第3章 液压泵和液压马达

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1、第3章液压泵和液压马达液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。液压泵将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件，其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作，因此，液压泵的输入参量为机械参量（转矩T和转速n），输出参量为液压参量（压力p和流量q）。而液压马达将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。因此，液压马达的输入参量为液压参量（压力p和流量q），输出参量为机械参量（转矩T和转速n）。3.1液压泵及液压马达概述液压泵和液压马达属于容积

2、式液压机械，它们都是利用密闭容积的大小变化来工作的。3.1.1液压泵的工作原理液压泵排出油液的压力取决于油液流动需要克服的阻力，排出油液的流量取决于密封腔容积变化的大小和速率。这种单柱塞泵是靠密封油腔的容积变化进行工作的，称为容积式泵。构成容积式液压泵必须具备如下的三个条件：⑴容积式泵必定具有一个或若干个密封油腔；⑵密封油腔的容积能产生由小到大和由大到小的变化，以形成吸、排油过程；⑶具有相应的配流机构以使吸、排油过程能各自独立完成。液压泵和液压马达实现进、排油的方式称为配流。3.1.2液压泵的主要性能参数液压泵的性能参数主要有压

3、力、转速、排量、流量、功率和效率。⒈液压泵的压力（常用单位为MPa）⑴额定压力ps在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转所允许的最高压力。额定压力值与液压泵的结构型式及其零部件的强度、工作寿命和容积效率有关。在液压系统中，安全阀的调定压力要小于泵的额定压力。铭牌标注的就是此压力。⑵最高允许压力pmax是指泵短时间内所允许超载使用的极限压力，它受泵本身密封性能和零件强度等因素的限制。⑶工作压力p液压泵在实际工作时的输出压力，亦即液压泵出口的压力，泵的输出压力由负载决定。当负载增加，输出压力就增大，负载减小，输出压力就降低。⑷吸入

4、压力液压泵进口处的压力。⒉液压泵的转速（常用单位为r/min）⑴)额定转速n在额定压力下，根据试验结果推荐能长时间连续运行并保持较高运行效率的转速。⑵最高转速nmax在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速。其值主要与液压泵的结构型式及自吸能力有关。⑶最低转速nmin为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过低所允许的最低转速。⒊液压泵的排量及流量⑴排量V（m3／r，常用单位为mL／r）在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一周，所排出的液体的体积，称为排量，又称为理论排量、几何排量。⑵理论流量qt（m3/s，常用单

5、位为L/min）在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内所排出的液体的体积，称为理论流量；工程上又称空载流量。⑶实际流量q指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量。实际流量低于理论流量，其差值Δq＝qt－q为液压泵的泄漏量。⑷额定流量qs在额定压力、额定转速下，按试验标准规定必须保证的输出流量。⑸瞬时理论流量qtsh由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量称为瞬时理论流量。⑹流量不均匀系数δq在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀程度。⒋液压泵的功率液压泵的输入功率为机械功率，表现为

6、泵轴上的转矩T和角速度ω；液压泵的输出功率为液压功率，表现为压力p和流量q。⑴输入功率Pi液压泵的输入功率是原动机的输出功率，亦即实际驱动泵轴所需的机械功率⑵输出功率Po液压泵的输出功率(kW)用其实际流量q和出口压力p的乘积表示Po＝pq⑶理论功率Pt如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等，即为理论功率，用Pt表示，⒌液压泵的效率实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，功率损失用效率来描述。⑴机械效率ηm液体在泵内流动时，液体粘性会引起转矩损失，泵内零件相对运动时，机械摩擦也会引起转矩损失。机械效率

7、ηm是泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T之比，即⑵容积效率ηV在转速一定的条件下，液压泵的输出功率与理论功率之比，或者液压泵的实际流量与理论流量之比，定义为泵的容积效率，即(3.7)在液压泵结构型式、几何尺寸确定后，泄漏量ql的大小主要取决于泵的出口压力，与液压泵的转速（对定量泵）或排量（对变量泵）无多大关系。因此液压泵在低转速或小排量下工作时，其容积效率将会很低，以致无法正常工作。⑶总效率η液压泵的输出功率与输入功率之比。(3.10)液压泵的总效率η在数值上等于容积效率和机械效率的乘积。液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以通

8、过实验测得。液压泵的容积效率ηPV、机械效率ηPm、总效率ηP、理论流量qt、实际流量q和实际输入功率Pi与工作压力p的关系曲线如图3.2所示。⒍液压泵的噪声液压泵的噪声通常用分贝(dB)衡量，液压泵的噪声产生的原因主要包括：流量脉动、液流冲击、零部件的振动和摩