液压与气压传动双语版

固定在转子的两端 泵体：有进、出油口分别与配流盘上油口相通。
工作原理 密封容积形成 定子内表面、转子外表面、叶片与配油盘组成。 （有多个） 密封体积变化 转子转动时,叶片在作用力和定子强迫下： 伸 → 容积变大 缩 → 容积变小 高、低压油腔分开 过渡区中有叶片。
（过渡区的长度应略大于两相邻叶片间的最大距离)
Chapter 3 Hydraulic pumps 液压泵
3.1 Introduction 概述 3.2 Piston pumps 柱塞泵 3.3 Vane pumps 叶片泵 3.4 Gear pumps 齿轮泵
3.5 Variable displacement control of pumps 泵的变量控制
结构要点
Phenomenon of surrounded oil 困油现象
由于闭死容积的变大变小，造成闭死容积中 液体的压力急剧升高和降低的现象称为困油 现象。 消除措施：在齿轮两侧的端盖（侧板）上开设
卸荷槽。
Unbalanced radial force 径向力不平衡
解决措施： 缩小压油口直径
理论流量 qt ：单位时间可变容积变化的几何体积
qt V n （m3/s、L/min）
n —rotating speed（转速）
Practical flow rate: Output oil volume per unit 实际流量 q ：单位时间内输出的液体体积量 由于泄漏、压缩等，输出的液体体积比理论值小。 Rated flow rate： the flow rate under rated
3. Main performance parameters 基本参数
Pressure 压力（Pa，MPa） Suction pressure 进口压力 Working pressure 工作压力 p
Operating pressure depends on the overall loads 工作压力取决于外负载。 Rated pressure 额定压力 pr The maximum operating pressure on pump life 长期工作所允许的最高工作压力。 Maximum working pressure 最高工作压力 pmax Limit pressure in short time overload 短时间超载允许的极限压力。
pressure and rated rotating speed 额定流量qr ：在额定压力和额定转速下的实际流量
q
qt
qp
q
0
pr p
qt V n q qr 0
Power and efficiency 功率、效率 Input power：输入功率 Pτ The mechanical power of the driving shaft. 泵的输入功率即偏心轮的驱动功率：
Fig. 3-1 Operating principle of a single piston pump
Conditions 工作条件 Forming oil tight chamber 密封工作容积的形成 Changing the oil tight chamber 密封容积变化
（increasing: suction oil; decreasing: delivery oil） （容积变大:吸油；容积变小:压油）
Displacement and flow rate 排量、流量
Delivery: Variable volume per revolution 排量V ：每转可变容积的变化体积 （m3/r , mL/r）
V d 2 2e 1 d 2 e
4
2
Theoretical flow rate: Variable volume per unit
Separating inlet port from outlet port 高、低压工作腔分开 Conclusion 结论
Working based on the oil tight chamber variation 密闭工作腔容积的变化进行工作
－－Displacement pumps 容积式液压泵
开压力平衡槽（泄漏量增大）
Leakage 泄漏 有端面泄漏、径向泄漏和啮合泄漏三条途径。
特点 结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、
自吸性能好、抗油污能力强；但效率低，噪音 大，流量脉动大，不能用做变量泵。
3.5 变量泵的控制
1. 被控量
两个被控制的量：流量和系统最高压力。
2. 变量方式
轴向柱塞泵 改变斜盘倾斜角（Fig. 3-7）或缸体与
、 定 量 式
径向式
Graph symbols 图形符号
Fixed 定量泵
Variable 变量泵
Double Single
双向定量泵 双向变量泵
3.2 柱塞泵（Piston pumps ）
1. 径向柱塞泵（Radial piston pump）
结构 Fig. 3-5
泵体 Body
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输入轴 Drive shift 花键联接
转。定子与转子偏心安装，柱塞在离心力或低压 油作用下，抵紧定子内壁，形成往复运动。
改变定子与转子偏心距 e，即可实现变量。
如能改变 e 的方向，就可做成双向变量泵。
2. 斜盘式轴向柱塞泵 Swashplate axial piston pumps
结构 Fig. 3-7
泵体 Housing：有进出油口
4. Specialty 特点
结构紧凑、流量脉动小、噪音低，但结构 较复杂，对油液精度要求高，可靠性差。
适用于要求运转平稳、流量均匀、低噪声 的工作场合。
3.4 Gear pumps 齿轮泵
1. 分类
根据结构的不同，可分为外啮合齿轮泵和内 啮合齿轮泵两种。
2. External gear pumps 外啮合齿轮泵
结构（Fig. 3-15、16 ） 由泵体、一对相啮合的齿轮、两块侧
板、输入轴等组成。
工作原理 密封容积的形成 齿面、泵体内表面、两侧板内表面组成 封闭的空间。 注意：该空间可与泵体上的油口相通。 密封容积的变化 齿轮旋转，一腔进入啮合 容积变小； 一腔分开 容积变大。 高、低压腔分开 啮合面及两侧板内表面。
v
q qt
qt q qt
1
q qt
Mechanical efficiency：机械效率ηm Mechanical efficiency due to friction 因摩擦引起
m
Tt T
Overall efficiency of pump：泵的总效率η
泵的实际输出不等于输入
Po P
v
m
volumetric efficiency times mechanical efficiency 容积效率乘机械效率
工作压力高，流量大，单位功率重量小， 寿命长，易于实现变量；但噪声大，抗油液污 染能力差。
3.3 叶片泵（Vane pumps）
1.单作用叶片泵（Single-acting vane pumps）
结构 定子 Stater
偏心 e 安装 转子 Rotor ：有叶片槽
可径向伸缩 叶片 Vane ：在叶片槽中 配流盘 Valve plate ：共两块，有吸、压油口，
叶片安装
叶片后倾
叶片前倾
定子内表 定子内表面曲线是一 定子内表面由四段圆弧
面曲线
完整的圆。
和四段过渡曲线组成
定、转子 定子与转子偏心安装 几何中心
同心安装
续上表
单作用叶片泵 双作用叶片泵
转子径 存在不平衡的径向力 径向力相互抵消。
向受力
调节定子和转子的
偏心距 e即可变量。如 变 量 果改变 e 的方向出现－
P T 2 n T Output power：输出功率 Po
设柱塞以力F，速度v 推动液体排出，则Δt 时
间里柱塞对液体作的功为：w F l p A l
则柱塞单位时间里对液体作的功，即功率：
w Po t
p A l t
p Av
p qt
Volumetric efficiency：容积效率ηv Volumetric efficiency due to leakage 因泄漏引起
4. Performance curves 性能曲线
Fig. 3-2
5. Classification 分类
According to the types of delivery 根据每转输出的液体体积能否调节 Fixed delivery pump 定量泵 Variable delivery pump 变量泵 按油液流动方向是否可变化 Non-return pump 单向泵 Reversible pump 双向泵 按结构形式的不同
驱动轴 Drive shaft：
花键联接
缸体Cylinder:内有z个柱塞孔(均布)
柱塞 Pistons：共有z个
轴向相对伸缩
配流盘 Valve plate: 有两油口分别与泵体进、
出口端面接触，相对转动。
斜盘 Swash plate：倾斜α角安装
（变量机构 Controller：控制斜盘倾角）
Fig. 3-7
External meshed
Gear type 外啮合
齿轮式
Inner meshed
定
内啮合
量
Double-acting
式
双作用式
Pumps泵
Vane type 叶片式
Single-acting
单作用式
变
Piston Type 柱塞式
Axial 轴向式
Radial
Swash plate 斜盘式
Bent axis 斜轴式
—— 双向变量泵
3. 弯(斜)轴式柱塞泵 Bent-axis axial piston pumps
结构及工作原理 Fig. 3-8 与斜盘式类似。
与斜盘式轴向柱塞泵相比有以下特点： 驱动轴与缸体轴线成一定角度，最大可达到 25°，排量大。 驱动轴通过万向节带动缸体旋转，柱塞只传 递轴向力。
4. Specialty 特点
转子（缸体） Rotor
定子 Stator
偏心 e 安装
柱塞 Piston：可在缸体径向柱塞孔中作伸缩运动
配流轴 Valve shaft ：位于缸体中心，固定不动
（变量机构：改变定子与转子间的偏心距)
径向柱塞泵工作原理示意图
工作原理 类似于单作用叶片泵。 配油轴固定不动，输入轴经花键带动转子旋
工作原理 同单作用式。
特点 转子每转各叶片吸压油各两次（双作用） 转子径向受力平衡 定子曲线保证流量脉动小 叶片前倾以减小压力角 压力角：叶片伸缩运动方向与定子曲线的法 线之间夹角。
单、双作用叶片泵比较表
单作用叶片泵 双作用叶片泵
每转作 转子每转一圈，完成 转子每转一圈，完成二
用次数 一次吸、排油过程。 次吸、排油过程。
不能变量
e ，就可改变泵的进、
出油口(双向泵)
3. 叶片式变量泵 （Pressure-limiting variable vane pumps）
结构（Fig. 3-13） 与单作用叶片泵相似，但带有压力控制弹
簧和排量调节螺钉。 工作原理（Fig. 3-14）
液压泵压力油作用于定子上所产生径向力 的水平分力与弹簧力进行比较，以决定定子与 转子间的偏心距大小。
特点 每转各叶片吸压油各一次（单作用） 转子径向受力不平衡 为消除困油，配流盘上开有三角槽（卸荷槽） 叶片沿旋转方向后倾，利于叶片甩出
（改变偏心距 e 可改变输出流量 q，制成变量泵）
2. 双作用叶片泵（Double-acting vane pumps）
结构 类似于单作用式，区别在于： 定子内表面由圆弧面(四段)和过渡曲面组成 配流盘有四个油口轴对称分布 转子与定子同心安装
3.1 Introductions 概述
1. Functions 作用
Transform Mechanical Energy into Hydraulic Energy 把机械能转化为液体的压力能。（能量转化元件）
M.E.
M
Pump
p
ω （液压泵） q
H.E
2. Operating principle 工作原理
工作原理 密封容积形成 柱塞端面、柱塞孔内表面、配流盘。 密封体积变化 转子旋转，柱塞在斜盘强迫下往复 伸（容积变大）、缩（容积变小）。 高、低压油腔分开 配流盘上过渡区。
特点
压力高，流量大 （→功率大）
改变斜盘倾角α即可改变泵的排量，可制成变 量泵
改变倾斜方向（α -α），泵的转动方向不 变，而进、出油口互换。