1、液壓泵的工作原理和特點

液壓泵是液壓傳動系統中的能量轉換元件。一般由原動機（電動機、內燃機等）驅動，把輸入的機械能轉換為液壓能，以液體的壓力和流量的形式輸送到系統中去。

液壓泵的基本特點：

（1）具有周期性變化的密閉工作腔；

（2）具有相應的配流機構（單向閥等）；

為了保證液壓泵在最高轉速下能正常吸油，泵的吸油口存在一個最低吸入壓力，如果吸油壓力低于吸入壓力會產生氣蝕現象。

2、液壓泵的分類

按照結構形式分為齒輪泵（外嚙合、內嚙合-漸開線內嚙合/擺線內嚙合）、葉片泵（單作用、雙作用）、柱塞泵（徑向、軸向-斜盤式/斜軸式）及螺桿泵等。

按照液壓泵在單位時間內輸出和輸入油液體積是否可以調節分為定量式（齒輪泵、雙作用葉片泵等）和變量式（柱塞泵、單作用葉片泵等）兩種；

液壓泵的分類

3、液壓泵的性能參數與特性曲線

（1）工作壓力p：液壓泵實際工作時的壓力稱為壓油泵的工作壓力；在工作過程中液壓泵的工作壓力取決于負載，與液壓泵的流量無關；

（2）額定壓力pn：液壓泵在正常工作條件下按照試驗標準規定能連續運轉的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力；實際工作中液壓泵的工作壓力p應小于或等于額定壓力pn。

（3）最高允許壓力pmax：按照試驗標準規定，超過額定壓力pn允許短暫運行的最高壓力稱為液壓泵的最高允許壓力。它由泵組成零件的結構強度和密封決定，隨著液壓泵工作壓力的升高泄漏量會加大泵的效率會降低。

（4）流量q：單位時間內排出液壓泵的油液體積；

（5）排量Vp：液壓泵軸旋轉一周，按照其密封容腔幾何尺寸計算得出的排除油液的體積；

（6）理論流量qtp：根據液壓泵的幾何尺寸計算得到的流量，為平均理論流量；qtp=Vpnp；

（7）實際流量qp：液壓泵工作時實際排出的流量，等于理論流量減去因泄露、液體壓縮等原因損失的流量；實際流量會隨著工作壓力的升高略微降低；

（8）額定流量qn：正常工作條件下，按照試驗標準規定（如額定壓力及額定轉速下）液壓泵必須保證的輸出流量；

（9）理論功率Ptp：液壓泵的進出口壓差乘以理論流量；

（10）輸入功率Pip：實際驅動液壓泵軸的機械功率；

（11）輸出功率Pop：實際液壓泵的輸出液壓功率；

（12）容積損失：因油液的泄露、壓縮等損失的流量成為容積損失；

（13）容積效率ηvp：容積效率是實際流量與理論流量之比；容積效率表示液壓泵抵抗泄露的能力，它與工作壓力、液壓泵工作容腔中摩擦副間隙大小、油液粘度、轉速等因素有關；

（14）機械損失：因運動部件之間或運動部件與流體之間摩擦損失的能量稱為機械損失；

（15）機械效率ηmp：是理論轉矩與實際轉矩之比；

（16）總效率ηp：機械效率與容積效率的乘積；

（17）特性曲線：反映了液壓泵的容積效率ηvp、機械效率ηmp、總效率ηp、實際輸入功率Pip、工作壓力p之間的關系；是液壓泵在某種工作液體在一定轉速和一定油溫等條件下通過試驗得出的曲線。

液壓泵特性曲線

4、外嚙合齒輪泵

（1）裝在泵體中的一對參數相同的漸開線齒輪互相嚙合，齒輪與前后端蓋及泵體之間行程密封工作腔，齒輪嚙合線分隔吸、排油腔，起到配油作用；

外嚙合齒輪泵01:41

（2）油液泄露途徑：齒輪斷面與端蓋之間的軸向間隙（占總泄漏量的75-80%）；齒輪外圓與泵體內表面之間的徑向間隙（占總泄漏量的15-20%）；齒輪嚙合處的間隙，通常泄漏量不大；

解決方法：軸向間隙補償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加補償零件如浮動軸套、浮動側板等；

（3）困油現象：為保證齒輪運行的平穩齒輪嚙合時重疊系數必須大于1，因此有一部分油液會困在齒輪嚙合時形成的封閉油腔內，且這個密閉容積的大小隨齒輪轉動而變化，形成困油現象；

困油現象的危害：隨著封閉容積空間大小的變化，油液的壓力會急劇上升，使軸承受

到很大的附加載荷進而產生功率損失及液體發熱等不良現象，還會產生氣蝕現象引起振動和噪聲；

解決方案：在齒輪泵的前后端蓋火花浮動軸套等零件上開卸荷槽。使封閉油腔在容積減小時與亞右側相通，容積增大時與吸油腔相通；

01:22

（4）徑向不平衡力問題：齒輪泵在工作時，齒輪所承受的圓周液體壓力所產生對策徑向作用力；工作壓力越高徑向不平衡力越大，不僅會加速軸承的磨損，且會使軸發生形變造成齒頂與泵體內表面的摩擦縮短齒輪泵的使用壽命；

解決方案：減小壓油口尺寸；減小齒輪的齒數；適當增大徑向間隙；增加壓力平衡槽；

5、內嚙合齒輪泵

5.1內嚙合漸開線齒輪泵

（1）工作原理：相互嚙合的內轉子和外轉子之間有月牙形隔板，月牙板作為配油機構將吸油腔和排油腔分隔開，內外轉子同方向轉動形成密閉變化的工作容腔；

內嚙合漸開線齒輪泵01:23

（2）內嚙合漸開線齒輪泵特點：

優點：流量脈動小、結構緊湊、重量輕、轉速高、運動平穩、噪聲低、效率高、沒有困油現象；

缺點：齒型復雜、不易加工；

5.2內嚙合擺線轉子泵

（1）工作原理：擺線轉子泵是以擺線成形，外轉子比內轉子多一個齒的內嚙合齒輪泵；當泵工作時，所有的內轉子的齒都進入嚙合，相鄰兩齒的嚙合線與泵體和前后端蓋形成密封容腔；內外轉子存在偏心，內轉子轉動帶動外轉子同向旋轉，端蓋上加工有相應的配有窗口；

內嚙合擺線轉子泵00:47

（2）內嚙合擺線轉子泵特點：

優點：結構緊湊、體積小、零件數少、轉速高、運動平穩、噪聲低等；

缺點：嚙合處間隙泄露大、容積效率低、轉子的制造工藝復雜等；

6、單作用葉片泵

（1）單作用葉片泵的轉子每旋轉一周每個密封工作腔完成一次吸油和排油；

單作用葉片泵01:21

（3）單作用葉片泵由轉子、定子、葉片、配油盤和端蓋等組成；定子具有圓柱形內表面，定子和轉子之間有偏心距，葉片安裝在轉子的葉片槽中，當轉子轉動時葉片靠離心力作用緊靠在定子內表面，定子、轉子、葉片和兩端配油盤行程若干密閉工作油腔；配油盤上有腰形吸油窗口和排油窗口，在吸油腔和排油腔之間有一段封油區；

（4）單作用葉片泵結構特點：結構復雜、輪廓尺寸大、相對運動的零件多、泄漏量大、噪聲大；軸上承受不平衡的徑向液壓力，會導致軸與軸承磨損加劇，容積效率和機械效率都偏低；

（5）單作用葉片泵的特點：

改變定子和轉子之間的偏心距可以改變排量，能夠實現變量供油，當偏心反向時西游排油方向也相反；

（6）變量泵可根據液壓系統中執行機構的運動速度提供相匹配的流量，尤其是運動速度變化時避免了能量損失及系統發熱，功率利用率高； 變量葉片泵的變量形式分為手動變量、壓力補償變量、功率匹配變量及恒流量變量等；

（7）限壓式變量葉片泵：利用泵出口壓力控制偏心距來實現變量的葉片泵，也稱為壓力補償或壓力反饋式葉片泵；根據控油的作用方式分為外反饋式和內反饋式兩種；

外反饋限壓式變量葉片泵

1-轉子 2-調壓彈簧 3-定子 4-滑塊滾針支撐 5-柱塞 6-最大流量調節螺釘

1）外反饋限壓式變量葉片泵：

?轉子中心固定，定子可以左右移動；

?配有盤上的吸油窗口和排油窗口沿定子與轉子的中心連線對稱布置；

?當轉子轉動時，轉子外表面、定子內表面和葉片形成密閉的工作容腔；

?設計有最大流量調節螺釘和調壓螺釘；

2）內反饋限壓式變量葉片泵

內反饋限壓式變量葉片泵

1-最大流量調節螺釘 2-彈簧預壓縮量調節螺釘 3-葉片 4-轉子 5-定子

?依靠液壓力直接作用在定子上來控制變量；

?配油盤的吸排油口相對定子和轉子的中心連線不對稱，存在偏角θ；

?泵工作時排油腔的壓力作用于定子的力也有一個偏角θ，這樣會對定子產生水平分力從而通過克服彈簧作用力使定子與轉子的偏心距變化調節泵的輸出流量；

3）特性曲線

限壓式變量葉片泵特性曲線

P-工作壓力 qA-理論輸出流量 q1-泄漏流量 q-實際輸出流量 PB-限定壓力 Pc-系統最大壓力

7、雙作用葉片泵

（1）雙作用葉片泵：轉子每旋轉一周，密封工作腔完成兩次吸排油過程；該型泵的兩個吸油腔和排油腔對稱布置，作用在轉子上的液壓力相互平衡，因此也稱平衡式液壓泵；

雙作用葉片泵00:41

（2）雙作用葉片泵由定子、轉子和配流盤組成；定子內表面由兩段大圓弧、兩段小圓弧和四段連接大小圓弧的過渡曲線組成；葉片數量為雙數保證軸受到的徑向力平衡；

（3）泵轉子葉片槽底部通排油腔，保證葉片時刻與墻體內壁緊貼；葉片處在吸油區對定子內表面的押金里為離心力和液壓力之和，當油液的壓力未建立，葉片收到的壓緊力只有離心力，如果轉速過低離心力不夠則葉片頂部不能和定子表面貼緊形成有效的密閉容腔，泵就不能正常工作，一般要求在600-2500rpm范圍內使用；

（4）配流盤：有兩個吸油窗口和兩個排油窗口，窗口之間為封油區；葉片從封油區進入壓油區的一端揩油一個界面形狀為三角形的三角槽；

8、軸向柱塞泵

（1）柱塞泵是利用柱塞在缸體柱塞孔中往復運動，密封容積發生變化而實現吸油和排油來進行工作的；根據柱塞的排列方式不同，柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩大類；

優點：結構緊湊、單位功率體積小、工作壓力高、容積效率高、易于實現變量；

缺點：對油液污染比較敏感、價格貴；

（2）軸向柱塞泵：柱塞的軸線與缸體軸線平行；可分為

斜盤式：斜盤與缸體軸線傾斜一個角度；

斜軸式：傳動軸與缸體軸線傾斜一個角度；

軸向柱塞泵由泵體、斜盤、柱塞、缸體、配油盤和傳動軸等組成；柱塞安裝在缸體上沿著圓周均勻分布的柱塞孔內；斜盤與缸體軸線傾斜一個角度；彈簧將柱塞與斜盤壓緊，形成多個密閉的工作容腔；當傳動軸帶動缸體轉動時，在斜盤與彈簧的共同作用下，柱塞在柱塞孔內沿缸體軸線做往復運動，密閉工作容腔變化；

斜盤式軸向柱塞泵斜軸式軸向柱塞泵01:1400:49

（3）斜盤式軸向柱塞泵

?CY型斜盤式軸向柱塞泵：在柱塞頭上增加滑靴，改點接觸為面接觸；額定工作壓力可以到31.5MPa；

?通軸型軸向柱塞泵：

（4）兩種軸向柱塞泵的特點：

與斜盤式軸向柱塞泵相比，斜軸式柱塞泵有如下特點：

?斜軸式柱塞泵中的柱塞所受的徑向力小，因此允許傳動軸與缸體軸線之間的夾角大，泵的排量較大；

?缸體收到的傾覆力矩小，缸體端面與配流盤貼合均勻，泄露損失小，容積效率高，摩擦損失小，機械效率高；

?結構緊固，抗沖擊性能好；

?斜軸泵的總效率略高于斜盤泵，運動部件慣性大，動態響應慢；

（5）柱塞泵的變量機構

軸向柱塞泵只要改變配流盤與主軸軸線之間的夾角，即可改變泵的排量與輸出流量；

根據變量機構操縱力的形式可以分為手動、機動、電動、液控、電液控等形式；

（6）柱塞泵的伺服變量機構：內控式、外控式；