各种泵的结构原理

柱塞泵是液压系统的一个重要装置。

它依赖柱塞在缸体中来去运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。

柱塞泵拥有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调
节方便等长处，被宽泛应用于高压、大流量和流量需要调理的场合，诸如液压机、项目机械和船舶中。

柱塞泵
机械分类
轴向柱塞泵
轴向柱塞泵是活塞或柱塞的来去运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。

轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内来去运动所产生的容积变化来进行工作的。

由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时能够达到很高的精度配合，所以容积效率高，运行安稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等长处，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。

直轴斜盘式柱塞泵
直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型的自吸油型两种。

压力供油型液压泵多数采纳有气压的油箱，也有液压泵自己带有补油分泵向液压泵进油口供给压力油的。

自吸油型液压泵的自吸油能力很强，无需外力供油。

靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，一定等液压渍箱达到使用气压后，才能操作机械。

如液压油箱的气压不足时就担当机器，会对液压泵内的与滑鞭造成拉脱现象，出会造成泵体内回程板与压板的非正常磨损。

径向柱塞泵
径向柱塞泵可分为阀配流与轴配流两大类。

阀配流径向柱塞泵存在故障率高、效率
柱塞泵
低等弊端。

国际上 70 、 80 年月发展的轴配流径向柱塞泵战胜了阀配流径向柱塞泵的不足。

由于径向泵结构上的特色，陕定了轴配流径向柱塞泵比轴向柱塞泵耐冲击、寿命
长、控制精度高。

变量行程短泵的变量是在变量柱塞和限位柱塞作用下，改变定子的偏
心距实现的，而定于的最大偏爱距为 5 — 9mm< 依据排量大小不一样），变量行程很短。

且变量机构设计为高压操控，由控制阀进行控制。

故该泵的响应速度快。

径向结构设计
战胜了如轴向柱塞泵滑靴偏磨的问题。

使其抗冲击能力大幅度提升。

液压柱塞泵
液压柱塞泵靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，一定等液压渍箱达到使用
气压后，才能操作机械。

直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型的自吸油型两种。

压力供油
型液压泵多数采纳有气压的油箱，也有液压泵自己带有补油分泵向液压泵进油口供给压
力油的。

自吸油型液压泵的自吸油能力很强，无需外力供油。

关于自吸油型柱塞泵，液
压油箱内的油液不得低于油标下限，要保持足足数目的液压油。

液压油的洁净度越高，
液压泵的使用寿命越长。

结构形式
柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种代表性的结构形式；由于径向柱塞泵
柱塞泵
属于一种新式的技术含量比较高的高效泵，跟着国产化的不停加速，径向柱塞泵必定会
成为柱塞泵应用领域的重要构成部分；详细详见径向柱塞泵百科
[1]；以下仅以轴向柱塞泵为例进行解说。

轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内来去运动所产生的容积变化来进
行工作的。

由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时能够达到很高的精度配合，所以具
有容积效率高，运行安稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等长处，但对液压油的
污染较敏感，结构较复杂，造价较高。

MCY14-1B：定量柱塞泵
SCY14-1B：手动变量柱塞泵
YCY14-1B：压力变量柱塞泵
BCY14-1B：电液控制柱塞泵
PCY14-1B：恒压变量柱塞泵
柱塞泵的泵油机构包含两套精细偶件：柱塞<plunger）+柱塞套(barrel>构成柱塞偶件(plunger and barrel assembly><图5-11）、出油阀<delivery valve）和出油阀座(delivery valve seat>构成出油阀偶件(delivery valve assembly
柱塞和柱塞套是一对精细偶件，经配对研磨后不可以交换，要求有高的精度和光洁度
和气的耐磨性，其径向空隙为0.002 ～ 0.003mm
柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并经过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循
环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体
后，应用定位螺钉定位。

柱塞头部斜槽的地点不一样，改变供油量的方法也不一样。

出油阀和出油阀座也是一对精细偶件，配对研磨后不可以交换，其配合空隙为0.01 mm。

出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严实配合，其作用
是在停供时，将高压油管与柱塞上端空腔隔断，防备高压油管内的油倒流入喷油泵内。

出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能经过柴油。

出油阀的锥面下有一个小的
圆柱面，称为减压环带，其作用是在供油终了时，使高压油管内的油压快速降落，防止
喷孔处产生滴油现象。

当环带落入阀座内时则使上方容积很快增大，压力快速减小，停
喷快速。

工作阶段
工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往
柱塞泵
复运动，进而达成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。

进油过程
<当凸轮的突出部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间
称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔翻开后，充满在油泵上体
油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。

供油过程
当凸轮轴转到凸轮的突出部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃
油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。

当柱塞顶面遮住套筒长进油孔的上缘
时，由于柱塞和套筒的配合空隙很小）使柱塞顶部的泵油室成为一
个密封油腔，柱塞持续上涨，泵油室内的油压快速高升，泵油压力> 出油阀弹簧力+高压油管节余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，经过喷油器喷入燃
烧室。

回油过程
柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽 < 停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低
压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽交流，油压忽然降落，出油阀在弹簧力
的作用下快速封闭，停止供油。

今后柱塞还要上行，当凸轮的突出部分转过去后，在弹
簧的作用下，柱塞又下行。

此时便开始了下一个循环。

结论：经过上述议论，得出以下结论
①柱塞来去运动总行程L 是不变的，由凸轮的升程决定。

②柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程, 供油行程不受凸轮轴控制是可变的。

③ 供油开始时辰不随供油行程的变化而变化。

④ 转动柱塞可改变供油终了时辰，进而改变供油量。

3.国产系列柱塞式喷油泵
国产系列柱塞泵主要有 A 、 B 、 P 、 Z 和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号等系列。

系列化是依据柴油机
单缸功率范围对供油量的要求不一样，以柱塞行程，泵缸中心距和结构型式为基础，再
分别配以不一样尺寸的柱塞直径，构成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵，
以知足各样柴油机的需要。

国产系列喷油泵的工作原理和结构型式基真同样，以 A 型泵为例介绍柱塞式喷油泵的结
构和工作原理。

柱塞泵由四大多数构成：分泵、油量调理机构、传动机构和泵体
国产最新智能柱塞泵为微办理器智能控制，液晶屏显示，可与电脑进行通信，拥有工作压
力稳固、脉动小、操作方便等特色。

宽泛用于生化、医药、化工、环保等行业，知足以上
行业需要连续恒压、恒流输送液体的要求。

主要特色
采纳双柱塞结构，压力脉动小，宝石球寿命长；
采纳进口宝石柱塞和宝石球，保证流量精准
经过 RS232接口与电脑通信，可直接由电脑进行控制；
接触介质资料耐有机溶剂腐化；
内建过压保护和流量校订系统；
大屏幕液晶显示；
精心设计的排气装置有效除掉输送液体中的气泡。

流量与压力设定可记忆可与PLC实现通信< 定制）
软件功能
及时显示目前压力、设定压力、设定流量；及时曲线显示泵工作压力可按两种方式设定流量和压力，快捷适用；拥有准时功能，方便设定泵的工作时间；可保留当前工作压力，便于查察；可打印目前压力等重要参数。

平流泵 < 柱塞泵）产品宽泛应用于石油勘探开发评论实验、石油化工的催化反响、聚合
反响、食品、制药、液相色谱剖析、超临界萃取、分别、原子能科学、环境科学、工艺
设施、实验设施以及各样液体的微量送液等方面。

TBP系列平流泵< 柱塞泵）的各项性能指标能够知足油田流体渗流流变特征研究的要求，填充了我国在有关实验技术领域装
备制造上的空白，达到同类仪器的国际先进水平。

机械原理
概括
柱塞泵柱塞来去运动总行程L 是不变的，由凸轮的升程决定。

柱塞每循环的供油量
大小取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的。

供油开始时辰不随供油行程
的变化而变化。

转动柱塞可改变供油终了时辰，进而改变供油量。

柱塞泵工作时，在喷
油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下来去运动，进而达成泵油
任务，泵油过程可分为以下三个阶段。

进油过程
当凸轮的突出部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间<称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔翻开后，充满在油泵上体
油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。

供油过程
当凸轮轴转到凸轮的突出部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃
油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。

当柱塞顶面遮住套筒长进油孔的上缘
时，由于柱塞和套筒的配合空隙很小）使柱塞顶部的泵油室成为一
个密封油腔，柱塞持续上涨，泵油室内的油压快速高升，泵油压力> 出油阀弹簧力+高压油管节余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，经过喷油器喷入燃
烧室。

回油过程
柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽< 停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油
室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽交流，油压忽然降落，出油阀在弹簧力
的作用下快速封闭，停止供油。

今后柱塞还要上行，当凸轮的突出部分转过去后，在弹
簧的作用下，柱塞又下行。

此时便开始了下一个循环。

柱塞泵以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，而且方向相反，柱塞
向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀翻开液体被吸入缸内，柱塞向另一个
方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被翻开，被吸入缸内的液体被排出。

这类工作
方式连续运动后就形成了连续供油。

机械使用
柱塞泵缸体镶装铜套的，能够采纳改换铜套的方法安装。

第一把一组柱塞杆处径修
整到一致尺寸，再用1000# 以上的砂纸抛光外径。

缸体安装铜套的三种方法：
<a ）缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压，过盈装置；
<b ）采有乐泰胶粘着装置，这咱方法要求铜外衣外径表面有沟槽；
<c ）缸孔攻丝，铜套外径加工螺纹，涂乐泰胶后，旋入装置。

熔烧联合方式的缸体与铜套，安装方法以下：
<a ）采纳研磨棒，手工或机械方法研磨修复缸孔；
<b ）采纳座标镗床，从头镗缸体孔；
<c ）采纳铰刀修复缸体孔。

<3 ）采纳“表面项目技术”，方法以下：
<a ）电镀技术：在柱塞表面镀一层硬铬；
<b ）电刷镀技术：在柱塞表面刷镀耐磨资料；
<c ）热喷涂或电弧喷涂或电喷涂：喷涂高碳马氏体耐磨资料；
<d ）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。

<4 ）缸体孔无铜套的缸体资料多数是球墨铸铁的，在缸体内壁上制备非晶态薄膜
或涂层。

由于缸体孔内壁有了这类特别物质，所以才能构成硬—硬配对的磨擦副。

机械保护
采纳补油泵供油的柱塞泵，使用3000h后，操作人员每天需对柱塞泵检查1-2
次，检查液压泵运行声响能否正常。

如发现液压缸速度降落或闷车时，就应当对补油泵
解体检查，检查叶轮边沿能否有刮伤现象，内齿轮泵空隙能否过大。

关于自吸油型柱塞
泵，液压油箱内的油液不得低于油标下限，要保持足足数目的液压油。

液压油的洁净度
越高，液压泵的使用寿命越长。

柱塞泵最重要的零件是轴承，假如轴承出现游隙，则不可以保证液压泵内部三对磨擦
副的正常空隙，同时也会损坏各磨擦副的静液压支承油膜厚度，降低柱塞泵轴承的使用
寿命。

据液压泵制造厂供给的资料，轴承的均匀使用寿命为10000h ，超出此值就需要
改换新口。

拆卸掉来的轴承，没有专业检测仪器是没法检测出轴承的游隙的，只好采纳
目测，如发现滚柱表面有划痕或变色，就一定改换。

在改换轴承时，应注意原轴承的英文字母和型号，柱塞泵轴承多数采纳大载荷容量
轴承，最好购置原厂家，原规格的产品，假如改换另一种品牌，应讨教对轴承有经验的
人员查表对调，目的是保持轴承的精度等级和载荷容量。

柱塞泵使用寿命的长短，与平常的保护养护，液压油的数目和质量，油液洁净度等
有关。

防止油液中的颗粒对柱塞泵磨擦副造成磨损等，也是延伸柱塞泵寿命的有效途
径。

在维修中改换零件应尽量使用原厂生产的零件，这些零件有时比其余仿制的零件价
格要贵，但质量及稳固性要好，假如购置售价廉价的仿制零件，短期内仿佛是节俭了费
用，但由此出带来了隐患，也可能对柱塞泵的使用造成更大的危害。

配流盘有平面配流和球面配流两种形式。

球面配流的磨擦副，在缸体配流面划痕比
较浅时，经过研磨手段修复；缸体配流面沟槽较深时，应先采纳“表面项目技术”手段填平沟槽后，再进行研磨，不行盲目研磨，，以防铜层变薄或漏油出钢基。

( 一>容积式
分
来去式展转式
类
机壳内的转子或转动部
基借活塞在汽缸内的往
件旋转时，转子与机壳
本复作用使缸内容积反
之间的工作容积发生变
原复变化，以吸入和排
化，借以吸入和排出流
理出流体
体
动
画
演
示
产
活塞泵齿轮泵，螺杆泵
品
例
证
( 二>叶片式 back to top
叶片式泵与风机的主要结构是可旋转、带叶
片的叶轮和固定的机壳。

经过叶轮旋转对流体作功，进而使流体获取能量。

依据流体的流动状况，可将它们再分为以下数
种：
分
离心式
轴流式
混流
类
式
离心
基
旋转叶片的挤压推动力使流
式和
本叶轮高速旋转时产生的离
轴流
体获取能量，高升其压能和
原心力使流体获取能量
式的
动能
理
混淆
体
结
做
整
体构
做功零件
整体结构
做功零件
整体结构
功
演
部
结
示
件
构
见后
一节
<
略）
产
混流品中央空调或冷库用轴流式送中央空调用离心风机送水例水泵
泵证
第二节泵与风机的工作原理back to top
一、离心式泵与风机的工作原理back to top
叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获取
能量，即流体经过叶轮后，压能和动能都
获取提升，进而能够被输送到高处或远
工作处。

叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶原
理轮旋转时，流体轴向流入，而后转 90 度
进入叶轮番道并径向流出。

叶轮连续旋转，
在叶轮进口处不停形成真空，进而使流体
连续不停地被泵吸入和排出。

各样泵的结构原理
图样
表现
整体
结构
二．轴流式泵与风机工作原理back to top
轴流式泵与风机的工作原理是，，风机结构以下左侧两图所示 , 下第三个图为轴流泵的结构图( 点击可放大>。

旋转叶片的挤压推动力使流体获取能量，
高升其压能和动能，叶轮安装在圆筒形( 风
机为圆锥形 >泵壳内 , 当叶轮旋转时，流体
工作
轴向流入，在叶片叶道内获取能量后，沿
原理
轴向流出。

轴流式泵与风机合用于大流量、
低压力，制冷系统中常用作循环水泵及送
引风机。

图样
表现
三．贯流式风机的工作原理back to top
由于空气调理技术的发展，要求有一种小
工作风量、低噪声、压头适合和在安装上便于原
理与建筑物相当合的小型风机。

贯流式风机
就是适应这类要求的新式风机。

图样
表现
最近几年来
贯流式风机的主要特色以下：
( 一>叶轮一般是多叶式前向叶型，但两个端面是封闭的。

( 二>叶轮的宽度 b 没有限制，当宽度加大时．流量也增添。

( 三>贯流式风机不像离心式风机是在机壳侧板上张口
负气流轴向进入凤机，而是将机壳部分地敞开负气流直接径向进入风机。

气流横穿叶片两次。

某些贯流式风机在叶轮内缘加设不动的导流叶片，以改良气流状态。

( 四>在性能上，贯流式风机的全压系数较大．性能曲线是驼蜂型的，效率较低，一般约为 30％一50％。

( 五>进风口与出风口都是矩形的，易与建筑物相当合。

贯流式风机到现在还存在很多问题有待解决。

特别是
各部分的几何形状对其性能有重要影响。

不完美的
结构甚至完整不可以工作，但小型的贯流式风机的使用范围正在稳步扩大。

四、其余常用泵back to top
1、来去泵的工作原理
工利用偏爱轴的转动经过连杆装置带动活塞的
作运动，将轴的圆周转动转变为活塞的来去运
原动。

活塞不停来去运动，泵的吸水与压水过
理程就连续不停地交替进行。

图样表现
总体结构
特殊结构示例
2、水环式真空泵back to top
工作原理水环式真空泵叶片的叶轮偏爱地装在圆柱形泵壳内。

泵内注入必定量的水。

叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。

由于泵壳与叶轮不一样心，右半轮毂与水环间的进气空间渐渐扩大，进而形成真空，负气体经进气管进入泵内进气空间。

随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被渐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。

4
图样表现
3、罗茨真空泵工作原理back to top
罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相像。

由于转子的不停旋转，被抽气体从
进气口吸入到转子与泵壳之间的空间 v0 内，
再经排气口排出。

由于吸气后 v0 空间是全
封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩
和膨胀。

但当转子顶部转过排气口边沿，
v0 空间与排气侧相通时，由于排气侧气体
压强较高，则有一部分气体返冲到空间 v0
中去，负气体压强忽然增高。

当转子持续
转动时，气体排出泵外。

工作
一般来说，罗茨泵拥有以下特
原理
点：
在较宽的压强范围内有较大的抽速；
●起动快，能立刻工作；●对被
抽气体中含有的尘埃和水
蒸气不敏感；
●转子不用润滑，泵腔内无油；
●振动小，转子动均衡条件较
好，没有排气阀；
●驱动功率小，机械摩擦损失
小；
●结构紧凑，占地面积小；
●运行保护花费低。

所以，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得
到宽泛的应用。

图样
表现
4、旋片式真空泵工作原理back to top
旋片式真空泵 <简称旋片泵）是一种油封式
机械真空泵。

其工作压强范围为
101325~1.33×10 -2<Pa）属于低真空泵。

它能够独自使用，也能够作为其余高真空泵
或超高真空泵的前级泵。

它已宽泛地应用于
冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石
油及医药等生产和科研部门。

旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等构成。

在旋片泵的腔内偏爱地
安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相
切<两者有很小的空隙），转子槽内装有
带弹簧的二个旋片。

旋转时，靠离心力和
弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持
接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑
工作
动。

原理
两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分开成 A、B、C三部分。

当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的
空间 A 的容积是渐渐增大的，正处于吸气过
程。

而与排气口相通的空间 C的容积是渐渐
减小的，正处于排气过程。

居中的空间 B 的
容积也是渐渐减小的，正处于压缩过程。

由
于空间 A 的容积是渐渐增
大<即膨胀），气体压强降低，泵的进口处
外面气体压强盛于空间 A 内的压强，所以
将气体吸入。

当空间 A 与吸气口隔断时，
即转至空间 B 的地点，气体开始被压缩，
容积渐渐减小，最后与排气口相通。

当被
压缩气体超出排气压强时，排气阀被
压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排
至大气中。

由泵的连续运行，达到连续抽
气的目的。

假如排出的气体经过气道而转
入另一级<低真空级），由低真空级抽走，
再经低真空级压缩后排至大气中，即构成
了双级泵。

这时总的压缩比由两级来负担，
因此提升了极限真空度。

图样
表现
5、齿轮泵工作原理
齿轮泵拥有一对相互啮合的齿轮，以下图，
齿轮主动轮固定在主动轴上，轴的一
端伸出壳外由原动机驱动，另一个齿轮从工作
动轮装在另一个轴上，齿轮旋转时，液体
原理
沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被
两个齿轮分别挤压到排出空间集合 ( 齿与
齿啮合前 >，而后进入压油管排出。

图样
表现
7、螺杆泵工作原理back to top
螺杆泵乃是一种利用螺杆相互啮合来吸入
和排出液体的展转式泵。

螺杆泵的转子由
主动螺杆 ( 能够是一根，也可有两根或三
根>和从动螺杆构成。

主动螺杆与从动螺
工作
杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流体
原理
从吸进口进入，被螺旋轴向前推动增压至
排出口。

此泵合用于高压力、小流量。

制
冷系统中常用作输送轴承润滑油及调速器
用油的油泵。

图样
表现
8．发射泵工作原理back to top
将高压的工作流体 7，由压力管送入工作喷
嘴 6，经喷嘴后压能变为高速动能，将喷嘴
外头的液体 ( 或气体 >带走。

此时因喷嘴出
口形成高速使扩散室 2 的喉部吸入室 5 造
成真空，进而使被抽吸流体 8 不停进
工作入与工作流体 7 混淆，而后经过扩散室将原理压力稍高升输送出去。

由于工作流体连续
发射，吸入室持续保持真空，于是得以不
停地抽吸和排出流体。

工作流体能够为高
压蒸汽，也可为高压水，前者称为蒸汽发
射泵，后者称为射水抽气器。

这类泵在制
冷系统中较为少见。

图样
表现。