第三章：液压泵和液压马达

1、38-38-1 1第三章第三章 液压泵和液压马达液压泵和液压马达 第一节第一节 液压泵液压泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 第五节第五节 液压马达液压马达 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用重点重点： 液压泵和液压马达的工作原理液压泵和液压马达的工作原理难点难点：结构结构教学目的教学目的：理解原理，熟悉结构理解原理，熟悉结构38-38-2 2 在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的液压泵是把驱动电动机的机械能转

2、换成液压系统中油液的压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此，转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此，从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。 一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理 二、液压泵的性能参数二、液压泵的性能参数 三、液压泵的分类三、液压泵的分类 第一节第一节 液压泵液压泵38-38-3 3 容积式液压泵，利用改变封闭容积的大小来输出压力油。容积式液压泵，利用改变封闭容积的大小来输出压力油。液压马达的工作

3、原理与液压泵的相同。液压马达的工作原理与液压泵的相同。 一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理38-38-4 4 (1)工作压力和额定压力工作压力和额定压力 工作压力：泵的输出压力。工作压力：泵的输出压力。 额定压力：工作稳定时的最高压力。额定压力：工作稳定时的最高压力。 (2)排量和流量排量和流量 排量排量V ：一转输出的量。：一转输出的量。 流量流量 ：单位时间内输出的量。：单位时间内输出的量。 理论流量：理论流量： 实际流量：实际流量： 二、液压泵的性能参数二、液压泵的性能参数tVqVnVqtVVVqq38-38-5 5机械效率：机械效率：总效率：总效率：理论功率：理论功率：输入功率：

4、输入功率：tttt2VPpqpVnTTnmV tttt1VVVVVVVVqqqqqqq m1tTTTTTTT tinmTPTouttVVVPpqpq容积效率：容积效率：输出功率：输出功率：液压泵的功率和效率液压泵的功率和效率38-38-6 6按输出（输入）流量分为：按输出（输入）流量分为： 定量定量液压泵液压泵和变量和变量液压泵液压泵。按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。 三、液压泵的分类三、液压泵的分类38-38-7 7 齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对

5、油液污染不灵敏、维修方便及价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达30MPa。齿轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。齿轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。 一、外啮合齿轮泵一、外啮合齿轮泵 二、内啮

6、合齿轮泵二、内啮合齿轮泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵38-38-8 81.外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵工作原理 泵的泵体内装有泵的泵体内装有一对相同的外啮合一对相同的外啮合齿轮，齿轮两侧靠齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。端盖密封。 泵体、端盖和齿泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组轮的各个齿间槽组成了许多密封的工成了许多密封的工作腔。作腔。 26.66VVqzm bn38-38-9 9 (1)困油现象困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使油封闭的容积由大变小，再由小变大，使油压变化，产生振动和噪声。压变化，产生振动和噪声。 2.外啮合外啮合齿轮泵存在的几个问题齿轮泵存在的几个问题38-38-10

7、10 (2)径向不平衡力径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的，排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受的压力是不均匀的，排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力越大，径向不平

8、衡力越大，严重时会造成齿顶工作压力越大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触而产生磨损。与泵体接触而产生磨损。 措施：缩小排油口，使高压油仅作用在一到两个齿的范措施：缩小排油口，使高压油仅作用在一到两个齿的范围内。围内。38-38-1111 (3)泄漏泄漏 泄漏有三条途径：泄漏有三条途径： 一是通过齿轮啮合处的间隙；一是通过齿轮啮合处的间隙； 二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙； 三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙，三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙，泄漏量最大，占总泄漏量的泄漏量最大，占总泄漏量的70%80%。主要问题：减小端面

9、轴向间隙。主要问题：减小端面轴向间隙。 38-38-1212 (4)提高外啮合齿轮泵压力的提高外啮合齿轮泵压力的措施措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法来解决。办法来解决。38-38-1313CBZ2型高压齿轮泵型高压齿轮泵 此泵是采用双向补偿，其压力高、效率高、寿命长。此泵是采用双向补偿，其压力高、效率高、寿命长。1主动齿轮轴主动齿轮轴 2骨架油封骨架油封 3前泵盖前泵盖 4轴承轴承 5定位销定位销 6泵体泵体 7浮动侧板浮动侧板 8垫板垫板 9支承套支承套 10后泵盖后泵盖 11螺栓螺栓 12径向密封块径向密封块 13密

10、封密封圈圈38-38-1414二、内啮合齿轮泵二、内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(摆线转子摆线转子泵泵)两种。两种。 38-38-1515摆线转子泵摆线转子泵 摆线转子泵的额定压力一般为摆线转子泵的额定压力一般为2.5MPa、4MPa。这种。这种泵作为补油泵和润滑泵使用，广泛应用于大、中型车辆泵作为补油泵和润滑泵使用，广泛应用于大、中型车辆的液压转向系统中。的液压转向系统中。 38-38-1616 叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常

11、作变量泵数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变量泵使用，双作用式只能作定量泵使用。使用，双作用式只能作定量泵使用。 叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其工作工作压力为压力为621MPa。 一、单作用叶片泵一、单作用叶片泵 二、双作用叶片泵二、双作用叶片泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵38-38-17171.单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵工作原理 泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖（图中未示）泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖（图中未示）

12、等件所组成。等件所组成。 2VVqbeDn 38-38-18182.限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。片泵高。 它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执行元件有

13、快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简化液压系统。化液压系统。 38-38-1919限压式叶片泵工作原理限压式叶片泵工作原理38-38-2020 转子转一转泵吸转子转一转泵吸油压油各两次，作油压油各两次，作用在转子上的液压用在转子上的液压力径向平衡，故又力径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。称为平衡式叶片泵。 1.双作用双作用叶片泵工作原理叶片泵工作原理222cosVVRrqbRrsz n38-38-21212.双作用叶片泵在结构上的特点双作用叶片泵在结构上的特点 保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线 。a)子母叶片

14、子母叶片 b)双叶片双叶片1转子转子 2定子定子 3母叶片母叶片 4子叶片子叶片 5、6叶片叶片 38-38-22223.YB型叶片泵的结构型叶片泵的结构1左配油盘左配油盘 2、8滚子轴承滚子轴承 3传动轴传动轴 4定子定子 5右配油盘右配油盘 6后泵体后泵体 7前泵体前泵体 9油封油封 10压盖压盖 11叶片叶片 12转子转子 13螺钉螺钉 38-38-2323 柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高

15、、对油液的污染系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械的液压系统中应用广泛。的液压系统中应用广泛。 柱塞泵分轴向和径向两类。轴向柱塞泵又分为直轴式柱塞泵分轴向和径向两类。轴向柱塞泵又分为直轴式(斜斜盘式盘式)和斜轴式两种。其中和斜轴式两种。其中，直轴式应用较广。直轴式应用较广。 一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 二、斜盘式轴向柱塞泵的结构二、斜盘式轴向柱塞泵的结构 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵38-38-2424一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理一、斜盘式轴向柱塞

16、泵的工作原理 泵由泵由斜盘斜盘1、柱塞、柱塞2、缸体、缸体3、配油盘、配油盘4等主要等主要零件组成。零件组成。 1斜盘斜盘 2柱塞柱塞 3缸体缸体 4配油盘配油盘 5传动轴传动轴 2tan4VVqd Dzn38-38-2525二、斜盘式轴向柱塞泵的结构二、斜盘式轴向柱塞泵的结构1中间泵体中间泵体 2内套内套 3弹簧弹簧 4缸套缸套 5缸体缸体 6配油盘配油盘 7前泵体前泵体 8传动轴传动轴 9柱柱塞塞 10外套外套 11轴承轴承 12滑靴滑靴 13钢球钢球 14回程回程盘盘 15斜盘斜盘 16轴销轴销 17变量活变量活塞塞 18丝杆丝杆 19手轮手轮 20变量变量机机构壳体构壳体 38-38-

17、2626滑靴结构滑靴结构 通过柱塞和滑靴上的小通过柱塞和滑靴上的小孔孔a、b将压力油引入盘形将压力油引入盘形腔腔c中，使滑靴和斜盘间中，使滑靴和斜盘间形成一定厚度的油膜，即形成一定厚度的油膜，即形成静压支承。这样使滑形成静压支承。这样使滑靴和斜盘平面间的高速滑靴和斜盘平面间的高速滑动摩擦变为液体摩擦，减动摩擦变为液体摩擦，减小了磨损，提高了使用寿小了磨损，提高了使用寿命。命。 1斜盘斜盘 2滑靴滑靴 3柱塞柱塞 38-38-2727 一、液压马达一、液压马达的的工作原理工作原理 以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理 二、液压马达的性能参数二、液压马达

18、的性能参数 三、液压马达的分类三、液压马达的分类 四、典型液压马达的结构和工作原理四、典型液压马达的结构和工作原理第五节第五节 液压马达液压马达38-38-2828一、液压马达工作原理一、液压马达工作原理轴向柱塞马达工作原理轴向柱塞马达工作原理1斜盘斜盘 2缸体缸体 3柱塞柱塞 4配油盘配油盘38-38-2929二、液压马达的性能参数二、液压马达的性能参数理论流量：理论流量：转速：转速：理论转矩：理论转矩：机械效率：机械效率：实际转矩：实际转矩：tVVVqqnVVtt22VpqpVnpVTntmm2pVTTtVqVn容积效率容积效率: : tttVVVVVVqqqqqttVpqTtmttt1T

19、TTTTTT 38-38-3030三、液压马达的分类三、液压马达的分类a)单向定量液压马达单向定量液压马达 b)单向变量液压马达单向变量液压马达 c)双向定量液压马达双向定量液压马达 d)双向变量液压马达双向变量液压马达 e)摆动式液压马达摆动式液压马达38-38-31311.齿轮式液压马达齿轮式液压马达38-38-32322.叶片式液压马达叶片式液压马达38-38-33333.摆动式液压马达摆动式液压马达a)单叶片摆动式液压马达单叶片摆动式液压马达 b)双叶片摆动式液压马达双叶片摆动式液压马达1定子块定子块 2叶片叶片 3缸体缸体38-38-3434第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵

20、和液压马达的选用 一、液压泵的选型一、液压泵的选型 二、液压马达的选型二、液压马达的选型 三、液压泵和液压马达的使用三、液压泵和液压马达的使用38-38-3535 一、液压泵的选型一、液压泵的选型 齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。是寿命短、流量较小、不能变量。 叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较

21、高。叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、高压叶片泵。高压叶片泵。 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来输送高压燃油。泵来输送高压燃油。 38-38-3636二、液压马达的选型二、液压马达的选型 选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格

22、等要求，以确定液要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以确定液压马达的类型、性能参数等。压马达的类型、性能参数等。 一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动研磨机、风扇等。研磨机、风扇等。 叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换向频繁的场合。向频繁的场合。 轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定性好，耐