第三章：液压泵和液压马达 液压技术电子教案 汽车液压传动
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41-38
二、液压马达的选型
选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作 要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以确定液 压马达的类型、性能参数等。 一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用 于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动 研磨机、风扇等。 叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低， 机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换 向频繁的场合。 轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定 性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。
价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及
工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是
泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所
达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可 以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达30MPa。 齿轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。 一、外啮合齿轮泵 二、内啮合齿轮泵
V m
理论功率： P pqVt pVn Tt 2πTt n t
m 输出功率： P ＝pqV＝pqVtV out
41-5
输入功率： Pin＝T＝
Tt
三、液压泵的分类
按排量是否可变分为： 定量泵和变量泵。
按结构分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三大类。
41-6
第二节 齿轮泵
齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、
41-19
2.限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作
相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向
液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶 片泵高。 它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合 理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执
行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简
压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能
转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此， 从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。 一、液压泵的工作原理 二、液压泵的性能参数 三、液压泵的分类
41-2
一、液压泵的工作原理
容积式液
压泵，利用改
变封闭容积的
大小来输出压
力油。液压马 达的工作原理 与液压泵的相 同。
理论转矩：
T Tt T T 1 机械效率： m Tt Tt Tt
实际转矩： T Ttm 1 pVm 2
41-32
三、液压马达的分类
a)单向定量液压马达 b)单向变量液压马达 c)双向定量液压马达 d)双向变量液压马达 e)摆动式液压马达
41-33
1.齿轮式液压马达
41-24
第四节 柱塞泵
柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容 积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压
系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染
敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械 的液压系统中应用广泛。 柱塞泵分轴向和径向两类。轴向柱塞泵又分为直轴式(斜 盘式)和斜轴式两种。其中，直轴式应用较广。
动补偿的办法来解决。
41-14
CB－Z2型高压齿轮泵
此泵是采用双向补偿，其压力高、效率高、寿命长。
1－主动齿轮轴 2－骨架油封 3－前泵盖 4－轴承 5－定位销 6－泵体 7－浮动侧板 8－垫板 9－支承套 10－后泵盖
11－螺栓 12－径向密封块 13－密封圈
41-15
二、内啮合齿轮泵
内啮合齿
41-30
一、液压马达工作原理
轴向柱塞马达工作原理
1－斜盘 2－缸体 3－柱塞 4－配油盘
41-31
二、液压马达的性能参数
理论流量： qV t Vn 转速：
qV t qV t 容积效率: V qV qV t qV
qV t qV n V V V
pqV t Tt
pVn pV Tt 2n 2 pqV t
41-34
2.叶片式液压马达
41-35
3.摆动式液压马达
a)单叶片摆动式液压马达
b)双叶片摆动式液压马达
41-36
1－定子块 2－叶片 3－缸体
第六节 液压泵和液压马达的选用
一、液压泵的选型 二、液压马达的选型
三、液压泵和液压马达的使用
41ห้องสมุดไป่ตู้37
一、液压泵的选型
齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修 方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条 件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点 是寿命短、流量较小、不能变量。 叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。 目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、 高压叶片泵。 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用 较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞 泵来输送高压燃油。
qV max qV min qV
41-9
3.外啮合齿轮泵结构上的几个问题
(1)困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使油
压变化，产生振动和噪声。
41-10
41-11
(2)径向不平衡力 在齿轮泵中，油液作用在轮 外缘的压力是不均匀的，从低 压腔到高压腔，压力沿齿轮旋 转的方向逐齿递增，因此，齿 轮和轴受到径向不平衡力的作 用。 压力越高，径向不平衡力越 大，它能使泵轴弯曲，使定子 偏磨，加速轴承的磨损，降低 轴承使用寿命 常采取缩小压油口的办法减 小径向不平衡力
化液压系统。
41-20
限压式叶片泵工作原理
图2.11外反馈限压式变量叶片泵 1—转子；2 —弹簧；3 —定子；4 —滑块滚针支承；5 —反馈柱塞； 6 —流量调节螺钉
41-21
1.双作用叶片泵工作原理
转子转一转泵
吸油压油各两次，
作用在转子上的
液压力径向平衡，
故又称为平衡式 叶片泵。
Rr qV 2b R 2 r 2 sz nV cos
使用，双作用式只能作定量泵使用。 叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、 寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其工作 压力为6～21MPa。
一、单作用叶片泵
二、双作用叶片泵
41-18
1.单作用叶片泵工作原理
泵由转子、定子、 叶片、配油盘和端盖 （图中未示）等件所组 成。
qV 2beDnV
41-3
二、液压泵的性能参数
(1)工作压力和额定压力
工作压力：泵的输出压力。
额定压力：连续运转的最高压力。
(2)排量和流量 排量V 流量 ：一转输出的量。
理论流量：
q：单位时间内输出的量。 V
qVt Vn qV VnV
实际流量：
41-4
液压泵的功率和效率
qV qVt qV qV 1 容积效率： V qVt qVt qVt 机械效率： Tt T T T m 1 T T T 总效率：
后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将
热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事故。
41-41
5)泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。
41-40
2.使用液压泵和液压马达时的注意事项
1)工作压力、转速不能超过规定值。
2)规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不 得接反。 3)液压泵和液压马达工作介质的正常工作温度为20~60℃。 4)避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动
41-7
1.外啮合齿轮泵工作原理
泵的泵体内装有
一对相同的外啮合 齿轮，齿轮两侧靠
端盖密封。
泵体、端盖和齿
轮的各个齿间槽组
成了许多密封的工 作腔。
41-8
2. 流量计算和流量脉动
排量：
V Dhb 2 zm b
2
V 6.66 zm2b
平均流量：
qV 6.66zm bnV
2
流量脉动率：
一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
二、斜盘式轴向柱塞泵的结构
41-25
一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4等主要零件组成。
2 qV d DznV tan 4
41-26
二、斜盘式轴向柱塞泵的结构
1－中间泵体 2－ 内套 3－弹簧 4 －缸套 5－缸体 6－配油盘 7－前 泵体 8－传动轴 9－柱塞 10－外 套 11－轴承 12 －滑靴 13－钢球 14－回程盘 15－ 斜盘 16－轴销 17－变量活塞 18 －丝杆 19－手轮 20－变量机构壳 体
1 2 3 4 5
g
6 7
图 2.22 1—配流盘； 2 —柱塞；3 —缸体；4 —连 杆；5 —传动轴；6 —吸油窗 口；7 —压油窗口
41-29
第五节 液压马达
一、液压马达的工作原理
以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理
二、液压马达的性能参数 三、液压马达的分类 四、典型液压马达的结构和工作原理
轮泵有渐开
线齿轮泵和 摆线齿轮泵 (摆线转子泵) 两种。
41-16
摆线转子泵
摆线转子泵
的额定压力一 般为2.5MPa、 4MPa。这种泵 作为补油泵和 润滑泵使用， 广泛应用于大、 中型车辆的液 压转向系统中。
41-17
第三节 叶片泵
叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次
数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变量泵
第三章 液压泵和液压马达
第一节 液压泵
第二节 齿轮泵
第三节 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 液压马达 第六节 液压泵和液压马达的选用
重点： 泵与马达的工作原理、结构特点以及参数计算
41-1
第一节 液压泵
在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。
液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的
41-12
(3)泄漏
泄漏有三条途径：
一是通过齿轮啮合线处的间隙——齿侧间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙——齿顶间隙 三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙
在这三类间 隙中，端面间隙 的泄漏量最大， 压力越高，由间 隙泄漏的液压油 就愈多。
41-13
(4)措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自
41-27
滑靴结构
通过柱塞和滑靴 上的小孔a、b将压力 油引入盘形腔c中， 使滑靴和斜盘间形成 一定厚度的油膜，即 形成静压支承。这样 使滑靴和斜盘平面间 的高速滑动摩擦变为 液体摩擦，减小了磨 损，提高了使用寿命。 1－斜盘 2－滑靴 3－柱塞
41-28
斜轴式轴向柱塞泵
传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角 ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰 接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转， 柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的 变化，通过配流盘1上的窗口 6 和 7 实现吸油和压油。
41-39
1.液压泵和液压马达的安装要求
1)液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。
2)液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得
将带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达
的轴上。 3)液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。 4)对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达 回油口具有足够的背压来保证正常工作。
41-22
2.双作用叶片泵在结构上的特点
保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线 。
a)子母叶片 b)双叶片 1－转子 2－定子 3－母叶片 4－子叶片 5、6－叶片
41-23
3.YB型叶片泵的结构
1－左配油盘 2、8－滚子轴承 3－传动轴 4－定子 5－右配油盘 6－后泵体 7－前泵体 9－油封 10－压盖 11－叶片 12－转子 13－螺钉
二、液压马达的选型
选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作 要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以确定液 压马达的类型、性能参数等。 一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用 于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动 研磨机、风扇等。 叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低， 机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换 向频繁的场合。 轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定 性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。
价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及
工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是
泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所
达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可 以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达30MPa。 齿轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。 一、外啮合齿轮泵 二、内啮合齿轮泵
V m
理论功率： P pqVt pVn Tt 2πTt n t
m 输出功率： P ＝pqV＝pqVtV out
41-5
输入功率： Pin＝T＝
Tt
三、液压泵的分类
按排量是否可变分为： 定量泵和变量泵。
按结构分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三大类。
41-6
第二节 齿轮泵
齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、
41-19
2.限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作
相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向
液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶 片泵高。 它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合 理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执
行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简
压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能
转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此， 从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。 一、液压泵的工作原理 二、液压泵的性能参数 三、液压泵的分类
41-2
一、液压泵的工作原理
容积式液
压泵，利用改
变封闭容积的
大小来输出压
力油。液压马 达的工作原理 与液压泵的相 同。
理论转矩：
T Tt T T 1 机械效率： m Tt Tt Tt
实际转矩： T Ttm 1 pVm 2
41-32
三、液压马达的分类
a)单向定量液压马达 b)单向变量液压马达 c)双向定量液压马达 d)双向变量液压马达 e)摆动式液压马达
41-33
1.齿轮式液压马达
41-24
第四节 柱塞泵
柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容 积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压
系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染
敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械 的液压系统中应用广泛。 柱塞泵分轴向和径向两类。轴向柱塞泵又分为直轴式(斜 盘式)和斜轴式两种。其中，直轴式应用较广。
动补偿的办法来解决。
41-14
CB－Z2型高压齿轮泵
此泵是采用双向补偿，其压力高、效率高、寿命长。
1－主动齿轮轴 2－骨架油封 3－前泵盖 4－轴承 5－定位销 6－泵体 7－浮动侧板 8－垫板 9－支承套 10－后泵盖
11－螺栓 12－径向密封块 13－密封圈
41-15
二、内啮合齿轮泵
内啮合齿
41-30
一、液压马达工作原理
轴向柱塞马达工作原理
1－斜盘 2－缸体 3－柱塞 4－配油盘
41-31
二、液压马达的性能参数
理论流量： qV t Vn 转速：
qV t qV t 容积效率: V qV qV t qV
qV t qV n V V V
pqV t Tt
pVn pV Tt 2n 2 pqV t
41-34
2.叶片式液压马达
41-35
3.摆动式液压马达
a)单叶片摆动式液压马达
b)双叶片摆动式液压马达
41-36
1－定子块 2－叶片 3－缸体
第六节 液压泵和液压马达的选用
一、液压泵的选型 二、液压马达的选型
三、液压泵和液压马达的使用
41ห้องสมุดไป่ตู้37
一、液压泵的选型
齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修 方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条 件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点 是寿命短、流量较小、不能变量。 叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。 目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、 高压叶片泵。 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用 较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞 泵来输送高压燃油。
qV max qV min qV
41-9
3.外啮合齿轮泵结构上的几个问题
(1)困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使油
压变化，产生振动和噪声。
41-10
41-11
(2)径向不平衡力 在齿轮泵中，油液作用在轮 外缘的压力是不均匀的，从低 压腔到高压腔，压力沿齿轮旋 转的方向逐齿递增，因此，齿 轮和轴受到径向不平衡力的作 用。 压力越高，径向不平衡力越 大，它能使泵轴弯曲，使定子 偏磨，加速轴承的磨损，降低 轴承使用寿命 常采取缩小压油口的办法减 小径向不平衡力
化液压系统。
41-20
限压式叶片泵工作原理
图2.11外反馈限压式变量叶片泵 1—转子；2 —弹簧；3 —定子；4 —滑块滚针支承；5 —反馈柱塞； 6 —流量调节螺钉
41-21
1.双作用叶片泵工作原理
转子转一转泵
吸油压油各两次，
作用在转子上的
液压力径向平衡，
故又称为平衡式 叶片泵。
Rr qV 2b R 2 r 2 sz nV cos
使用，双作用式只能作定量泵使用。 叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、 寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其工作 压力为6～21MPa。
一、单作用叶片泵
二、双作用叶片泵
41-18
1.单作用叶片泵工作原理
泵由转子、定子、 叶片、配油盘和端盖 （图中未示）等件所组 成。
qV 2beDnV
41-3
二、液压泵的性能参数
(1)工作压力和额定压力
工作压力：泵的输出压力。
额定压力：连续运转的最高压力。
(2)排量和流量 排量V 流量 ：一转输出的量。
理论流量：
q：单位时间内输出的量。 V
qVt Vn qV VnV
实际流量：
41-4
液压泵的功率和效率
qV qVt qV qV 1 容积效率： V qVt qVt qVt 机械效率： Tt T T T m 1 T T T 总效率：
后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将
热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事故。
41-41
5)泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。
41-40
2.使用液压泵和液压马达时的注意事项
1)工作压力、转速不能超过规定值。
2)规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不 得接反。 3)液压泵和液压马达工作介质的正常工作温度为20~60℃。 4)避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动
41-7
1.外啮合齿轮泵工作原理
泵的泵体内装有
一对相同的外啮合 齿轮，齿轮两侧靠
端盖密封。
泵体、端盖和齿
轮的各个齿间槽组
成了许多密封的工 作腔。
41-8
2. 流量计算和流量脉动
排量：
V Dhb 2 zm b
2
V 6.66 zm2b
平均流量：
qV 6.66zm bnV
2
流量脉动率：
一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
二、斜盘式轴向柱塞泵的结构
41-25
一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4等主要零件组成。
2 qV d DznV tan 4
41-26
二、斜盘式轴向柱塞泵的结构
1－中间泵体 2－ 内套 3－弹簧 4 －缸套 5－缸体 6－配油盘 7－前 泵体 8－传动轴 9－柱塞 10－外 套 11－轴承 12 －滑靴 13－钢球 14－回程盘 15－ 斜盘 16－轴销 17－变量活塞 18 －丝杆 19－手轮 20－变量机构壳 体
1 2 3 4 5
g
6 7
图 2.22 1—配流盘； 2 —柱塞；3 —缸体；4 —连 杆；5 —传动轴；6 —吸油窗 口；7 —压油窗口
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第五节 液压马达
一、液压马达的工作原理
以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理
二、液压马达的性能参数 三、液压马达的分类 四、典型液压马达的结构和工作原理
轮泵有渐开
线齿轮泵和 摆线齿轮泵 (摆线转子泵) 两种。
41-16
摆线转子泵
摆线转子泵
的额定压力一 般为2.5MPa、 4MPa。这种泵 作为补油泵和 润滑泵使用， 广泛应用于大、 中型车辆的液 压转向系统中。
41-17
第三节 叶片泵
叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次
数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变量泵
第三章 液压泵和液压马达
第一节 液压泵
第二节 齿轮泵
第三节 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 液压马达 第六节 液压泵和液压马达的选用
重点： 泵与马达的工作原理、结构特点以及参数计算
41-1
第一节 液压泵
在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。
液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的
41-12
(3)泄漏
泄漏有三条途径：
一是通过齿轮啮合线处的间隙——齿侧间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙——齿顶间隙 三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙
在这三类间 隙中，端面间隙 的泄漏量最大， 压力越高，由间 隙泄漏的液压油 就愈多。
41-13
(4)措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自
41-27
滑靴结构
通过柱塞和滑靴 上的小孔a、b将压力 油引入盘形腔c中， 使滑靴和斜盘间形成 一定厚度的油膜，即 形成静压支承。这样 使滑靴和斜盘平面间 的高速滑动摩擦变为 液体摩擦，减小了磨 损，提高了使用寿命。 1－斜盘 2－滑靴 3－柱塞
41-28
斜轴式轴向柱塞泵
传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角 ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰 接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转， 柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的 变化，通过配流盘1上的窗口 6 和 7 实现吸油和压油。
41-39
1.液压泵和液压马达的安装要求
1)液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。
2)液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得
将带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达
的轴上。 3)液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。 4)对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达 回油口具有足够的背压来保证正常工作。
41-22
2.双作用叶片泵在结构上的特点
保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线 。
a)子母叶片 b)双叶片 1－转子 2－定子 3－母叶片 4－子叶片 5、6－叶片
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3.YB型叶片泵的结构
1－左配油盘 2、8－滚子轴承 3－传动轴 4－定子 5－右配油盘 6－后泵体 7－前泵体 9－油封 10－压盖 11－叶片 12－转子 13－螺钉