【正文】 和 e 三個(gè)孔道分別溝通缸筒 1 下腔 a 、上腔 b 和油箱。一 般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如圖 所示，滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盤間形成液體潤滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況。 斜盤式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ 1）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 由圖 可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機(jī)械裝置或彈簧作為預(yù)密封的推力外，還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。當(dāng)傳動(dòng)軸按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞 2 在其沿斜盤自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向缸體外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤 4 上的配油窗口 a 吸入；柱塞在其自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從配油盤窗口 b 向外排出，缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油動(dòng)作。 返回本章目錄 柱塞泵 柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。理想的過渡曲線不僅應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度變化均勻，而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧段交接點(diǎn)處的加速度突變不大，以減小沖擊和噪聲，同時(shí) ，還應(yīng)使泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)最小。 (3) (3) 葉片根部的容積不影響泵的流量 由 于葉片頭部和底部同時(shí)處在排油區(qū)或吸油區(qū)中，所以葉片厚度對泵 的流量沒有多大影響。它們之間的中間油腔經(jīng)配流盤上的槽與壓力油相通，轉(zhuǎn)子上的壓力平衡油道把葉片頭部的壓力油引入葉片底部，與母子葉片結(jié)構(gòu)相似，在壓力油引入中間油腔之前，設(shè)置節(jié)流阻尼，使葉片向內(nèi)縮進(jìn)時(shí)，此腔保持足夠的壓力，保證葉片緊貼定子內(nèi)表面。由此可見，只要適當(dāng)?shù)剡x擇 t 和 b 的大小，就能控制接觸應(yīng)力，一般取子葉片的寬度 b 為母葉片寬度的 1/3~1/4。葉片和定子內(nèi)表面的接觸壓力僅為葉片的離心力，慣性力和彈簧力，故接觸力較小。同時(shí)，槽內(nèi)兩個(gè)葉片可以相互滑動(dòng)，以保證在任何位置，兩個(gè)葉片的頭部和定子內(nèi)表面緊密接觸。 （ 1）雙葉片結(jié)構(gòu) 如圖 所示，各轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)經(jīng)過倒角的葉片。因此在排油腔，葉片縮進(jìn)轉(zhuǎn)子槽的容積變化，對泵的流量有影響，在精確計(jì)算葉片泵的平均流量時(shí)，還應(yīng)該考慮葉片容積對流量的影響。所有葉片的排量為 2Z個(gè)M 容積，若不計(jì)葉片幾何尺度，此值正好為環(huán)行體積的兩倍。圖 為雙作用葉片泵平均流量計(jì)算原理圖。 雙作用葉片泵 工作原理 圖 為雙作用葉片泵的工作原理圖，它的作用原理和單作用葉片泵相似，不同之處只在于定子內(nèi)表面是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的，在圖 中，當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，為吸油區(qū)，在左下角和右上角處逐漸減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)將吸、 壓油區(qū)隔開。 圖 外反饋限壓式變量葉片泵 1轉(zhuǎn)子； ； 3定子； 4滑塊滾針支承； 5反饋柱塞； 6流量調(diào)節(jié)螺釘 下面對外反饋限壓式變量葉片泵的變量特性分析如下： 設(shè)泵轉(zhuǎn)子和定子間的最大偏心距為 maxe ，此時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量為 0x ，彈簧剛度為 xk ，泵的偏心預(yù)調(diào)值為 0e ，當(dāng)壓力逐漸增大，使定子開始 移動(dòng)時(shí)壓力為 0p ，則有 )( 0m a x00 eexkAp xx ??? （ ） 當(dāng)泵壓力為 p 時(shí)，定子移動(dòng)了 x 距離，也即彈簧壓縮量增加 x ，這時(shí)的偏心量為 xee ?? 0 （ ） 如忽略泵在滑塊滾針支承出的摩擦力 fF ，泵定子的受力方程為 )( 0m a x00 xeexkAp xx ???? （ ） 由此（ ）得； )( 0m a x00 eexAkp xx ??? （ ） 泵的實(shí)際輸出流量為 pkekq lq ?? （ ） 式中： qk —泵的流量增益； lk —泵的泄漏系數(shù)。設(shè)反饋柱塞的受壓面積為 xA ，則作用在定子上的反饋力 xpA 小于作用在定子上的彈簧力xF 時(shí)，彈簧 2 把定子推向最右邊，柱塞和流量調(diào)節(jié)螺釘 6 用以調(diào)節(jié)泵的原始偏心 0e ，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量，此時(shí)偏心達(dá)到預(yù)調(diào)值 0e ，泵的輸出流量最大。 內(nèi)反饋式變量泵利用泵本身的排出壓力和流量推動(dòng)變量機(jī)構(gòu)，在泵的理論排量接近零工況時(shí)，泵的輸出流量為零，因此便不可能繼續(xù)推動(dòng)變量機(jī)構(gòu)來使泵的流量反向，所以內(nèi)饋式變量泵僅能用于單 向變量。當(dāng)工作壓力到達(dá) Cp 時(shí)，與定子環(huán)的偏心量對應(yīng)的 泵的理論流量等于它的泄漏量，泵的實(shí)際排出流量為零，此時(shí)泵的輸出壓力為最大。 （ 1） 限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵 內(nèi)反饋式變量泵操縱力來自泵本身的排油壓力，內(nèi)反饋式變量葉片泵配流盤的吸，排油窗口的布置如圖 。當(dāng)泵有 z 個(gè)葉片時(shí)。4葉片 。若改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心距的大小，便可改變泵的排量，形成變量葉片泵。定子的內(nèi)表面是圓柱面，轉(zhuǎn)子和定子中心之間存在著偏心，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力以及葉片根部油壓力作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是，兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子便形成 了一個(gè)密封的工作腔。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開，如圖 （ a）；擺線齒形嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一齒，因而不需設(shè)置隔板，如圖 （ b）。 通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有：浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種，其原理都是引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。為了減小徑向不平衡力的影響，常采取縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，同時(shí)，適當(dāng)增大徑向間隙，使齒頂不與定子內(nèi)表面產(chǎn)生金屬接觸，并在支撐上多采用滾針軸承或滑動(dòng)軸承。 困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并引起振動(dòng)和汽蝕，同時(shí)降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性和使用壽命。6浮動(dòng)軸套 。 。若用 maxq 、 minq 來表示最大、最小瞬時(shí)流量， 0q 表示平均流量，則流量脈動(dòng)率為 0minmaxq qq ??? （ ） 它是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。3從動(dòng)齒輪 齒輪泵的流量和脈動(dòng)率 外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為 z ，模數(shù)為 m ，節(jié)圓直經(jīng)為 d ，有效齒高為 h ，齒寬為 b 時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有 mzd? ， mh 2? ，齒輪泵的排量近似為 bzmdhbV 22?? ?? （ ） 實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此 ,在實(shí)際計(jì)算中用 ~ 來代替上式中 ? 值，齒數(shù)少時(shí)取大值。左側(cè)壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。 齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用較廣，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵，下面分別介紹。 事實(shí)上，液壓泵、馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率在總體上與油液的泄漏和摩擦副的摩擦損失有關(guān)，而泄漏及摩擦損失則與泵、馬達(dá)的工作壓力、油液粘度、泵和馬達(dá)轉(zhuǎn)速有關(guān)，為了更確切的表達(dá)效率與這些原始參數(shù)之間的關(guān)系，以無因次壓力 vnp? 為變量來表示液壓泵、馬達(dá)的效率。而泵的容積損失可用容積效率 v? 來表征 tltlttv qqq qqqq ????? 1? （ ） 對液壓馬達(dá)來說，輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際 流量 q 必然大于它的理論流量 tq 即lt qqq ?? ，它的容積效率。 qp, —液壓泵、馬達(dá)的壓力 (Pa)和流量 ( sm/3 ) 實(shí)際上，液壓泵和液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，因此輸出功率小于輸入功率。泵、馬達(dá)的流量為其轉(zhuǎn)速與排量的乘積。實(shí)際工作壓力取決于相應(yīng)的外負(fù)載。 從工作過程可以看出，在不考慮油漏的情況下，液壓泵在每一工作周期中吸入或排出的油液體積只取決于工作構(gòu)件的幾何尺寸，如柱塞泵的柱塞直徑和工作行程。 根據(jù)工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是液壓泵的共同特點(diǎn)，因而這種泵又 稱為容積泵。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的。圖 為容積式泵的工作原理簡圖，凸輪 1 旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞 2 在凸輪和彈簧3 的作用下，在缸體的柱塞孔內(nèi)左、右往復(fù)移動(dòng)，缸體與柱塞之間構(gòu)成了容積可變的密封工作腔 4。 教學(xué)要求： 重點(diǎn)掌握泵馬達(dá)的基本原理及效率計(jì)算，了解葉片泵及葉片馬達(dá)、齒輪泵及齒輪馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握柱塞泵及柱塞馬達(dá)基本結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握分析馬達(dá)產(chǎn)生輸出扭矩的方法。 教學(xué)內(nèi)容： 本章首先介紹液壓泵和馬達(dá)的工作原理，接著介紹了齒輪泵及齒輪馬達(dá)、葉片泵及葉片馬達(dá)、柱 塞泵及柱塞馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，最后簡介幾種泵和馬達(dá)的工作特點(diǎn)。2 液壓泵和液壓馬達(dá) 液壓泵、馬達(dá)概述 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 液壓馬達(dá) 液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn) 本章習(xí)題 內(nèi)容提要： 本章主要內(nèi)容為 ①液壓泵和液壓馬達(dá)的工作原理與性能參數(shù)。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握這幾種泵和馬達(dá)的工作原理（泵是如何吸油、壓油和配流的，馬達(dá)怎樣產(chǎn)生轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、及主要性能特點(diǎn)；了解不同類型的泵馬達(dá)之間的性能差異及適用范圍，為日后正確選用奠定基礎(chǔ)。 教學(xué)方法： 課堂教學(xué)為主，充分利用網(wǎng)絡(luò)課程中的多媒體 素材來表示抽象概念，利用泵和馬達(dá)的拆裝實(shí)驗(yàn)， 了解液壓泵和馬達(dá)的結(jié)構(gòu)及工作原理 。 圖 容積泵的工作原理 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的，依靠容積變化進(jìn)行工作。吸、排油閥 6 在邏輯上互逆，不會同時(shí)開啟。 液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式，葉片式和柱塞式三大類；液壓馬達(dá)也具有相同的形式。 （ 3） （ 3） 吸油口與排油口不能溝通，即不能同時(shí)開啟。 工作壓力：指泵、馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力，對泵來說，工作壓力是指它的輸出壓力；對馬達(dá)來講，則是指它的輸入壓力。 理論流量：在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何體積變化而排出、吸入的液體體積。 功率和效率：液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量；如果不考慮液壓泵、馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率是： nTpqN t?2??