高压内啮合齿轮泵的测试与分析

机床与液压

Feb. 2019

2019年2月

第47卷第3期MACHINE TOOL & HYDRAULICS

Vol. 47 No. 3

DOI ： 10.3969/j. issn. 1001-3881. 2019. 03. 020

本文引用格式：白福团，陈凯，詹白勺，等.高压内啮合齿轮泵的测试与分析[J].机床与液压,2019,47(3):101-103.

BAI Futuan,CHEN Kai,ZHAN Baishao , et al.Test and Analysis of High-pressure Internal Gear Pump [ J ]. Machine Tool & Hydraulics,2019,47(3) ：101 -103.

高压内啮合齿轮泵的测试与分析

白福团I,陈凯2,詹白勺-倪君辉1

（1.台州学院机械工程学院，浙江台州318000； 2.上海电气集团上海电机厂有限公司，上海200240）

摘要：基于所构建的液压泵综合试验台，对高压内啮合齿轮泵的排量、功率、流量、效率等性能进行了测试与分析, 特别对内啮合齿轮泵在高压下的工作特性进行了测试，分析了其高压下的压力脉动特性，为内啮合齿轮泵的研究提供了

依据。

关键词：内啮合齿轮泵；压力脉动；高压

中图分类号：TH 137

Test and Analysis of High-pressure Internal Gear Pump

BAI Futuan 1 , CHEN Kai 2, ZHAN Baishao 1, NI Junhui 1

(1. Department of Mechanical Engineering , Taizhou University , Taizhou Zhejiang 318000, China ；

2. Shanghai Electric Group Shanghai Motor Company , Shanghai 200240, China)

Abstract : Based on the built synthetic hydraulic pump test-bed , the performance of the high pressure internal gear pump inclu ­

ding swept volume , power , flow rate and efficiency was tested and analyzed. In particular, the work characteristic of the internal gear

pump at high pressure was examined , and the pressure pulsation at high pressure was analyzed , which provides the practical evidence for the research of internal gear pump.

Keywords : Internal gear pump ； Pressure pulsation ； High pressure

0前言

内啮合齿轮泵具有输出压力高、流量压力脉动 小、噪声低、使用寿命长等特点，广泛应用于精密机

械、锻压机械、船舶设备、汽车行业等领域⑴。目 前，关于内啮合齿轮泵的啮合特性3）、流量脉 动3）、泄漏⑺及内部受力&回等方面的研究受到了 广泛的关注，但同时注意到，受制于实验条件的限

制，当前对内啮合齿轮泵的性能测试与分析报道较 少，特别是对其在高压下的工作特性研究不多。

鉴于此，本文作者利用所构建的高压液压泵综合

试验台，测试了高压内啮合齿轮泵的排量、功率、流

量、效率性能，特别测试了其在高压下的压力脉动特 性，为内啮合齿轮泵的理论研究提供了依据。

1试验台工作原理

液压泵综合试验台工作原理如图1所示，主要由

变频电机、扭矩转速仪、压力传感器、流量传感器、

比例溢流阀等组成。测试时，由变频电机驱动被试 泵，输出压力油，再通过比例溢流阀设定系统压力，被试泵的出口压力、流量、扭矩和转速等参数分

别通过压力传感器（TRAFAG 8215. 3325V ）、流量传

收稿日期：2017-08-30

基金项目：台州市科技计划项目（15gy51； 1701gy22）

作者简介：白福团（1993-）,男，学士，主要从事液压系统设计与测试工作。

通信作者：倪君辉（ 1982—）,男，博士，副教授，主要从事液压技术方面的教学与科研工作。E-mail ： jn2275@ 。

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感器(VSE RS400/32)及扭矩转速测量仪

(JSC3000)采集得到。此外，为满足高压测试要求，

比例溢流阀采用ATOS公司生产的AGMZO-A-020/

315/Y型比例溢流阀，最大流量为600L/min,最高

压力为31.5MPa。

测试过程中，泵的功率P、容积效率叭、总效

率7?分别是通过以下三式计算得来：

P=pq(1)

式(1)中p、g分别为泵的压力和流量，是通

过采集压力传感器和流量传感器的数据得到。式

(2)中V为泵的排量，n为泵的转速，是通过采集扭

矩转速测量仪的转速数据得到。式(3)中T为电机

的扭矩，是通过采集扭矩转速测量仪的扭矩数据

得到。

2齿轮泵性能参数

被测高压内啮合齿轮泵(如图2所示)为国内

某公司生产的QT63-125内啮合齿轮泵，该泵采用直

线共辄内啮合齿形设计，具有低噪声、低脉动、长寿

命、高效率等特点，其主要性能参数如表1所示。

图2内啮合齿轮泵实物图

表1内啮合齿轮泵主要性能参数表

额定压力/MPa25理论排量/mL124.6

最高压力/MPa32额定功率/kw81.3

最高转速/(r•min-1)1800质量/kg99

3测试与分析

(1)排量验证

对被测齿轮泵进行空载排量试验，得到的性能曲

线如图3所示。从图中可

得被试泵在空载状态下流

量与转速呈线性关系，空

载排量基本保持不变。按

照国家标准(GB/T7936-

2012)规定的空载排量

计算方法，可得被试泵空

载排量为V=125.8mL/r,可以得出该被试泵的空载图3齿轮泵空载流量

随转速变化关系图

排量符合该泵的额定排量。

(2)功率、流量、效率特性曲线

在不同压力下，泵的功率、流量、效率随转速变

化曲线如图4所示。从图中可得，功率和流量随着

转速的提高而增加，而且与转速之间基本呈线性关

系，说明转速的变化对流量和功率的影响是比较稳

定的。另外，观察效率变化曲线可得，容积效率随

着转速提高而增加，而总效率随着转速提高呈下降

趋势，这是由于转速提高机械效率下降，从而导致

总效率降低。

▲功率容效♦总效•流量

转速/(r-min'1)

图4功率、流量、效率随转速变化曲线图

在1400r/min转速下，泵功率、流量、效率随

压力变化曲线如图5所示。从图中可得，功率随着压

力增加而上升趋势明显，而流量随着压力提高而缓慢

下降，这是由于随着压力升高泄漏变大而导致流量降

低。此外，观察效率随压力变化曲线可得，随着压力

增加泄漏变大，容积效率降低，而总效率呈现先增加

后降低的趋势，这说明为提高泵的工作效率，应在合

理的压力范围内运行。

图5功率、流量、效率随压力变化曲线图

(3)高压脉动测试与分析

为测试泵在高压下的工作性能，对泵在高压下的

输出特性进行了测试，发现内啮合齿轮泵在900

r/min转速和22MPa压力，1200r/min转速和20

MPa压力，及1400r/min转速和16MPa压力下出现

压力、总效率脉动现象。其中在1400r/mm转速和

16MPa压力下脉动曲线如图6所示，图中1个采样

点间隔0.2s

。