂，传动轴、缸体和许多零件都可以组织专业的生产厂， 领头的组装成套厂建立技术开发中心， 不断研发新产品。 它只生产泵壳体零件和负责泵的装配、试验。这样效率高、成本低、开发新产品快。1981 年我到日本考察， 看见油研公司只用两台加工中心一年生产三万台轻型柱塞泵就是这么干的。如果一个厂样样零件都做，大家都搞整泵，大小试验台都要，这样不仅投资大，泵的污染控制也搞不好，这就叫低水平的重复，产品的质量必然低。最后产品和企业都将走向灭亡。

　　据了解，最近力士乐也在把它的A4V泵零件扩散到国内一些厂生产，它同样也在走专业化和本土化生产的道路，这是发展柱塞泵的一条捷径，投资少、见效快。

　　我国的汽车工业在很短的时间，发展为产量世界第一： 温州的打火机、 皮鞋能很快走向世界， 浙江永康的标准件生产全国闻名等都是靠专业化协作分工发展起来的，它们的经验值得我们液压行业好好学习。

　　技术不断进步 、产品不断创新、管理不断改革

　　我从1961 年参加工作以来，见证了几十年柱塞泵发展的历史，也见证了中国液压工业发展的历史。我亲眼看见20世纪50年代世界上赫赫有名美国的奥格(Oilgear)径向泵被淘汰，而发展为现在的斜盘轴向泵;也亲眼看见德国的斜轴泵由铰式传动改进为连杆传动、A2V 弯轴泵被淘汰，其中单向变量泵被A7V、双向变量泵被A4V取代的过程，A2F 由250 角改进为400 角结构上的变化。所以技术进步永无止境，不能停步， 不进则退。 希望我们国家的液压件能够在技术不断进步，产品不断创新， 管理上不断攺革， 彻底改变液压工业的的落后面貌，使企业永远立于不败之地。

　　现在我国政府认识到基础件工业的落后，提出发展基础件工业，于是很多地方都出现了新的液压件生产厂家。作为设计开发柱塞泵几十年的老专家，您对这些新投资液压件的厂家有何建议?

　　更新观念、转变发展方式

　　有资金进来是一件好事，我觉得液压产品没有投资是不行的。但我要提醒大家: 如果一步就投资很大，将来有可能会背包袱。因为我国液压产品的市场反应很慢，一个产品被用户大量接受要有相当长的时间。以柱塞泵为例，第一步要先进行试制，以现在的条件，试制一台柱塞泵需要半年到一年的时间，第二步进行试验，包括比较全面的型式试验等各方面的试验，也必须要半年到一年，试验完成或与此同时要拿给用户去考验，用户

　　考验又至少半年到一年。即使产品图纸是成熟的，对于一个柱塞泵产品这三步也是必须要做的，这三步的时间就需要两到三年。然后用户接受认为可以大量使用，这时才可以转入批量生产，这又需要1～2 年时间。CY 泵成熟用了16年的时间，国外开发一种柱塞泵一般也要8～10 年。现在的厂家如果从测绘引进消化开始，最快也要3～5年的时间产品才能大量被用户所接受，这3～5年就是无盈利期。所以我认为开始不要一下投太多的资金， 否则负担太重。可以先有少量投资 (1～2亿人民币) ， 把基本条件建立，培养人材，先试制、试验、开发市场，然后根据市场开发的情况逐步投入，从技术入手采取滚动式发展。这就是：统一规划，分步实施，逐步投入，滚动发展。 这样企业不会背包袱，产品可以逐步进入市场。

　　液压件很重要的一点是可靠性，比如行走机械半路趴窝，这是用户最不能接受的。而可靠性是需要时间检验的，CY泵在试验台上总共试了4万多个小时。所以一个企业3～5 年能把液压产品推向市场，8～10年创出牌子建成有一定规模的企业就很好了。

　　大力培养既懂理论又有实践经验的人材，有条件的兼并重组现有企业液压件生产人是第一位的，技术人员、工人、管理人员都要经过严格的技术培训，逐步熟悉，才能上岗。这是一个很艰苦的过程。所以现在准备投巨资进入液压行业的企业，最好先从兼并一些基础较好的液压件厂开始，这样时间短，见效快。例如力士乐以前是生产铸件的，后转产生产阀，大量使用自已优良的铸造技术， 为了 开 发 柱 塞 泵 ， 它 兼 并 了 德 国Hydromatik和Bruninghaus两个生产柱塞泵的厂家，把柱塞泵搞上去了。 现在全世界的液压工业都在重组，例如德国博世兼并了力士乐，美国伊顿兼并了威格斯，美国派克兼并了丹尼逊，我们准备进入液压行业的投资人是否也可以考虑选准产品后，和一些国内外较好的企业进行兼并重组，对它进行技术改造，建立技术研发中心， 培训人员做大做强。由于这些被兼并的企业原来就有一定市场，有一定的人员，因此比重新组建一个企业去开辟市场速度要快得多、风险也小得多， 当然我国有一种情况：一些私营企业主都愿意做小老板，而不愿意做小股东， 所以这也是一件很难做的工作，但还必须要做。当然把企业做大做强， 在竞争中显示有实力才能更快实现兼并重组。

　　您已经七十多岁了，还在为液压行业作贡献，真的很让人尊重和佩服。

　　我干了一辈子的液压，以搞柱塞泵为主，也搞过油压机、 高压滑阀和系统，我愿意把我的知识和经验都贡献出来，也愿意扶植一些企业并为我国柱塞泵的研发培养更多的人才。有企业请我协助他们开发工程机械用闭式系统泵——马达和培养人才，已取得初步成功， 正在进行泵和马达的耐久性试验。我希望看到我国的液压技术有更快的进步，产品质量能与国外产品相媲美，这是我毕生为之奋斗的愿望。我虽然年过70，但仍然要为我国的液压事业贡献一份力量，生命不息、 奋斗不止，应是我的座佑铭。 但是现在有些厂家却想借我的名义弄虚作假，为厂里捞取利益，这让我很生气。我说：我享受国务院特殊津贴，这是国家对我的信任，我要对国家负责，对用户负责，弄虚作假的事情我不能干。