液压泵和液压马达原理

造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效
率表征Pm
Pm=MT/MP
液压泵的总效率 泵的总效率是泵的输出功率 与输入功率之比
P=Pm.PV
三、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
容积式液压泵的共同工作原理如下： （1）容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密
封容积。密封容积变小使油液被挤出，密封容积变 大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。密 封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
（2）合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽 然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容积式 泵中是必不可少的。容积式泵排油的压力决定于排 油管道中油液所受到的负载。
第三章 液压泵和液压马达 液压泵和液压马达的工作原理
柱塞泵和柱塞式液压马达 叶片泵和叶片式马达
齿轮泵和齿轮马达
3.1 液压泵概述
机械能： 对于刚体来说，机械能是其动能和势能的总和；对 于流体来说，机械能是其压力能、动能和势能的总 和。
压力能： 伯努利方程表明，流体中与压力相关的那部分能量 叫作压力能。显然，流体的压力能等于其压力和体 积的乘积。在液压与气压传动中，压力能是主要的 能量形式，势能和动能比压力能小得多。
Q=QT-ΔQ
泵的实际流量和理论流量之比称为 容积效率
PV=Q/QT=(QT-ΔQ)/QT =1-ΔQ/QT 且 Q=QT·PV
图3-2 泵的实际流量和效率
3、功率、机械效率和总效率
输入功率Pi 驱动液压泵的机械功率，由电 动机或柴油机给出
Pi =2πnMT 输出功率Po 液压泵输出的液压功率，
Po=pQT 根据能量守恒，有 pQT=2πMTn 将QT=qn，消去n得 MT=pq/2π 实际上，由于泵内有各种机械和液压摩擦损失， 泵的实际输入转矩应大于理论转矩
泵的摩擦损失由两部分组成
容积损失 主要是液压泵内部泄漏造成的流量 损失。容积损失的大小用容积效率表征PV
机械损失 指液压泵内流体粘性和机械摩擦
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
图3-3 液压泵和液压马达的图形符号
结束
§3-2 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。所以无论 是泵或马达总是做成多柱塞的。常用的多 柱塞泵有径向式和轴向式两大类。
二、液压泵的主要性能参数
1、压力
工作压力是指泵的输出压力，其数值决定于外负 载。如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载 压力之和；如果负载是并联的，则泵的工作压力决 定于并联负载中最小的负载压力。
额定压力是指根据实验结果而推荐的可连续使用 的最高压力，他反映了泵的能力（一般为泵铭牌上 所标的压力）。在额定压力下运行时，泵有足够的 流量输出，并且能保证较高的效率和寿命。
最高压力比额定压力稍高，可看作是泵的 能力极限。一般不希望泵长期在最高压力 下运行。
表3.1 压力分级
压力分级
压力 （MPa）
低压 2.5
中压 >2.5~8
中高压 高压 超高压 >8~16 >16~32 >32
2、排量和流量
排量q 指在无泄漏情况下，液压泵转一转所 能排出的油液体积。 可见，排量的大小只与 液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。 排量的常用单位是（ml/r）。
一、液压泵的基本工作原理
图中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。 动画演示3.1
一、径向柱塞泵
二、轴向柱塞泵
一、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
动力元件是指液压系统的液压泵和气 压系统的气源装置。它们由电动机或柴 油机驱动，把输入的机械能转换成油液 或气体的压力能输入到系统中去，为系 统的工作提供动力。
§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理
泵的分类
泵
定量泵
变量泵
齿轮泵
叶片泵
叶片泵 轴向柱塞泵
径向柱塞泵
轴向柱塞泵
马达的分类
马达
定量马达 变量马达 齿轮马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达 低速液压马达
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
ห้องสมุดไป่ตู้
柱塞 2-定子 3-转子 4-套 5-配流轴
二、轴向柱塞泵
1、直轴式轴向柱塞泵原理 图为该泵的工作原理。图中斜盘1和配流盘 4固定不转，电机带动轴5、缸体2以及缸体内柱 塞3一起旋转。柱塞尾有弹簧，使其球头与斜盘 保持接触。
图3-21 直轴式轴向柱塞泵的工作原理 斜盘 2-缸体 3-柱塞 4-配流盘 5-轴 6-弹簧
配流盘
由于存在困油问题，为减少困油，因此在 配油盘的槽I、II的起始点开上条小三角槽，且 在二配流槽的两端都开有小三角槽。见下图：
图3-22 配流盘
2、流量
轴向柱塞泵的几何排量 q=(πd2/4)DZtgγ 平均理论流量为 QT=(πd2/4)DZntgγ 式中 d—柱塞直径；D—柱塞在缸体上 的分布直径；Z—柱塞数；n—轴的转速； γ—斜盘倾斜角度。 从上式看出：泵的流量及每转排量可通 过改变斜盘倾角γ而改变，所以轴向柱 塞泵可很方便地做成变量泵。
单柱塞泵: q=d2H/4
理论流量QT 指在无泄漏情况下，液压泵单位 时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量V和 泵轴转数n的乘积，即
QT=qn =d2Hn/4
实际流量Q 指单位时间内液压泵实际输出油 液体积。 由于工作过程中泵的出口压力不等 于零，因而存在内部泄漏量ΔQ（泵的工作压 力越高，泄漏量越大）， 使得泵的实际流量 小于泵的理论流量，即