第三章液压泵与液压马达

ηV
qt q1 1 q q
T
由于摩擦损失，使液压马达的实际输出转矩小于其理论转 矩，它的机械效率 ηm 为:
Tt Tl m Tt Tt
液压泵(马达）的总效率η是其输出功率与输入功率之比
P P
o v m i
第三章 液压泵与液压马达
液压泵的能量转换关系
第三章 液压泵与液压马达
排量（ V）： 液压泵（液压马达）的排量 V是指在
不考虑泄漏的情况下，轴转过一整转时所能输出 （或所需输入）的油液体积。排量与几何尺寸有关。 理论流量(qt)：理论流量qt是指在不考虑泄漏的情况 下，单位时间内所能输出（或所需输入）的油液体 积。如泵轴的每分钟转速为 n ，则泵的每分钟理论 流量为qt=Vn。
概
述
一、作用与分类 液压泵——将原动机输入的机械能转换成油液的 压力能，供液压系统使用。 液压马达——将输入油液的压力能转换成机械能， 使其驱动的工作部件作旋转运动。 液压泵和液压马达 都容积式的，即依靠密 封工作腔容积变化来工 作。
第三章 液压泵与液压马达 第三章 液压泵与液压马达
液压泵（液压马达）按其在每转一转所能输出（所需输入） 油液体积可否调节而分成定量泵（定量马达）和变量泵（变量
马达）两类。
按结构形式又可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式 四大类。
第三章 液压泵与液压马达
液压泵的分类
液压泵 齿轮泵 外啮合 齿轮泵 内啮合 齿轮泵 叶片泵 双作用 叶片泵 单作用 叶片泵 柱塞泵 轴向向 柱塞泵 螺杆泵
径向 柱塞泵
斜轴式 直轴式 轴向柱塞泵 轴向柱塞泵 （斜缸式） （斜盘式）
第三章 液压泵与液压马达
六、功率和效率
液压泵由原动机驱动，输入量是转矩和转速（角速度）， 输出量是液体的压力和流量；
液压马达则刚好相反，输入量是液体的压力和流量，输出 量是转矩和转速（角速度）。 如果不考虑液压泵（或液压马达）在能量转换过程中的损 失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是:
P t pq t pVn Tt 2Tt n
实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失 的，因此输出功率小于输入功率。两者之间的差值即为功率 损失，功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。
第三章 液压泵与液压马达
液压泵和液压马达能量转换流程
第三章 液压泵与液压马达
容积损失是因内泄漏而造成的流量上的损失；机械损失是 因相对运动表面的摩擦等原因造成的能量损失。 对液压泵来说，输出压力增大时内泄漏加大，泵实际输出 的流量q减小。设泵的内泄漏为ql，则泵的容积损失可用容积 效率 v 来表征
第三章 液压泵与液压马达
第三章：液压泵与液压马达
本章主要讲述液压泵和马达的结构、工作 原理、静态特性、液压泵与马达的选用和基本 要求。 3-1 概述


3-2 齿轮泵
3-3 叶片泵 3-4 柱塞泵 3-5 各类液压泵的性能比较及应用
第三章 液压泵与液压马达 第三章 液压泵与液压马达
第一节
理论输出转矩 实际输出转矩 理论转速 实际转速
qt nV nV q V p V Tt 2 p V T ηm 2π q nt V q ηV n V
第三章 液压泵与液压马达
液压传动功效歌
液压传动功率强，传动效率有文章。
油泵将机变成压，系统动力来自它。
马达将压变成机，旋转起来出大力。 机压转换有损失，摩擦泄漏在其里。 云想衣裳花想容，流量压力乘压能。
V
qt ql ql 1 qt qt qt q
驱动泵的转矩总是大于其理论上需要的转矩的。设转矩损 失为Tl，则泵实际输入转矩为T=Tt+T1 ，用机械效率 m来表征 泵的机械损失时 T 1 m t T 1 Tl Tt
第三章 液压泵与液压马达
对液压马达来说，由于泄漏损失，输入液压马达的实际 流量必然大于它的理论流量，即q=qt+q1 它的瞬时流量(qin)： 它是液压泵（液压马达）在每一瞬时的流 量，一般指泵瞬时理论（几何）流量。 额定转速：在额定压力下，泵（马达）能连续长时间正常 运转的最高转速。 最高转速：在额定压力下，泵（马达）超过额定转速而允 许暂短运行的最大转速。
三、压力的分级
压力分级 压力/MPa 低压 ≤2.5 中压 ＞2.5~8 中高压 ＞8~16 高压 ＞16~32 超高压 ＞32
(3) 马达的输出转速
nM
q p VM VM
13.0510 0.9 1174 .5r / min 6 1010
3
第三章 液压泵与液压马达
(4) 马达的输出转矩
TOM
VM PM 10106 95105 mM 0.9 13.62N .m 2 2
液压泵、液压马达的符号
第三章 液压泵与液压马达 第三章 液压泵与液压马达
我国自主研发的 CY系列轴向柱塞泵
第三章 液压泵与液压马达
二、压力、排量和流量
工作压力：液压泵的工作压力是指实际工作时的输出压力， 也就是油液为了克服阻力所必须建立起来的压力；而液压马 达的工作压力则是指它的输入压力。工作压力决定于负载。
按啮合形式 按齿面
外啮合 内啮合 渐开线 摆线
{
直齿 斜齿 人字齿
第三章 液压泵与液压马达
一、外啮合齿轮泵原理和结构
1. 结构：齿轮、壳体、端盖等
动画演示
第三章 液压泵与液压马达
图为外啮合齿轮泵实物结构
第三章 液压泵与液压马达
泵的排量为
V Dhb 2Zm b
2
齿轮泵的实际输出流量为
转矩转速结姻缘，机械能中月下见。
关关雎鸠鸣河上，容积效率找流量。 参差荇菜两岸绿，机械效率配转矩。
第三章 液压泵与液压马达
世事纷纭难足虑，现实理想有差距。 耕耘未必都收获，输出总比输入少。
两者相差共几何？总效率下知分晓。
排量压差除二派，马达转矩此中来。
实际转矩有多大？机械效率折扣它。
排量转速两相乘，得出流量理论数。
第三章 液压泵与液压马达
二、外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题
1. 困油现象
1) 产生原因： 压 ε> 1，构成闭死容积Vb Vb由大→小，p↑↑，油液发热，轴承磨 损。 Vb由小→大，p ↓↓，局部真空 气蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。
2) 危害：影响工作、缩短寿命
吸
3) 措施：开卸荷槽 原则： Vb由大→小，与压油腔相通 Vb由小→大，与吸油腔相通 保证吸、压油腔始终不通
液压马达的能量转换关系
第三章 液压泵与液压马达
液压泵功率与效率简要公式
理论输出流量 实际输出流量
qt nV
q nVV
理论输出功率
实际输出功率 实际输入功率
Pt pqt
P pq pqtV
Pi P
Vm

m
pqt
第三章 液压泵与液压马达
液压马达功率与效率简要公式
理论输入流量 实际输入流量
第三章 液压泵与液压马达
3. 径向力不平衡
第三章 液压泵与液压马达
3. 径向力不平衡
1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。
※ 压油口缩小后，注意不能反
转。
第三章 液压泵与液压马达
典型结构
CB齿轮泵 p = 2.5 MPa
• 卸荷槽 • 缩小压油口 • 减小端面间隙 0.03~0.04mm • 增大吸油口 • 小槽 a (泄油） • 小孔
(5) 马达的输出功率
P OM TOM TOM 2 nM
1174.5 13.62 6.28 1.67 kW 60
第三章 液压泵与液压马达
液压泵和液压马达能量转换流程
第三章 液压泵与液压马达
第二节 齿轮泵
第三章 液压泵与液压马达
齿轮泵的分类
分类
{
{ 按齿形曲线 {
qP =VP × np × ηvp
=10×10-3 × 1450 × 0.9 =13.05 L/min
第三章 液压泵与液压马达
泵的实际输出功率
POP =
3 13.05 10 6 pP qP 10 10 60
=2.175 kW
(2) 泵的驱动（输入）功率
Pip
P
pOP
POP 2.175 2.685kW VP mP 0.9 0.9
第三章 液压泵与液压马达
三、齿轮泵优缺点和用途
优点：体积小，重量轻，结构紧凑，工作可靠， 自吸性能好，对油液污染不敏感，便于 制造、维修。
缺点：承受不平衡径向力，磨损严重，泄漏 大，效率低，流量脉动大，噪声高。
措施：采用齿轮端面间隙自动补偿的方法。
用途：工程机械、机床低压系统。
第三章 液压泵与液压马达
额定压力： 液压泵（液压马达）的额定压力是指泵（马达） 在使用中按标准条件连续运转允许达到的最大工作压力，超 过此值就是过载。 最高压力：它是指泵（马达）短时间内所允许超载使用的 极限压力，它受泵（马达）本身密封性能和零件强度等因素 的限制； 吸入压力：是指泵吸入口处的压力。
第三章 液压泵与液压马达
q 6.66Zm bnV
2
第三章 液压泵与液压马达
2. 工作原理
吸油过程：轮齿脱开啮合→V ↑ → p ↓ →吸油； 排油过程：轮齿进入啮合→V ↓ → p ↑ →排油。 密封工作腔：泵体、端盖 和齿轮的各个齿间槽组成了 若干个密封工作容积。 齿轮啮合线将吸油区和压 油区隔开，起配流作用。
动画 演示
第三章 液压泵与液压马达
四、液压参量的符号与单位
参量 压力 流量 排量 转矩 符号 p q V M,T 标准单位 N/m2 m3/s m3/r N.m 其它单位 Mpa , bar , kgf/cm2 , psi L/min mL/r kgf.cm