第二章 液压泵
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东北大学《液压与气压传动》第二章
重点难点:
容积式泵工作原理、必要条件 齿轮泵工作原理、排流量计算 容积式泵的共同弊病、 困油现象的实质 空压机工作原理
第二章 能源装置及辅件
第一节 概 述 一、能源装置的组成
液压能源装置和气源装置
液压能源装置用来向液压系统输送具有一定压力和流量的 清洁的工作介质；
气源装置则向气动系统输送一定压力和流量的洁净的压缩空气。 液压泵站一般由泵、油箱和一些液压辅件（过滤器、温控元 件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）组成，这些辅件是相 对独立的，可根据系统的不同要求而取舍，一些液压控制元件 （各种控制阀）有时也以集成的形式安装在液压泵站上。 气源装置则由空压机、压缩空气的净化储存设备（后冷却器 、油水分离器、储气罐、于燥器及输送管道）、气动三联件（分 水过滤器、油雾器及减压阀）组成，还有一些必要的辅件，如自 动排水器、消声器、缓冲器等.
V = 2(V1 V2 ) z = 2b[π ( R
2
R r r ) sz ] cosθ
2
式中 R，r—叶片泵定子内表面圆弧 部分长、短半径； θ—叶片倾角。 泵的实际输出流量为
q = Vn η v = 2b[π ( R
2
R r r ) sz ]nη v cos θ
2
对高压叶片泵常采用以下措施来改善叶片受力状况： 1）减小通往吸油区叶片根部的油液压力，即在吸油区叶片根部与压油腔之间串 联一减压阀或阻尼槽，使压油腔的压力油经减压后再与叶片根部相通。这样叶片 经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不会太大。 2）减小叶片底部承受压力油作用的面积。 图 2－16a所示为子母叶片的结构，母叶片3和子叶片4之间的油室 f始终 经槽 e、d、a和压力油相通，而母叶片的底腔 g则经转子1上的孔 b和所在油 腔相通。这样，叶片处在吸油腔时，母叶片只在压油室 f的高压油作用下压 向定子内表面，使作用力不致太高。
液压泵结构与工作原理
液压泵职能符号（国家及ISO标准）
特 性分类 单向定量 双向定 量 单向变 量 双向变 量
液压泵
图3－34
(一)液压泵
1、压力 p (工作压力、额定压力、最 大压力) 2、排量 q、流量 Q 3、液压泵的功率W和效率 4、转速 n 5、自吸能力
流量公式
Q QtV Qt nq
(%) 效率
液压泵的特性曲线图
m
95 90 85 80 75 70 ( =1300r/min) 20 40 60 80 100 120 140 160 (MPa)
第二节 齿轮泵
一、工作原理 二、 流量计算和流量脉动 三、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点
齿轮泵的工作原理
简单构造
– 一对互相啮合的齿轮 (The teeth meshed) – 主动齿轮由原动机带动回转，齿顶和端面被泵体和前后端盖包围 – 由于相啮合齿的分隔，吸入腔和排出腔隔开
液压泵的功率和效率
(1)输入功率 Pi
pQ
P0 (2)效率 Pi
V m
Q Qt Q Q V 1 Qt Qt Qt
Tt m T
液压泵理论转矩的推导
TtW pQt
W 2n
pq 从而得到： Tt 2
Qt nq
v
100
轴向柱塞泵排量和流量公式
d 2 zDtg q
4
2
2 2
d zDtgV Q
4
流量不均匀系数 公式
2z tg
4z
(当z为奇数 )
tg （当z为偶数） z 2z
流量不均匀系数 与柱塞数z的关系
液压传动与控制技术(泵和马达)
液压传动与控制
一转内密封容积变化两个循环。所以密封容积每转内吸油、 压油两次，称为双作用泵。 双作用使流量增加一倍，流量也相应增加。 排量和流量:
q 2 ( R — r ) B
2 2
Q 2 ( R — r ) Bn V
2 2
无流量脉动：理论分析可知，流量脉动率在叶片数为4的整 数倍、且大于8时最小。故双作用叶片泵的叶片数通常取为12 。
液压传动与控制
3. 功率与效率 能量损失包括两部分： 容积损失——由于泵和马达本身的泄漏所引起的能量损失。 机械损失——由于泵和马达机械副之间的磨擦所引起的能量 损失。
液压传动与控制
1）液压泵 如无能量损失，泵的理论机械功率应 等于理论液压功率，即：
2 nT t pQ t pqn
Tt pq 2
液压传动与控制
§2- 1 概述
液压泵和液压马达是一种能量转换装置。 液压泵是液压系统的动力元件，其作用是把原动机输入的机 械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量的液流。 液压马达则是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能 转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功 。 液压泵和液压马达从原理上讲是可逆的，当用电动机带动其 转动时为液压泵；当通入压力油时为液压马达。 液压泵和液压马达的结构基本相同，但功能不同，它们的实 际结构有差别。
Py pQ pqn V 5 10 20 10
5 —6
1450 / 60 0 . 95 2296 W
泵的输出功率
Pm = Py η = 2296 0 .9 = 2551 W
液压传动与控制
例：某液压马达排量为25mL/r，进口的压力8Mpa，回 油背压为1Mpa，泵的容积效率为0.92，总效率为0.9，当 输入流量为25L/min。求马达的输出转矩和转速？ 解：输出转矩
第二章 液压泵
的措施：
▪ 采用浮动配流盘实现端面
间隙补偿
▪ 减小通往吸油区叶片根部
的油液压力（↓p）
▪ 减小吸油区叶片根部的有
效作用面积 –阶梯式叶片（↓s ） –子母叶片（↓b ） –柱销式叶片 （↓b ）
单作用叶片泵
工作原理
• 定子 内环为圆
• 转子 与定子存在 偏心e，铣有z 个叶 片槽
• 叶片 在转子叶片 槽内自由滑动，宽度 为B
• 转子 铣有Z个叶片 槽，且与定子同心， 宽度为B
• 叶片 在叶片槽内 能自由滑动
• 左、右配流盘 开 有对称布置的吸、压 油窗口
• 传动轴
双作用叶片泵工作原理
工作原理 由定子内环、
转子外圆和左右配流盘组成的 密闭工作容积被叶片分割为四 部分，传动轴带动转子旋转， 叶片在离心力作用下紧贴定子 内表面，因定子内环由两段大 半径圆弧、两段小半径圆弧和 四段过渡曲线组成，故有两部 分密闭容积将减小，受挤压的 油液经配流窗口排出，两部分 密闭容积将增大形成真空，经
• 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 • 叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵 • 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵
按排量能否变量分定量泵和变量泵。
• 单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵
选用原则：
• 是否要求变量 要求变量选用变量泵。 • 工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 • 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 • 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 • 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。
• 容积效率ηv：ηv= q /q t =（q t - Δq）/ q t
=1-Δq /qt=1-kp /nV 式中 k 为泄漏系数。
泵的功率和效率
▪ 采用浮动配流盘实现端面
间隙补偿
▪ 减小通往吸油区叶片根部
的油液压力（↓p）
▪ 减小吸油区叶片根部的有
效作用面积 –阶梯式叶片（↓s ） –子母叶片（↓b ） –柱销式叶片 （↓b ）
单作用叶片泵
工作原理
• 定子 内环为圆
• 转子 与定子存在 偏心e，铣有z 个叶 片槽
• 叶片 在转子叶片 槽内自由滑动，宽度 为B
• 转子 铣有Z个叶片 槽，且与定子同心， 宽度为B
• 叶片 在叶片槽内 能自由滑动
• 左、右配流盘 开 有对称布置的吸、压 油窗口
• 传动轴
双作用叶片泵工作原理
工作原理 由定子内环、
转子外圆和左右配流盘组成的 密闭工作容积被叶片分割为四 部分，传动轴带动转子旋转， 叶片在离心力作用下紧贴定子 内表面，因定子内环由两段大 半径圆弧、两段小半径圆弧和 四段过渡曲线组成，故有两部 分密闭容积将减小，受挤压的 油液经配流窗口排出，两部分 密闭容积将增大形成真空，经
• 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 • 叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵 • 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵
按排量能否变量分定量泵和变量泵。
• 单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵
选用原则：
• 是否要求变量 要求变量选用变量泵。 • 工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 • 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 • 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 • 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。
• 容积效率ηv：ηv= q /q t =（q t - Δq）/ q t
=1-Δq /qt=1-kp /nV 式中 k 为泄漏系数。
泵的功率和效率
液压泵和液压马达原理和使用(PPT课件)
第二章 液压泵和液压马达 3-1 液压泵和马达的分类及工作原理 3-2 齿轮泵和齿轮马达 3-3 柱塞泵和柱塞式液压马达
3-4 低速大转矩液压马达
附：液压泵的工作特点
§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理 一、液压泵的基本工作原理 二、液压泵的主要性能参数 三、液压马达的主要性能参数
四、液压泵和液压马达的类型
返回
三、液压马达的主要性能参数
1、流量、排量和转速
设定马达的排量为q，转速为n，泄露量ΔQ 则流量Q为： Q=nq+ΔQ
容积效率 mv=理论流量/实际流量
=nq/Q=nq/(nq+ΔQ) 或 n=(Q/q)· mv 可见，q和是mv决定液压马达转速的主要参数。
2、扭矩
理论输出扭矩 MT=pq/2π
实际输出扭矩 MM=MT-ΔM
因机械效率 Mm=MM/MT=1-ΔM/MT 故 MM=MT.Mm=(pq/2π).Mm 可见液压马达的排量q是决定其输出扭矩的主要 参数。 有时采用液压马达得每弧度排量DM=q/2π来代 替其每转排量q作为主要参数，这样有： =2πn=Q.mv/DM 及 MM=pDMMm
3、总功率
液压马达总功率：
ηM=2πMMn/pQ=mvMm
可见，容积效率和机械效率是液压泵 和马达的重要性能指标。因总功率为它们 二者的乘积，故液压传提高泵和马达的效率有其重要 意义。
返回
四、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动
式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒
流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
液压泵和液压马达的图形符号
定量泵
变量泵
定量马达 变量马达 双向变量泵 双向变量马达
3-4 低速大转矩液压马达
附：液压泵的工作特点
§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理 一、液压泵的基本工作原理 二、液压泵的主要性能参数 三、液压马达的主要性能参数
四、液压泵和液压马达的类型
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三、液压马达的主要性能参数
1、流量、排量和转速
设定马达的排量为q，转速为n，泄露量ΔQ 则流量Q为： Q=nq+ΔQ
容积效率 mv=理论流量/实际流量
=nq/Q=nq/(nq+ΔQ) 或 n=(Q/q)· mv 可见，q和是mv决定液压马达转速的主要参数。
2、扭矩
理论输出扭矩 MT=pq/2π
实际输出扭矩 MM=MT-ΔM
因机械效率 Mm=MM/MT=1-ΔM/MT 故 MM=MT.Mm=(pq/2π).Mm 可见液压马达的排量q是决定其输出扭矩的主要 参数。 有时采用液压马达得每弧度排量DM=q/2π来代 替其每转排量q作为主要参数，这样有： =2πn=Q.mv/DM 及 MM=pDMMm
3、总功率
液压马达总功率：
ηM=2πMMn/pQ=mvMm
可见，容积效率和机械效率是液压泵 和马达的重要性能指标。因总功率为它们 二者的乘积，故液压传提高泵和马达的效率有其重要 意义。
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四、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动
式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒
流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
液压泵和液压马达的图形符号
定量泵
变量泵
定量马达 变量马达 双向变量泵 双向变量马达
液压第二章习题答案
练习一、填空题：1.变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。
（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵）2．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。
（小；大）3．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（）与（）、（）与（）、（）与（）。
（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）4．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。
因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。
（模数、齿数；模数齿数）5．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（）腔。
（吸油；压油）6．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（），使闭死容积由大变少时与（）腔相通，闭死容积由小变大时与（）腔相通。
（卸荷槽；压油；吸油）7．齿轮泵产生泄漏的间隙为（）间隙和（）间隙，此外还存在（）间隙，其中（）泄漏占总泄漏量的80%～85%。
（端面、径向；啮合；端面）8．双作用叶片泵的定子曲线由两段（）、两段（）及四段（）组成，吸、压油窗口位于（）段。
（长半径圆弧、短半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线）9．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉（弹簧预压缩量），可以改变泵的压力流量特性曲线上（）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（）。
（拐点压力；泵的最大流量）二、选择题：1．双作用叶片泵从转子_径向力_平衡考虑，叶片数应选_偶数__；单作用叶片泵的叶片数常选__奇数__，以使流量均匀。
(a) 轴向力、(b)径向力；(c) 偶数；(d) 奇数。
2、_________叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；___________叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。
(a) 单作用；(b) 双作用。
第二章 液压泵
⒈ 斜盘式轴向柱塞泵：（1）工作原理
图3-27 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
⒉ 斜轴式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵的传动轴与缸体轴线倾斜一个角度，因
此称为斜轴泵。
图3-30 斜轴式轴柱塞泵
1
23 4
6 7
5
斜轴式
1—配油盘；
g 2 —柱塞；
3 —缸体；
4 —连杆；
5 —传动轴；
6 —吸油窗口；
7 —压油窗口
图中，当转子顺 时针方向旋转时，密 封工作腔的容积在左 上角和右下角处逐渐 增大，为吸油区，在 左下角和右上角处逐 渐减小，为压油区； 吸油区和压油区之间 有一段封油区将吸、 压油区隔开。转子转 一周，两叶片间密封 容积吸油两次，排油 两次，因此称为双作 用叶片泵。
双作用泵的工作原理图 1——叶片；2——定子；3——转子
叶片泵按结构可分为单作用式和双作用式两大类。单作用 式主要作变量泵，双作用式作定量泵。
3．
单作用叶片泵
1. 单作用叶片泵工作原理 定子
压油窗口
吸油窗口
压油口
吸油口
单作用叶片泵工作原理 1—压油口;2 —转子;3 —定子;
4 —叶片;5 —吸油口
双作用叶片泵
1. 双作用泵的工作原理
双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
斜轴式 l－传动轴 2一连杆 3－缸体 4一柱塞 5一平面配油盘
径向柱塞泵工作原理
径向柱塞泵
转子的中心与 定子的中心之间有
一个偏心量e。在固
定不动的配流轴上， 相对于柱塞孔的部 位有相互隔开的上 下两个配流窗口， 该配流窗口又分别 通过所在部位的二 个轴向孔与泵的吸、 排油口连通。
图3-27 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
⒉ 斜轴式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵的传动轴与缸体轴线倾斜一个角度，因
此称为斜轴泵。
图3-30 斜轴式轴柱塞泵
1
23 4
6 7
5
斜轴式
1—配油盘；
g 2 —柱塞；
3 —缸体；
4 —连杆；
5 —传动轴；
6 —吸油窗口；
7 —压油窗口
图中，当转子顺 时针方向旋转时，密 封工作腔的容积在左 上角和右下角处逐渐 增大，为吸油区，在 左下角和右上角处逐 渐减小，为压油区； 吸油区和压油区之间 有一段封油区将吸、 压油区隔开。转子转 一周，两叶片间密封 容积吸油两次，排油 两次，因此称为双作 用叶片泵。
双作用泵的工作原理图 1——叶片；2——定子；3——转子
叶片泵按结构可分为单作用式和双作用式两大类。单作用 式主要作变量泵，双作用式作定量泵。
3．
单作用叶片泵
1. 单作用叶片泵工作原理 定子
压油窗口
吸油窗口
压油口
吸油口
单作用叶片泵工作原理 1—压油口;2 —转子;3 —定子;
4 —叶片;5 —吸油口
双作用叶片泵
1. 双作用泵的工作原理
双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
斜轴式 l－传动轴 2一连杆 3－缸体 4一柱塞 5一平面配油盘
径向柱塞泵工作原理
径向柱塞泵
转子的中心与 定子的中心之间有
一个偏心量e。在固
定不动的配流轴上， 相对于柱塞孔的部 位有相互隔开的上 下两个配流窗口， 该配流窗口又分别 通过所在部位的二 个轴向孔与泵的吸、 排油口连通。
液压泵的课件
图3-21
直轴式轴向柱塞泵的工作原理
Hale Waihona Puke 斜盘 2-缸体 3-柱塞 4-配流盘 5-轴 6-弹簧
2、斜轴式轴向柱塞泵
由图可见其缸体的中心线与传动主轴成一角度， 故此泵称为斜轴泵。
图中为斜轴式轴向柱塞泵外形
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二、径向柱塞泵
1.径向柱塞泵的工作原理 图为径向柱塞泵的工作原理。之所以称为径向 柱塞泵是因为有多个柱塞径向地配置在一个共同 的缸体3内。缸体由电动机带动旋转，柱塞要靠离 心力耍出，但其顶部被定子2 的内壁所限制。定子2是一个 与缸体偏心放置的圆环。因 此，当缸体旋转时柱塞就做 往复运动。这里采用配流轴 配油，又称径向配流。径向 柱塞泵外形尺寸较大，目前 生产中应用不广。 图3-31 径向柱塞泵工作原理
径向柱塞泵 轴向柱塞泵
一、液压泵的基本工作原理
下图为单柱塞泵的工作原理。凸轮由电动 机带动旋转。当凸轮推动柱塞向上运动时， 柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密 封体积中挤出，经单向阀排到需要的地方去。 当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使 柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液 在大气压力的作用下进入密封容积。凸轮使 柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和 增大，泵就不断吸油和排油。
液压传动液压泵的工作原理齿轮泵叶片泵柱塞泵柱塞泵齿轮式柱塞式叶片式按结构分变量定量按排量分返回2222返回齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵它的抗污染能力强价格最便宜
液压传动
第二章 液压泵 液压泵的工作原理
齿轮泵 叶片泵 柱塞泵
§2-1液压泵的基本工作原理
泵的分类
定量泵 齿轮泵 叶片泵
泵 变量泵 叶片泵 轴向柱塞泵
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§2-4柱塞泵
在第一节所述单柱塞泵中，凸轮使泵在半周 内吸油，半周内排油。因此泵排出的流量是脉动 的，它所驱动的液压缸或液压马达的运动速度是 不均匀的。所以是泵总是做成多柱塞的。常用的 多柱塞泵有轴向式和径向式两大类。
第2章液压动力元件左建明主编第四版
➢ 额定流量qn
❖ 泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
3、功率
➢ 输入功率Pi
❖ 驱动液压泵的机械功率，即液压泵主轴转矩Ti和主轴角速度ω的乘积。 ❖ Pi=Ti.ω
➢ 输出功率P
❖ 液压泵输出的液压功率，即泵的进出口压差Δp与泵的实际流量q的乘积。 ❖ P=Δp.q ❖ 在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油口的压力差Δp往往用
➢ 通常在工作压力为2.5～7MPa的液压系统中作为润滑、补油等辅助泵使用。
2.3 叶片泵
➢ 容积式叶片泵的主要形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 ➢ 叶片泵按结构可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。
➢ 单作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 一次吸油和一次压油；
➢ 双作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 两次吸油和两次压油。
一、外啮合齿轮泵
3、结构中存在的三大问题
2）困油
➢ 为了使齿轮平稳地啮合运转，必须满足 重叠系数ε＞1,即在一对轮齿即将脱离 啮合之前，后面的一对轮齿就要开始啮 合。
➢ 就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间 内，留在齿间的油液困在两对轮齿和前 后端盖所形成的密封容腔中。
2.2 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
2.3 叶片泵
一、单作用叶片泵
1、结构
➢单作用叶片泵主要由定子、转子、叶片、端盖和配油盘组成。
➢ 定子和转子的内表面都是圆柱形，但定子与转子之间存在偏心距e。 ➢ 转子上面开有叶片槽，叶片可在槽内滑动（外伸或缩回）。 ➢ 当转子旋转时，由于离心力作用，叶片顶部始终紧靠定子内壁，这样
在定子内壁、转子外壁、叶片和两侧配油盘之间就形成了若干个密封 的工作容积。
❖ 泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
3、功率
➢ 输入功率Pi
❖ 驱动液压泵的机械功率，即液压泵主轴转矩Ti和主轴角速度ω的乘积。 ❖ Pi=Ti.ω
➢ 输出功率P
❖ 液压泵输出的液压功率，即泵的进出口压差Δp与泵的实际流量q的乘积。 ❖ P=Δp.q ❖ 在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油口的压力差Δp往往用
➢ 通常在工作压力为2.5～7MPa的液压系统中作为润滑、补油等辅助泵使用。
2.3 叶片泵
➢ 容积式叶片泵的主要形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 ➢ 叶片泵按结构可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。
➢ 单作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 一次吸油和一次压油；
➢ 双作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 两次吸油和两次压油。
一、外啮合齿轮泵
3、结构中存在的三大问题
2）困油
➢ 为了使齿轮平稳地啮合运转，必须满足 重叠系数ε＞1,即在一对轮齿即将脱离 啮合之前，后面的一对轮齿就要开始啮 合。
➢ 就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间 内，留在齿间的油液困在两对轮齿和前 后端盖所形成的密封容腔中。
2.2 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
2.3 叶片泵
一、单作用叶片泵
1、结构
➢单作用叶片泵主要由定子、转子、叶片、端盖和配油盘组成。
➢ 定子和转子的内表面都是圆柱形，但定子与转子之间存在偏心距e。 ➢ 转子上面开有叶片槽，叶片可在槽内滑动（外伸或缩回）。 ➢ 当转子旋转时，由于离心力作用，叶片顶部始终紧靠定子内壁，这样
在定子内壁、转子外壁、叶片和两侧配油盘之间就形成了若干个密封 的工作容积。
液压与气压传动 第2章液压泵
经配油盘配油窗口b压出。
吸压油口隔开——配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔
排量和流量
若柱塞数目为Z，柱塞直径d，柱塞孔分布圆直径D，斜盘倾角
，则泵的排量为 ： Vd2zDtan
4
泵的输出流量为 ： q4d2zDvntan
实际上，柱塞轴向移动速度是随缸体转动角度θ而变化。泵某一 瞬时输出流量也随θ而变化，所以泵的输出流量是脉动的，当柱 塞数z为单数时，脉动较小，
泵的平均排量为：
Vd22ezd2ez
4
2
若泵的转速为n，容积效率为ηpv，则泵的流量为 :
泵的输出流量：
q2d2eznv
2.2.1.3 阀配流径向柱塞泵的工作原理
阀配油径向柱塞泵 1一偏心轮；2 -柱塞；3 -弹簧；4 -压油
阀; 5 －吸油阀；6 -滚动轴承
2.2.1.4 负载敏感变量径向柱塞泵
液压泵在实际工作时的输出压力，亦即液压泵出口的 压力，泵的输出压力由负载决定。
吸入压力
是指液压泵进口处的压力，当液压泵的安装高度太高 或吸油阻力过大时，液压泵的进口压力将因低于极限 吸入压力而导致吸油不充分，而在吸油腔产生气穴或 气蚀。吸入压力的大小与泵的结构型式有关。
2.1.4.2 排量和流量
排量V
它们是液压系统的核心元件，其性能好坏将直接 影响到系统是否正常工作。
2.1.1 液压泵的工作原理
Q
B
泵排出
O
C
A
泵吸入
凸轮1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生 真空，油液便通过吸油阀5吸入；
柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过 压油阀6排到系统中去。
6
5
4
3
2
3.1-齿轮泵
PMi = ΔpM .QM
总效率η:
PM TM ω M ηM = = = η Mv η Mm PMi ΔpM .QM
液压与气动 -杨阳
重庆大学
2-1
液压泵概述
四,液压泵图形符号
a 单向定量泵 b 单向变量泵 c 双向定量泵 d 双向变量泵
液压与气动 -杨阳 重庆大学
2-2
齿轮泵
齿轮泵的特点 优点:体积小,重量轻,结构简单,制造方便,价格低, 工作可靠,自吸性能较好,对油液污染不敏感,维护方便等. 缺点:流量和压力脉动较大,噪声大,排量不可变等. 内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵比较,体积小,流量脉动小 ,噪声小,但加工困难,使用受到限制.
液压与气动 -杨阳
重庆大学
2-1
液压泵概述
2.按排油量是否可调分为:定量式和变量式 液压泵的排量:不计泄漏时,泵每转一周或一个 弧度时排出的油液体积. 排量不变时称为定量泵或定量马达,排量可变时 称为变量泵或变量马达.
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2-1
液压泵概述
3. 按工作压力可分为:低压,中压,中高压,高 压和超高压泵 低压泵(p≤2.5MPa); 中压泵(p≥2.5-8.0MPa); 中高压泵(p ≥ 8.0 -16.0MPa); 高压泵(p≥16-32MPa); 超高压泵(p > 32.0MPa).
液压与气动 -杨阳 重庆大学
2-1
液压泵概述
(3) 液压泵必须具有配流装置 配流装置的作用是保证泵吸油腔(容积增加的 工作腔)与油箱相通,排油腔(容积减小的工作腔) 与执行元件相通,并避免吸排油强相互而连通出现干 涉. 配流装置的结构取决于液压泵的结构型式,在单 柱塞泵中,采用两只反向布置的单向阀5和6来实现吸 油和排油的可靠进行(阀式配流).
液压泵知识
腔和吸油腔接通时,封闭腔不会出现真空也没有压力冲击,这样改进后,使齿轮泵的振动和噪声得到 了进一步改善。
图 3-6 齿轮泵的困油卸荷槽图
图 3-7 齿轮泵的径向不平衡力
2、 2、 径向不平衡力 三、齿轮泵的径向不平衡力 齿轮泵工作时,在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。 如图 3-7 所示,泵的右侧为吸油腔, 左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上,沿着齿顶的泄漏油,具有大小不等的压力,就是 齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高,这个不平衡力就越大,其结果不仅加速了轴承的磨损, 降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。为了解决径向力不平衡问题,在 有些齿轮泵上 ,采用开压力平衡槽的办法来消除径向不平衡力 , 但这将使泄漏增大 ,容积效率降低 等。CB—B 型齿轮泵则采用缩小压油腔,以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力, 所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。 四、齿轮泵的流量计算 齿轮泵的排量 V 相当于一对齿轮所有齿谷容积之和,假如齿谷容积大致等于轮齿的体积,那么齿 轮泵的排量等于一个齿轮的齿谷容积和轮齿容积体积的总和,即相当于以有效齿高(h=2m)和齿宽构 成的平面所扫过的环形体积,即：
(1)排量 V。液压泵每转一周,由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵 的排量。排量可调节的液压泵称为变量泵;排量为常数的液压泵则称为定量泵。 (2)理论流量 qi。理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下,在单位时间内所排出的液 体体积的平均值。显然,如果液压泵的排量为 V,其主轴转速为 n,则该液压泵的理论流量 qi 为： (3-1) (3)实际流量 q。 液压泵在某一具体工况下,单位时间内所排出的液体体积称为实际流量,它等于 理论流量 qi 减去泄漏流量 Δq,即： (3-2) (4)额定流量 qn。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须 保证的流量。 3.功率和效率 (1)液压泵的功率损失。液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分: ①容积损失。容积损失是指液压泵流量上的损失,液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量, 其主要原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油 液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积损失用容积 效率来表示,它等于液压泵的实际输出流量 q 与其理论流量 qi 之比即：
液压泵的工作原理及性能参数
2.3 叶 片 泵
◦ 2.3.1 单作用叶片泵
1．单作用叶片泵的工作原理 2．单作用叶片泵的排量和流量计算
3．单作用叶片泵的结构特点
单作用叶片泵具有以下结构特点。
（1）改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反 向时，吸油压油方向也相反。
（2）处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，该作用 要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内 表面相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和 压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通，这 里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。
图2.2 齿轮泵的工作原理简图
◦ 2.2.2 齿轮泵的困油问题
图2.3 齿轮泵的困油现象
◦ 2.2.3 齿轮泵的径向不平衡力
图2.4 齿轮泵的径向不平衡力
◦ 2.2.4 齿轮泵的排量和流量
◦ 2.2.5 中高压齿轮泵的特点
1．浮动轴套式 2．浮动侧板式 3．挠性侧板式
◦ 2.2.6 内啮合齿轮泵
第2章 液压泵
2.1
2.2
液压泵的工作原理及性能参数
齿轮泵
2.3
叶片泵
2.4
柱塞泵
2.5
液压泵的选用与维护
2.1 液压泵的工作原理及性能参数
◦ 2.1.1 液压泵的工作原理
◦ 2.1.2 液压泵的主要性能参数
1．液压泵的压力（MPa） 2．液压泵的排量（mL/r） 3．液压泵流量（m3/s或L/min） 4．液压泵的功率（Ｗ）
5．功率和效率
（1）液压泵的功率损失。液压泵的功率损失有容积损失 和机械损失两部分。
① 容积损失
② 机械损失
（2）液压泵的总效率。液压泵的总效率是指液压泵的实 际输出功率与其输入功率的比值，即：
2.1液压泵概述
2.1液压泵概述p1同学们好，我是你们的《液压》老师，程发龙。
今天我们学习第二章第一节，液压泵概述。
通过上一章的学习知道:液压系统可以分为五个部分，它们分别是动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。
这一章主要介绍动力元件—液压泵。
这一节主要讲基本理论。
(翻页)p2先从学习液压泵的工作原理开始，这是一幅液压泵工作原理图，当柱塞2向右移动时，密封容积a体积变大，产生真空，这是吸油，跟我们呼吸时吸气相似；当柱塞2向左移动时，密封容积a体积变小，油液被迫压出，这时压油跟，我们呼吸时，出气相似。
我们来看一个动画演示[超链接]同学们看，柱塞右移、左移，液压泵吸油、压油。
泵向内吸油时，下面的单向阀开启，上面的单向阀关闭。
泵向内压油时，上面的单向阀开启；下面的单向阀关闭。
泵向外排油。
这样重复运动就是油压泵泵油的过程。
把我们刚学的总结一下(翻页)p3当密封容积变大时，产生真空，吸油；当密封容积变小时；油液被迫压出，压油，完成了吸油,压油。
这就是油压泵泵油原理。
p要完成液压系统油液输出要具备以下条件:1、必须有交替变化的密封容积，以完成吸油和排油。
2、吸油时，油箱必须与大气想通。
3、必须有配流装置,将吸油和排油分开,上述弄明白了液压泵工作原理。
在了解一下有哪些种类的液压泵(翻页)p4液压泵的种类很多，按结构形式的不同。
可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵；按泵的排量能否改变，可分为定量泵和变量泵；按泵的输出油液方向能否改变，可分为单相泵和双向泵。
这些泵我们在学习和研究时,为了方便都有自己的图形符号。
我们来学习(翻页)p5a图是单向定量液压泵图形符号；b图在a图基础上加一个变量符号是单向变量油压泵图形符号；c图是双向定量液压泵图形符号；d图是双向变量油压泵图形符号。
(翻页)p6液压参数及计算：1、工作压力和额定压力。
工作压力(用p表示)指泵实际工p表示）作时输出油液压力，泵的工作压力取决于外界负载。
2、额定压力（用n是指连续工作条件下，允许达到的最大工作压力。
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P qt Tt
Tt
P Vd ; P
Tt Vd
实际上，液压泵和液压马达在 能量转换过程中是有损失的，因 此输出功率小于输入功率。
功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分：
容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等 造成的流量损失。
机械损失是因摩擦而造成的转矩上的损失。
17
泵容积损失 可用容积效率 v 来表征。
双向定量 双向变量
输出参量 转矩 T 角速度 ω
5
二、液压泵（或马达）工作原理
凸轮1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变 大，产生真空，油液便通过吸油阀5吸入；
柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油 液便通过压油阀6排到系统中去。
系统
6
Q
B
泵排出
O
C
A
泵吸入
由此可见，泵是靠密闭工作腔的容积变化进行 工作的。
41
双作用叶片泵
42
43
双作用叶片泵工作原理
• 工作原理 由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的 密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋 转，叶片在离心力作用下
紧贴定子内表面，因定子
内环由两段大半径圆弧、
两段小半径圆弧和四段过
渡曲线组成，故有两部分
密闭容积将减小，受挤压的
油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真
p T /(V )
t
d
V 泵的角度排量 d
q qt
v T Tt •m
图2.2 液压泵、马达的能量传递方框图 26
柱塞泵
柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，
柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连
续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3，且
都为奇数。
• 径向柱塞泵
– 配流轴式径向柱塞泵
– 阀配流径向柱塞泵
转矩 T和角速度 ， 输出量是液体的压力 和p流量 ； 如果q 不考虑液压泵、马达在能量转换过程中的损失，
则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率 是：
Nt pqt Tt 2Ttn
式中：
Tt ,n — 液压泵、马达的理论转矩和转速。
p , qt — 液压泵、马达的压力和理论流量。
16
理想泵或马达:
• 轴向柱塞泵
– 斜盘式轴向柱塞泵
– 斜轴式无铰轴向柱塞泵
27
配流轴式径向柱塞泵工作原理
• 工作原理
缸体 均布有几个柱塞孔， 柱塞底部空间为密闭 工作腔。
柱塞 其头部滑履与定子 内圆接触。
定子 与缸体存在偏心。
配流轴
传动轴 排量公式 V =（πd 2 / 2 ）e z
式中： e ——定子与缸体之间的偏心距
奇数：5，7，9。
36
• 为防止密闭容积
在吸、压油转换 时因压力突变引 起的压力冲击， 在配流盘的配流 窗口前端开有减 振槽或减振孔。
37
斜轴式无铰轴向柱塞泵
• 工作原理与斜盘式轴 向柱塞泵类似，只是 缸体轴线与传动轴不 在一条直线上，它们 之间存在一个摆角β， 柱塞与传动轴之间通 过连杆连接。传动轴 旋转通过连杆拨动缸 体旋转，强制带动柱 塞在缸体孔内作往复 运动。
使理论流量均匀，噪声低。
• 定子曲线圆弧段圆心角β≥配）。
• 为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时
因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配
流窗口前端开有减振槽。
46
• 叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用： 定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了 泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。 进而，影响了泵的寿命和额定压力的提高。
• 液压泵是液压系统的动力元件，将原动机 输入的机械能转换为压力能输出，为执行 元件提供压力油。
• 液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的 工作性能和可靠性。
3
一、图形符号
液压泵的符号
泵的输入参量 转矩 T 角速度 ω
输出参量 流量 Q 压力 p 4
液压马达的符号
单向定量 单向变量
马达的输入参量 流量 Q 压力 p
压力平衡孔
• 柱销式叶片 （↓b ）
p2 2
p1
p1
子叶片
t
B
图2.16母子叶片结构 图2.17 1—定子；2 —转子；3 —中间油腔；4 —压力平衡油 48
道
单作用叶片泵
• 工作原理
– 定子 内环为圆
– 转子 与定子存在 偏心e，铣有z 个叶 片槽
– 叶片 在转子叶片 槽内自由滑动，宽 度为B
– 左、右配流盘 铣 有吸、压油窗口
8
液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转 换元件。
液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成
为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到
系统中去，它是液压系统的动力源。
液压泵
Q p
Q
液压输出
Q p
p Tp
液压输入
m Tm
J
机械输出
机械输入
液压马达
液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以
扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压传
38
斜轴式无铰轴向柱塞泵
• 特点：柱塞 受力状态较 斜盘式好， 不仅可增大 摆角来增大 流量，且耐 冲击、寿命 长。
39
叶片泵
• 叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶 片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用， 单作用叶片泵可作变量泵用。
• 双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在 转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油 和压油而得名。
1
本章主要内容
① 液压泵的工作原理与性能参数 ② 液压泵的分类选用及其符号 ③ 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵
通过本章的学习，要求： 掌握这几种泵的工作原理（泵是如何吸油、压 油和配流的）、结构特点及主要性能特点； 了解不同类型的泵之间的性能差异及适用范围， 为日后正确选用奠定基础。
2
第一节 液压泵概述
动系统的执行元件。
9
液压马达是实现连续旋转运动的执行元件， 从原理上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其 转轴转动，就成为液压马达，即容积式泵都可作 液压马达使用。
但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同， 一般情况下，液压泵和液压马达不能互换。
液压泵
p Tp
机械输入
Q p
Q
液压输出
Q p
液压输入
要的驱动转矩，设转矩损失为 Tf ，理论转矩为 Tt ， 则泵实际输入转矩为 T Tt T f ，用机械效率 m 来
表征泵的机械损失，则 Tt T m
22
T Tt
m
液压泵的总效率 等于其容积效率和机械效率的乘
积：
vm
23
马达的机械损失
对于液压马达来说，由于摩擦损失的存在，其实际
输出转矩 T 小于理论转矩 Tt ，它的机械效率为 m
这种吸油和排油均依赖密闭容积变化的泵，被 称之为容积式泵。
7
液压泵和液压马达工作的必需条件：
（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）必须有配流动作，即
封闭容积增大时吸入低压油 封闭容积减小时排出高压油 液压泵 封闭容积增大时充入高压油 封闭容积减小时排出低压油 液压马达 （3）高低压油不得连通。
– 传动轴
排量公式
V= 4BzRe sin(π/z ) 49
图2.7单作用叶片泵工作原理
1—压油口;2 —转子;3 —定子;4 —叶片;5 —吸油口
量为其转速与排量的乘积，即 qt Vd V。 n
额定流量 q ：在额定转速和额定压力下泵输出
（马达输入）的流量，也是按试验标准规定必须保 证的流量。由于泵和马达存在内泄漏，油液具有压 缩性，所以额定流量和理论流量是不同的。
瞬时流量qsshh：液压泵任一瞬时理论输出流量。
15
功率和效率：液压泵由原动机驱动，输入量是
• 效率 轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，
排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况
下总效率最高。
12
四、液压泵的基本性能参数
液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、 排量、流量、功率和效率等。
压力
工作压力P：指泵（马达）实际工作时的压力。泵
指输出压力；马达指输入压力。实际工作压力取决于
相应的外负载。
Z ——柱塞数
28
配流 轴式 径向 柱塞 泵
29
配流轴式径向柱塞泵结构特点
• 配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对 应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到 平衡，容积效率较高。
• 柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接 触，接触面比压很小。
• 可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。 • 改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，
33
柱
缸
塞
体
滑
履
组
配 流
斜 盘
盘
34
轴向柱塞泵
压油
吸油 径向柱塞泵
35
斜盘式轴向柱塞泵的结构特点
• 三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘， 滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达 31.5MPa。
• 泵体上有泄漏油口。 • 传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。 • 为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为
• 单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油 各一次，故称为单作用。
40
双作用叶片泵
• 结构组成 – 定子 其内环由两段大半径R 圆弧、两段小半径 r 圆弧和 四段过渡曲线组成 – 转子 铣有Z个叶片槽，且与 定子同心，宽度为B – 叶片 在叶片槽内能自由滑 动 – 左、右配流盘 开有对称布 置的吸、压油窗口 – 传动轴
对液压马达来说，输入液压马达的实际流量 q 必然大
于它的理论流量 qt即 q qt ql ，它的容积效率为：