近年来,随着中国基建事业的高速发展,越来越多的世界级高难度大型基建工程项目被开发,与此同时,对工程机械的需求也日益增加,液压挖掘机作为工程建设中最主要的工程机械机型之一,其需求量尤为突出。由于部分大型基建项目工作环境恶劣,在高寒(-40℃)沙漠地带,这对工程机械,尤其液压挖掘机提出了更加严峻的挑战,柱塞泵作为液压挖掘机的核心动力元件,自然也被提出了新的更高的要求,然而传统柱塞泵无法满足低温环境下的特殊工况,因此研制适用于低温环境下的柱塞泵迫在眉睫。本文在国内外柱塞泵研究的基础上,为了使柱塞泵朝着更低的使用温度发展,展开了一系列研究,具体如下:首先,通过对低温工况和柱塞泵使用性能进行分析,综合比较各种柱塞泵结构后,选择以哈威V60N系列斜盘式轴向柱塞泵为基础。通过理论计算和逆向设计完成了柱塞、滑靴等关键零件的结构设计和尺寸计算,同时对缸体稳定性、滑靴平衡性及油膜厚度进行了验证性计算与分析。并利用Autodesk Inventor软件对柱塞泵完成三维装配建模,进行了干涉检查。其次,针对低温工况对液压柱塞泵性能的影响,在液压油、橡胶密封件材料、元件金属材料等方面进行了分析研究。通过分析液压油的主要理化性质、选择原则及低温环境对液压油的要求等,对比分析优选出适用于低温环境下的液压油;通过分析橡胶密封材料的种类、性能、选用要求及低温工况对橡胶密封的影响等,优选出适用于低温下的橡胶密封件材料;通过分析金属材料的性能和选择原则,优选出适用于低温环境下的金属材料。最后,从仿真分析、原理样机加工难点分析、柱塞泵低温储藏和运行试验等方面进行了分析研究。利用仿真软件ANSYS Workbench进行仿真分析,评判了低温对壳体零件的热变形与柱塞副配合间隙的影响甚微,基本不影响低温泵的正常使用;对低温柱塞泵关键零部件加工难点进行分析,解决了原理样机在制造过程中的问题和困难;用低温箱进行低温储藏试验,低温储藏后关键零件变形很小,表明该柱塞泵满足低温工况下的使用要求;完成低温试验台搭建,进行低温运行试验,分析了低温环境下斜盘式轴向柱塞泵的低温性能,得出低温下出油口流量虽然有所降低,但基本不影响柱塞泵的使用。