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WUST 第二章 液 压 泵 和 液 压 马 达 HYDRAULIC PUMPS AND MOTORS 本章提要 本章教学内容 2.1 液压泵和马达概述Introduction of Hydraulic Pumps and Motors 2.2 齿 轮 泵  Gear Pumps 2.3 叶片泵 Vane Pumps 2.4 柱 塞 泵 Piston Pumps 2.5 液 压 马 达Hydraulic Motors 2.6 液压泵及液压马达的工作特点 液压泵和马达图形符号 小 结 小 结 习题 容积效率(Volumetric Efficiency)和转速 因马达实际存在泄漏，由实际流量 q 计算转速 n 时，应考虑马达的容积效率 。当液压马达的泄漏流量为 ，马达的实际流量为 ，则液压马达的容积效率为： （2.29） 马达的输出转速等于理论流量 与排量 的比值，即 （2.30） （2.31） 机械效率 Mechanical Efficiency 输出转矩 Output Torque 　　因马达实际存在机械摩擦，故实际输出转矩应考虑机械效率。 　　设马达的出口压力为零，入口工作压力为p，排量为V，则马达的理论输出转矩与泵有相同的表达形式,即 （2.32） 马达的实际输出转矩小于理论输出转矩： （2.33） 功率和总效率 马达的输入功率为 （2.34） 马达的输出功率为 （2.35） 马达的总效率为 （2.36） 　　由上式可见，液压马达的总效率亦同于液压泵的总效率，等于机械效率与容积效率的乘积。 2.5.2 高速液压马达 High-speed Hydraulic Motors 　　一般来说，额定转速高于500r/min的马达属于高速马达，额定转速低于500r/min的马达属于低速马达。 　　高速液压马达基本型式：齿轮式(Gear)、叶片式(Vane)和轴向柱塞式(Piston)等。 　　它们的主要特点是转速高，转动惯量小，便于启动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不大，最低稳定转速较高，只能满足高速小扭矩工况。 齿轮式液压马达 　　齿轮式液压马达的工作原理如右图所示。 　　液压马达的进油口通入压力油ps，由于形成封闭容积，而且液压马达的输出轴上有一定负载力矩，所以输入的液压油形成一定的压力。压力作用在齿轮上，形成的液压力矩和负载力矩相平衡。输入一定的流量, 形成了转速。工作后的低压油从液压马达的出油口排出。 图2.5.1 齿轮 液压马达工作原理 ps 　　叶片式液压马达的工作原理见图2.5.3。 　　压力为ps的油，从马达进口经壳体中的内部流道，分别进入配流盘的通油窗口Ⅰ、Ⅲ。工作后的油经配流窗口Ⅱ、Ⅳ和壳体上的内部流道排出。设马达出口压力为零。因各叶片所受液压力 叶片式液压马达 图2.5.3 叶片式液压马达工作原理 不平衡，对转子产生转矩，液压马达才能克服机械负载转矩。转子的转向如图所示。若进出油口对调，则液压马达反转。因液压马达可以正反转，所以叶片处于转子的半径方向。 pA pA L 输出力偶由2pAL产生 　　当压力油输入液压马达时，处于压力腔的柱塞被顶出，压在斜盘上，斜盘对柱塞产生反力，该力可分解为轴向分力和垂直于轴向的分力。其中，垂直于轴向的分力使缸体产生转矩。 柱塞式马达 　　为解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以下几种： (1) 双叶片结构 叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。 　　各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的V型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合理设计 2.3.2.3 叶片泵的高压化 2.3.2 双作用叶片泵 Double-cell Vane Pumps (2) 弹簧负载叶片结构 　　叶片的底面上开有三个弹簧孔，通过叶片头部和底部相连的小孔及侧面的半圆槽使叶片底面与头部沟通。不过，弹簧在工作过程中频繁受交变压缩，易引起疲劳损坏。 图2.15 弹簧负载叶片结构 2.3.2.3 叶片泵的高压化 2.3.2 双作用叶片泵 Double-cell Vane Pumps (3) 子母叶片结构 Son-and-mother Vane Construction 图2.16 母子叶片结构 2.3.2.3 叶片泵的高压化 2.3.2 双作用叶片泵 Double-cell Vane Pumps 　　叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相