液压泵和液压马达

第 4章 液 压 泵 和 液 压 马 达 4.1 液 压 泵 的 基 本 工 作 原 理 及 分 类 4.2 液 压 泵 的 基 本 性 能 参 数 和 特 性 曲 线 4.3 齿 轮 泵 4.4 叶 片 泵 4.5 柱 塞 泵 4.6 螺 杆 泵 4.7 各 类 液 压 泵 的 性 能 比 较 及 应 用 4.8 液 压 马 达 4.1 液 压 泵 的 基 本 工 作 原 理 及 分 类 液 压 泵 和 液 压 马 达 都 是 靠 密 封 容 积 的 变 化 来 工 作 的 。 图4.1所 示 为 液 压 泵 的 结 构 简 图 。 当 偏 心 轮 1由 动 力 装 置 带 动 旋 转时 ， 柱 塞 2便 在 偏 心 轮 1和 弹 簧 4的 作 用 下 在 泵 体 3内 往 复 移 动 。柱 塞 右 移 时 ， 缸 体 中 密 封 工 作 腔 a的 容 积 变 大 ， 产 生 真 空 ， 油箱 中 的 油 液 便 在 大 气 压 力 作 用 下 通 过 吸 油 （ 单 向 ） 阀 5吸 入 液压 泵 内 ， 实 现 吸 油 ； 柱 塞 左 移 时 ， 缸 体 中 密 封 工 作 腔 a的 容 积变 小 ， 油 液 受 挤 压 ， 通 过 压 油 （ 单 向 ） 阀 6输 到 系 统 中 去 ， 实现 压 油 。 由 此 可 见 ， 液 压 泵 是 靠 密 封 工 作 腔 的 容 积 变 化 来 工 作的 。 它 具 有 一 定 的 密 封 容 积 ， 而 且 其 密 封 容 积 是 变 化 的 ， 同 时还 要 有 吸 压 油 部 分 。 液 压 泵 输 出 油 液 流 量 的 大 小 ， 由 密 封 工 作腔 的 容 积 变 化 量 和 单 位 时 间 内 的 变 化 次 数 决 定 。 因 此 这 类 液 压泵 又 称 为 容 积 式 泵 。 图4.1 容积式液压泵结构简图1偏心轮；2柱塞；3缸体；4弹簧；5吸油阀；6压油阀 液压泵的基本工作原理及分类(2/2) 按 照 结 构 形 式 的 不 同 ， 液 压 泵 可 分 为 齿 轮 式 、 叶 片 式 、柱 塞 式 和 螺 杆 式 等 类 型 ； 按 密 封 工 作 腔 容 积 变 化 量 能 否 调节 ， 液 压 泵 又 分 为 定 量 式 和 变 量 式 两 类 。 液 压 泵 的 一 般 图 形 符 号 如 图 4.2（ a） 所 示 ， 液 压 马 达的 一 般 图 形 符 号 如 图 4.2（ b） 所 示 。 图4.2 液压泵和液压马达图形符号 1.液 压 泵 的 基 本 性 能 参 数 （ 1） 压 力 液 压 泵 的 压 力 参 数 主 要 是 工 作 压 力 和 额 定 压 力 。 （ a） 工 作 压 力 它 是 指 液 压 泵 在 实 际 工 作 时 输 出 油 液 的 压力 值 ， 即 泵 出 油 口 处 压 力 值 ， 也 称 为 系 统 压 力 。 此 压 力 取 决于 系 统 中 阻 止 液 体 流 动 的 阻 力 。 阻 力 （ 负 载 ） 增 大 ， 工 作 压力 升 高 ； 反 之 则 工 作 压 力 降 低 。 泵 的 最 大 工 作 压 力 是 由 其 组成 部 分 零 件 的 结 构 强 度 和 密 封 好 坏 来 决 定 的 ， 随 着 泵 工 作 压力 的 提 高 ， 它 的 泄 漏 量 增 大 ， 效 率 降 低 。 （ b） 额 定 压 力 它 是 指 在 保 证 液 压 泵 的 容 积 效 率 、 使 用 寿命 和 额 定 转 速 的 前 提 下 ， 泵 连 续 长 期 运 转 时 允 许 使 用 的 压 力最 大 限 定 值 。 它 是 泵 在 正 常 工 作 的 条 件 下 ， 按 试 验 标 准 规 定能 连 续 运 转 的 最 高 压 力 。 当 泵 的 工 作 压 力 超 过 额 定 压 力 时 ，就 会 过 载 。 4.2 液 压 泵 的 基 本 性 能 参 数 和 特 性 液压泵的基本性能参数(2/5) (2) 流 量 和 排 量 由 液 压 泵 的 密 封 容 腔 几 何 尺 寸 变 化 计 算 而 得 到 的 液 压泵 每 转 排 出 液 体 的 体 积 ， 称 为 液 压 泵 的 排 量 V。 在 工 程 上 ，它 可 以 用 在 无 泄 漏 的 情 况 下 ， 液 压 泵 轴 每 转 所 排 出 的 液 体体 积 来 表 示 ， 常 用 单 位 为 mL/r。 由 液 压 泵 的 密 封 容 腔 几 何 尺 寸 变 化 计 算 而 得 到 的 液 压泵 在 单 位 时 间 内 排 出 液 体 的 体 积 ， 称 为 液 压 泵 的 理 论 流 量qt。 它 等 于 液 压 泵 排 量 V和 转 速 n的 乘 积 ， 即 （ 4.1） 液 压 泵 在 工 作 时 的 输 出 流 量 称 为 液 压 泵 的 实 际 流 量 q。这 时 的 流 量 必 须 考 虑 到 液 压 泵 的 泄 漏 。 液 压 泵 在 额 定 转 速 和 额 定 压 力 下 输 出 的 流 量 称 为 液 压泵 的 额 定 流 量 q n。 由 于 液 压 泵 存 在 泄 漏 ， 所 以 液 压 泵 的 实 际 流 量 和 额 定流 量 都 小 于 理 论 流 量 。 q nVt 液压泵的基本性能参数(3/5) (3) 功 率 液 压 泵 的 输 入 能 量 为 机 械 能 ， 其 表 现 为 转 矩 T和 转 速 ；液 压 泵 的 输 出 能 量 为 液 压 能 ， 表 现 为 压 力 p和 流 量 q。 液 压缸 的 输 入 能 量 为 液 压 能 ， 其 表 现 为 压 力 p和 流 量 q； 液 压 缸的 输 出 能 量 为 机 械 能 ， 表 现 为 力 F和 速 度 。 以 泵 缸 系 统为 例 ， 液 压 泵 的 输 入 功 率 Pi为 （ 4.2） 液 压 泵 的 输 出 功 率 Po为 （ 4.3） 当 忽 略 能 量 转 换 及 输 送 过 程 中 的 损 失 时 ， 液 压 泵 的 输出 功 率 应 该 等 于 输 入 功 率 ， 即 液 压 泵 的 理 论 功 率 为 （ 4.4） 式 中 液 压 泵 的 转 动 角 速 度 （ rad/s） ； Tt液 压 泵 的 理 论 转 矩 （ Nm） 。 P T nTi 2P F pA pqo 2t t t tP F pA pq pVn T nT 液压泵的基本性能参数(4/5) (4) 效 率 液 压 泵 由 于 存 在 泄 漏 ， 因 此 它 的 实 际 输 出 流 量 q为 （ 4.6） q和 ql都 与 液 压 泵 的 工 作 压 力 p有 关 ， ql随 p的 升 高 而 加 大 ，从 而 导 致 q随 p的 升 高 而 减 小 。 液 压 泵 实 际 流 量 与 理 论 流 量 的 比 值 ， 称 为 容 积 效 率 ， 以v表 示 （ 4.7） 由 于 液 压 泵 内 零 件 之 间 的 间 隙 很 小 ， 泄 漏 油 液 的 流 态 可以 看 做 是 层 流 ， 所 以 泄 漏 量 q l和 液 压 泵 的 工 作 压 力 p成 正 比 关系 ， 即 （ 4.8） 故 又 有 （ 4.9） t lq q q 1 1t l l lv t t tq q q qqq q q Vn l lq k pv lk pVn 1 液压泵的基本性能参数(5/5) 液 压 泵 由 于 存 在 机 械 摩 擦 （ 相 对 运 动 零 件 之 间 的 摩擦 及 液 体 的 粘 性 摩 擦 ） ， 因 此 它 的 实 际 输 入 转 矩 Ti必 然大 于 理 论 转 矩 Tt。 液 压 泵 理 论 转 矩 与 实 际 转 矩 的 比 值 ，称 为 机 械 效 率 ， 以 m表 示 （ 4.10） 或 根 据 式 （ 4.4） ， 将 代 入 上 式 ， 得 （ 4.11） 因 此 ， 液 压 泵 的 总 效 率 可 写 成 （ 4.12） m tiTTT pV t 22m ipVT 2 2o v mi i iP pq q pVP nT Vn T 由 图 可 见 ， 液 压 泵 的 理 论 流 量 不 随 液 压 泵 的 压 力 变 化 。由 于 液 压 泵 的 泄 漏 量 随 压 力 升 高 而 增 大 ， 所 以 液 压 泵 的 实 际输 出 流 量 q随 压 力 的 升 高 而 降 低 ， 而 容 积 效 率 也 随 之 降 低 。 总效 率 开 始 随 压 力 p的 增 大 很 快 上 升 ， 达 到 最 大 值 后 ， 又 逐 步下 降 。 由 容 积 效 率 和 总 效 率 这 两 条 曲 线 的 变 化 ， 可 以 看 出2.液 压 泵 特 性 曲 线 机 械 效 率 的 变 化 情 况 。 液 压 泵 在 低压 时 ， 机 械 摩 擦 损 失 在 总 损 失 中 所占 的 比 重 较 大 ， 其 机 械 效 率 很 低 。随 着 工 作 压 力 的 提 高 ， 机 械 效 率 很快 提 高 。 在 达 到 某 一 值 后 ， 机 械 效率 大 致 保 持 不 变 ， 从 而 表 现 出 总 效率 曲 线 几 乎 和 容 积 效 率 曲 线 平 行 下降 的 变 化 规 律 。 图 4.4 液 压 泵 特 性 曲 线 4.3 齿 轮 泵1.齿 轮 泵 的 工 作 原 理 外 啮 合 齿 轮 泵 的 工 作 原 理 和 结 构 如 图 4.5所 示 。 泵 体 1内有 一 对 互 相 啮 合 的 外 齿 轮 2和 3， 齿 轮 的 两 端 由 端 盖 密 封 。 这样 由 泵 体 、 齿 轮 的 各 个 齿 槽 和 端 盖 形 成 了 多 个 密 封 工 作 腔 ，同 时 轮 齿 的 啮 合 线 又 将 左 右 两 腔 隔 开 ， 形 成 了 吸 、 压 油 腔 。 当 齿 轮 按 图 示 方 向 旋 转 时 ， 右 侧 吸 油 腔 内的 轮 齿 相 继 脱 离 啮 合 ， 密 封 工 作 腔 容 积 不断 增 大 ， 形 成 部 分 真 空 ， 在 大 气 压 力 作 用下 经 吸 油 管 从 油 箱 吸 进 油 液 ， 并 被 旋 转 的轮 齿 齿 间 槽 带 入 左 侧 。 左 侧 压 油 腔 由 于 轮齿 不 断 进 入 啮 合 ， 使 密 封 工 作 腔 容 积 减 小 ，油 液 受 到 挤 压 被 输 出 送 往 系 统 。 这 就 是 齿轮 泵 的 吸 油 和 压 油 过 程 。 在 齿 轮 泵 的 啮 合过 程 中 ， 啮 合 点 沿 啮 合 线 移 动 ， 这 样 就 把 吸 油 区 和 压 油 区 分 开 。 图 4.5 外 啮 合 齿 轮 泵 工 作 原 理1 泵 体 ； 2 主 动 齿 轮 ； 3 从 动 齿 轮 2.齿 轮 泵 的 排 量 和 流 量 外 啮 合 齿 轮 泵 的 排 量 可 近 似 看 作 是 两 个 啮 合 齿 轮 的 齿 槽容 积 之 和 。 若 假 设 齿 槽 容 积 等 于 轮 齿 体 积 ， 则 当 齿 轮 齿 数 为z、 模 数 为 m、 节 圆 直 径 为 d（ 其 值 等 于 mz） 、 有 效 齿 高 为 h（ 其 值 等 于 2 m） 、 齿 宽 为 b时 ， 齿 轮 泵 的 排 量 近 似 值 为 （ 4.13） 实 际 上 ， 齿 槽 容 积 比 轮 齿 体 积 稍 大 一 些 ， 并 且 齿 数 越 少差 值 越 大 ， 因 此 需 用 3.33 3.50来 代 替 上 式 中 的 值 （ 齿 数 少时 ， 取 大 值 ） ， 以 补 偿 误 差 。 即 齿 轮 泵 的 排 量 为 （ 4.14） 由 此 得 齿 轮 泵 的 输 出 流 量 为 （ 4.15） V dhb zm b 2 2V zm b( . )666 7 2q zm bn v( . )666 7 2 齿轮泵的排量和流量(2/2) 实 际 上 ， 由 于 齿 轮 泵 在 工 作 过 程 中 啮 合 点 沿 啮 合 线 移动 ， 使 其 工 作 油 腔 的 容 积 变 化 率 是 不 均 匀 的 。 因 此 ， 齿 轮泵 的 瞬 时 流 量 是 脉 动 的 。 流 量 脉 动 会 直 接 影 响 到 系 统 工 作的 平 稳 性 ， 引 起 压 力 脉 动 ， 使 管 路 系 统 产 生 振 动 和 噪 声 。如 果 脉 动 频 率 与 系 统 的 固 有 频 率 一 致 ， 还 将 引 起 共 振 ， 加剧 振 动 和 噪 声 。 若 用 qmax和 qmin表 示 最 大 、 最 小 瞬 时 流 量 ， q表 示 平 均 流 量 ， 则 流 量 脉 动 率 可 用 下 式 表 示 （ 4.16） 它 是 衡 量 容 积 式 泵 流 量 品 质 的 一 个 重 要 指 标 。 在 容 积式 泵 中 ， 齿 轮 泵 的 流 量 脉 动 最 大 ， 并 且 齿 数 愈 少 ， 脉 动 率愈 大 。 这 是 外 啮 合 齿 轮 泵 的 一 个 缺 点 。 所 以 ， 齿 轮 泵 一 般用 于 对 工 作 平 稳 性 要 求 不 高 的 场 合 ， 要 求 平 稳 性 高 的 高 精 度 机 械 不 宜 采 用 齿 轮 泵 。 q qqmax min 3.齿 轮 泵 结 构 分 析 (1) 困 油 现 象 齿 轮 泵 要 平 稳 地 工 作 ， 齿 轮 啮 合 的 重 合 度 必 须 大 于1， 即 有 两 对 轮 齿 同 时 啮 合 的 时 刻 ， 因 此 ， 就 会 有 一 部 分油 液 困 在 两 对 轮 齿 所 形 成 的 封 闭 容 积 之 内 ， 如 图 4.8所 示 。这 个 封 闭 容 积 先 随 齿 轮 转 动 逐 渐 减 小 （ 由 图 4.8（ a） 到图 4.8（ b） ） ， 然 后 又 逐 渐 增 大 （ 由 图 4.8（ b） 到 图 4.8（ c） ） 。 图 4.8 齿 轮 泵 困 油 现 象 及 其 消 除 措 施 齿轮泵结构分析(2/5) 封 闭 容 积 减 小 ， 会 使 被 困 油 液 受 挤 压 而 产 生 高 压 ，并 从 缝 隙 中 流 出 ， 导 致 油 液 发 热 ， 轴 承 等 机 件 也 受 到 附加 的 不 平 衡 负 载 作 用 ； 封 闭 容 积 的 增 大 又 会 造 成 局 部 真空 ， 使 溶 于 油 液 中 的 气 体 分 离 出 来 ， 产 生 气 穴 ， 这 就 是齿 轮 泵 的 困 油 现 象 。 困 油 现 象 使 齿 轮 泵 产 生 强 烈 的 噪 声并 引 起 振 动 和 气 蚀 ， 降 低 泵 的 容 积 效 率 ， 影 响 工 作 的 平稳 性 ， 缩 短 使 用 寿 命 。 消 除 困 油 的 方 法 ， 通 常 是 在 两 端 盖 板 上 开 卸 荷 槽（ 图 4.8（ d） 中 的 虚 线 ） ， 使 封 闭 容 积 减 小 时 ， 通 过 右边 的 卸 荷 槽 与 压 油 腔 相 通 ； 封 闭 容 积 增 大 时 ， 通 过 左 边的 卸 荷 槽 与 吸 油 腔 相 通 。 两 卸 荷 槽 的 间 距 必 须 确 保 在 任 何 时 候 都 不 使 吸 油 腔 和 压 油 腔 相 通 。 齿轮泵结构分析(3/5) (2) 径 向 不 平 衡 力 在 齿 轮 泵 中 ， 液 体 作 用 在 齿 轮 外 缘 的 压 力 是 不 均 匀的 ， 从 低 压 腔 到 高 压 腔 ， 压 力 沿 齿 轮 旋 转 的 方 向 逐 齿 递增 ， 因 此 齿 轮 和 轴 受 到 径 向 不 平 衡 力 的 作 用 。 工 作 压 力越 高 ， 径 向 不 平 衡 力 也 越 大 。 径 向 不 平 衡 力 很 大 时 ， 能使 泵 轴 弯 曲 ， 导 致 齿 顶 接 触 泵 体 ， 产 生 摩 擦 ； 同 时 也 加速 轴 承 的 磨 损 ， 降 低 轴 承 使 用 寿 命 。 为 了 减 小 径 向 不 平衡 力 的 影 响 ， 常 采 取 缩 小 压 油 口 的 办 法 ， 使 压 油 腔 的 压力 油 仅 作 用 在 一 个 齿 到 两 个 齿 的 范 围 内 ； 同 时 适 当 增 大径 向 间 隙 ， 使 齿 顶 不 和 泵 体 接 触 。 (3) 端 面 泄 漏 及 端 面 间 隙 的 自 动 补 偿 齿 轮 泵 压 油 腔 的 压 力 油 可 通 过 三 条 途 径 泄 漏 到 吸 油 腔去 ： 一 是 通 过 齿 轮 啮 合 线 处 的 间 隙 ； 二 是 通 过 泵 体 内 孔 和齿 顶 间 的 径 向 间 隙 ； 三 是 通 过 齿 轮 两 端 面 和 盖 板 间 的 端 面间 隙 。 在 这 三 类 间 隙 中 ， 端 面 间 隙 的 泄 漏 量 最 大 。 液 压 泵的 压 力 越 高 ， 由 间 隙 泄 漏 的 液 压 油 就 愈 多 ， 因 此 ， 一 般 齿轮 泵 只 用 于 低 压 系 统 。 为 减 小 泄 漏 ， 用 减 小 间 隙 的 方 法 并不 能 取 得 好 的 效 果 ， 因 为 在 泵 经 过 一 段 时 间 运 转 后 ， 由 于磨 损 而 使 间 隙 变 大 ， 泄 漏 又 会 增 加 。 为 提 高 齿 轮 泵 的 压 力和 容 积 效 率 ， 需 要 从 结 构 上 采 取 措 施 ， 对 端 面 间 隙 进 行 自动 补 偿 。 齿轮泵结构分析(4/5) 齿轮泵结构分析(5/5) 通 常 采 用 的 自 动 补 偿 端 面 间 隙 装 置 有 浮 动 轴 套 式 和弹 性 侧 板 式 两 种 。 浮 动 轴 套 式 齿 轮 泵 的 浮 动 轴 套 是 浮 动安 装 的 ， 轴 套 外 侧 的 空 腔 与 泵 的 压 油 腔 相 通 。 所 引 入 压力 油 使 轴 套 或 侧 板 紧 贴 在 齿 轮 侧 端 面 上 ， 泵 输 出 的 压 力愈 高 ， 贴 得 愈 紧 ， 因 而 自 动 补 偿 端 面 磨 损 和 减 小 间 隙 。当 泵 工 作 时 ， 浮 动 轴 套 受 油 压 的 作 用 而 压 向 齿 轮 端 面 ，将 齿 轮 两 侧 面 压 紧 ， 从 而 补 偿 了 端 面 间 隙 。 1 壳 体 ； 2 主 动 齿 轮 ； 3 从 动 齿 轮 ； 4 前 端 盖 ； 5 后 端 盖 ； 6 浮 动 轴 套 ； 7 压 力 盘 4.内 啮 合 齿 轮 泵 内 啮 合 齿 轮 泵 有 渐 开 线 齿 形 和 摆 线 齿 形 两 种 ， 其 结 构 示 意可 见 图 4.9。 这 两 种 内 啮 合 齿 轮 泵 的 工 作 原 理 和 主 要 特 点 皆 同于 外 啮 合 齿 轮 泵 。 在 渐 开 线 齿 形 内 啮 合 齿 轮 泵 中 ， 小 齿 轮 和 内齿 轮 之 间 要 装 一 块 月 牙 隔 板 ， 以 便 把 吸 油 腔 和 压 油 腔 隔 开 ， 如图 4.9（ a） 。 摆 线 齿 形 内 啮 合 齿 轮 泵 又 称 摆 线 转 子 泵 ， 在 这 种泵 中 ， 小 齿 轮 和 内 齿 轮 只 相 差 一 齿 ， 因 而 不 需 设 置 隔 板 ， 如 图4.9（ b） 。 内 啮 合 齿 轮 泵 中 的 小 齿 轮 是 主 动 轮 。 图 4.9 内 啮 合 齿 轮 泵1 吸 油 腔 ； 2 压 油 腔 ； 3 隔 板 内啮合齿轮泵(2/2) 内 啮 合 齿 轮 泵 的 结 构 紧 凑 ， 尺 寸 小 ， 质 量 小 ， 运 转 平 稳 ，噪 声 低 ， 在 高 转 速 工 作 时 有 较 高 的 容 积 效 率 。 但 在 低 速 高 压下 工 作 时 ， 压 力 脉 动 大 ， 容 积 效 率 低 ， 所 以 一 般 用 于 中 低 压系 统 。 在 闭 式 系 统 中 ， 常 用 这 种 泵 作 为 补 油 泵 。 内 啮 合 齿 轮泵 的 缺 点 是 ： 齿 形 复 杂 ， 加 工 困 难 ， 价 格 较 贵 。 4.4 叶 片 泵1.双 作 用 叶 片 泵 的 工 作 原 理 图 4.10所 示 为 双 作 用 叶 片 泵 的 工作 原 理 。 定 子 的 两 端 装 有 配 流 盘 ， 定子 3的 内 表 面 曲 线 由 两 段 大 半 径 圆 弧 、两 段 小 半 径 圆 弧 以 及 四 段 过 渡 曲 线 组成 。 定 子 3和 转 子 2的 中 心 重 合 。 在 转子 2上 沿 圆 周 均 布 开 有 若 干 条 （ 一 般为 12或 16条 ） 与 径 向 成 一 定 角 度 （ 一般 为 13） 的 叶 片 槽 ， 槽 内 装 有 可 自 由滑 动 的 叶 片 。 在 配 流 盘 上 ， 对 应 于 定子 四 段 过 渡 曲 线 的 位 置 开 有 四 个 腰 形配 流 窗 口 ， 其 中 两 个 与 泵 吸 油 口 4连通 的 是 吸 油 窗 口 ； 另 外 两 个 与 泵 压 油口 1连 通 的 是 压 油 窗 口 。 图 4.10 双 作 用 叶 片 泵 的 工 作 原 理1 压 油 窗 口 ； 2 转 子 ； 3 定 子 ；4 吸 油 窗 口 双作用叶片泵的工作原理(2/2) 当 转 子 2在 传 动 轴 带 动 下 转 动 时 ， 叶 片 在 离 心 力 和 底 部液 压 力 （ 叶 片 槽 底 部 始 终 与 压 油 腔 相 通 ） 的 作 用 下 压 向 定 子 3的 内 表 面 ， 在 叶 片 、 转 子 、 定 子 与 配 流 盘 之 间 构 成 若 干 密 封空 间 。 当 叶 片 从 小 半 径 曲 线 段 向 大 半 径 曲 线 滑 动 时 ， 叶 片 外伸 ， 这 时 所 构 成 的 密 封 容 积 由 小 变 大 ， 形 成 部 分 真 空 ， 油 液便 经 吸 油 窗 口 吸 入 ； 而 处 于 从 大 半 径 曲 线 段 向 小 半 径 曲 线 滑动 的 叶 片 缩 回 ， 所 构 成 的 密 封 容 积 由 大 变 小 ， 其 中 的 油 液 受到 挤 压 ， 经 过 压 油 窗 口 压 出 。 这 种 叶 片 泵 每 转 一 周 ， 每 个 密封 容 腔 完 成 两 次 吸 、 压 油 过 程 ， 故 这 种 泵 称 为 双 作 用 叶 片 泵 。同 时 ， 泵 中 两 吸 油 区 和 两 压 油 区 各 自 对 称 ， 使 作 用 在 转 子 上的 径 向 液 压 力 互 相 平 衡 ， 所 以 这 种 泵 又 被 称 为 平 衡 式 叶 片 泵或 双 作 用 卸 荷 式 叶 片 泵 。 这 种 泵 的 排 量 不 可 调 ， 因 此 它 是 定量 泵 。 由 图 4.10可 知 ， 泵 轴 转 一 转 时 ， 从 吸 油 窗 口 流 向 压 油窗 口 的 液 体 体 积 为 大 半 径 为 R， 小 半 径 为 r， 宽 度 为 b的 圆环 的 体 积 。 因 为 是 双 作 用 泵 ， 所 以 双 作 用 叶 片 泵 的 排 量 为 （ 4.17） 则 泵 的 实 际 输 出 流 量 为 （ 4.18） 式 中 b叶 片 的 宽 度 （ m） 。 叶 片 体 积 对 排 量 无 影 响 。 因 为 在 压 油 腔 ， 叶 片 缩 回 排出 的 液 体 体 积 补 偿 了 叶 片 在 压 油 腔 所 占 的 体 积 。 2.双 作 用 叶 片 泵 排 量 和 流 量V R r b 2 2 2( )q Vn R r bnv v 2 2 2( ) 如 不 考 虑 叶 片 厚 度 ， 在 一 定 的 条 件 下 ， 则 理 论 上 双作 用 叶 片 泵 无 流 量 脉 动 。 这 是 因 为 在 压 油 区 位 于 压 油 窗口 的 叶 片 不 会 造 成 它 前 后 两 个 工 作 腔 之 间 的 隔 绝 不 通（ 图 4.10） ， 此 时 ， 这 两 个 相 邻 的 工 作 腔 已 经 连 成 一 体 ，形 成 了 一 个 组 合 的 密 封 工 作 腔 。 随 着 转 子 的 匀 速 转 动 ，位 于 大 、 小 半 径 圆 弧 处 的 叶 片 均 在 圆 弧 上 滑 动 ， 因 此 组合 密 封 工 作 腔 的 容 积 变 化 率 是 均 匀 的 。 实 际 上 ， 由 于 存在 制 造 工 艺 误 差 ， 两 圆 弧 有 不 圆 度 ， 也 不 可 能 完 全 同 心 ；其 次 ， 叶 片 有 一 定 的 厚 度 ， 根 部 又 连 通 压 油 腔 ， 叶 片 底槽 在 吸 油 区 时 ， 消 耗 压 力 油 ， 但 在 压 油 区 时 ， 压 力 油 又被 压 出 ， 同 样 会 造 成 了 流 量 脉 动 。 由 理 论 分 析 和 实 验 表明 ， 双 作 用 叶 片 泵 的 脉 动 率 在 叶 片 数 为 4的 整 数 倍 且 大于 8时 最 小 ， 故 双 作 用 叶 片 泵 的 叶 片 数 通 常 取 为 12或 16。 双作用叶片泵排量和流量(2/2) （ a） 定 子 过 渡 曲 线 定 子 内 表 面 的 曲 线 由 四 段 圆 弧 和 四 段 过 渡 曲 线 组 成 （ 见图 4.10） 。 理 想 的 过 渡 曲 线 不 仅 应 使 叶 片 在 槽 中 滑 动 时 的 径向 速 度 和 加 速 度 变 化 均 匀 ， 而 且 应 使 叶 片 转 到 过 渡 曲 线 和 圆弧 交 接 点 处 的 加 速 度 突 变 不 大 ， 以 减 小 冲 击 和 噪 声 。 目 前 双作 用 叶 片 泵 一 般 都 使 用 综 合 性 能 较 好 的 等 加 速 、 等 减 速 曲 线或 高 次 曲 线 作 为 过 渡 曲 线 。 3. 双 作 用 叶 片 泵 结 构 特 点 （ b） 叶 片 安 放 角 如 图 4.11所 示 ， 叶 片 在 压 油 区 工作 时 ， 它 们 均 受 定 子 内 表 面 推 力 的 作用 不 断 缩 回 槽 内 。 当 叶 片 在 转 子 中 径向 安 放 时 ， 定 子 表 面 对 叶 片 作 用 力 的方 向 与 叶 片 沿 槽 滑 动 的 方 向 所 成 的 压力 角 较 大 ， 因 而 叶 片 在 槽 内 运 动 时所 受 到 的 摩 擦 力 也 较 大 ， 使 叶 片 滑 动困 难 ， 甚 至 被 卡 住 或 折 断 。 为 了 解 决这 一 矛 盾 ， 可 以 将 叶 片 不 按 径 向 安 放 ，而 是 顺 转 向 前 倾 一 个 角 度 ， 这 时 的压 力 角 就 是 。 压 力 角 的 减 小有 利 于 叶 片 在 槽 内 的 滑 动 ， 所 以 双 作用 叶 片 泵 转 子 的 叶 片 槽 常 做 成 向 前 倾斜 一 个 安 放 角 。 在 叶 片 前 倾 安 放 时 ，叶 片 泵 的 转 子 就 不 允 许 反 转 。 双作用叶片泵结构特点(2/6) 图 4-11 双 作 用 叶 片 泵 叶 片 倾 角 上 述 的 叶 片 安 放 形 式 不 是 绝 对 的 ， 实 践 表 明 ， 通 过配 流 孔 道 以 后 的 压 力 油 引 入 到 叶 片 根 部 后 ， 其 压 力 值 小 于叶 片 顶 部 所 受 的 压 油 腔 压 力 ， 因 此 在 压 油 区 推 压 叶 片 缩 回的 力 除 了 定 子 内 表 面 的 推 力 之 外 ， 还 有 液 压 力 （ 由 顶 部 压力 与 根 部 压 力 之 差 引 起 ） ， 所 以 上 述 压 力 角 过 大 使 叶 片 难以 缩 回 的 推 理 就 不 十 分 确 切 。 目 前 ， 有 些 叶 片 泵 的 叶 片 作径 向 安 放 仍 能 正 常 工 作 。 （ c） 端 面 间 隙 的 自 动 补 偿 叶 片 泵 同 样 存 在 着 泄 漏 问 题 ， 特 别 是 端 面 的 泄 漏 。为 了 减 少 端 面 泄 漏 ， 采 取 的 间 隙 自 动 补 偿 措 施 是 将 配 流 盘的 外 侧 与 压 油 腔 连 通 ， 使 配 流 盘 在 液 压 推 力 作 用 下 压 向 定子 。 泵 的 工 作 压 力 愈 高 ， 配 流 盘 就 会 愈 加 贴 紧 定 子 。 同 时 ，配 流 盘 在 液 压 力 作 用 下 发 生 变 形 ， 亦 对 转 子 端 面 间 隙 进 行自 动 补 偿 。 双作用叶片泵排量和流量(3/6) （ d） 提 高 工 作 压 力 的 主 要 措 施 双 作 用 叶 片 泵 转 子 所 承 受 的 径 向 力 是 平 衡 的 ， 因 此工 作 压 力 的 提 高 不 会 受 到 这 方 面 的 限 制 。 同 时 泵 采 用 配 流盘 对 端 面 间 隙 进 行 补 偿 后 ， 泵 在 高 压 下 工 作 也 能 保 持 较 高的 容 积 效 率 。 双 作 用 叶 片 泵 工 作 压 力 的 提 高 ， 主 要 受 叶 片与 定 子 内 表 面 之 间 磨 损 的 限 制 。 前 面 已 经 提 到 ， 为 了 保 证 叶 片 顶 部 与 定 子 内 表 面 紧密 接 触 ， 所 有 叶 片 的 根 部 都 是 与 压 油 腔 相 通 的 。 当 叶 片 处于 吸 油 区 时 ， 其 根 部 作 用 着 压 油 腔 的 压 力 ， 顶 部 却 作 用 着吸 油 腔 的 压 力 ， 这 一 压 力 差 使 叶 片 以 很 大 的 力 压 向 定 子 内表 面 ， 加 速 了 定 子 内 表 面 的 磨 损 。 当 泵 的 工 作 压 力 提 高 时 ，这 个 问 题 就 更 显 突 出 ， 所 以 必 须 在 结 构 上 采 取 措 施 ， 使 吸油 区 叶 片 压 向 定 子 的 作 用 力 减 小 。 双作用叶片泵排量和流量(4/6) 可 以 采 取 的 措 施 有 多 种 ， 下 面 介 绍 在 高 压 叶 片 泵 中常 用 的 双 叶 片 结 构 和 子 母 叶 片 结 构 。u双 叶 片 结 构 。 如 图 4.12所 示 ， 在 转 子 2的 每 一 槽 内装 有 两 片 叶 片 1， 叶 片 的 顶 端 和 两 侧 面 的 倒 角 构 成 V形 通 道 ， 使 根 部 压 力 油 经 过 通 道 进 入 顶 部 （ 图 中 未 标出 通 油 孔 道 ） ， 这 样 ， 叶 片 顶 部 和 根 部 压 力 相 等 ， 但承 压 面 积 并 不 一 样 ， 从 而 使 叶 片 1压 向 定 子 3的 作 用 力不 致 过 大 。 双作用叶片泵排量和流量(5/6) 图4.12 双叶片结构 1叶片；2转子；3定子 u 子 母 叶 片 结 构 。 子 母 叶 片 又 称 复 合 叶 片 ， 如 图4.13所 示 。 母 叶 片 1的 根 部 L腔 经 转 子 2上 的 油 孔 始终 和 顶 部 油 腔 相 通 ， 而 子 叶 片 4和 母 叶 片 1之 间 的小 腔 C通 过 配 流 盘 经 K槽 总 是 接 通 压 力 油 。 当 叶 片在 吸 油 区 工 作 时 ， 推 动 母 叶 片 1压 向 定 子 3的 力 仅为 小 腔 C的 油 压 力 ， 此 力 不 大 ， 但 能 使 叶 片 与 定 子接 触 良 好 ， 保 证 密 封 。 双作用叶片泵排量和流量(6/6) 图4.13 子母叶片结构1母叶片；2转子；3定子；4子叶片 将 两 个 双 作 用 叶 片 泵 的 主 要 工 作 部 件 装 在 一 个 泵 体 内 ，同 轴 驱 动 ， 并 在 油 路 上 实 现 二 泵 并 联 工 作 ， 就 构 成 双 联 叶 片泵 。 双 联 叶 片 泵 有 两 个 各 自 独 立 的 出 油 口 ， 在 使 用 时 ， 两 泵的 输 出 流 量 可 以 分 开 工 作 ， 也 可 以 合 并 使 用 。 双 联 叶 片 泵 多 用 于 机 床 进 给 系 统 ， 这 时 的 双 联 泵 采 用 一小 流 量 泵 和 一 大 流 量 泵 进 行 组 合 。 当 执 行 机 构 带 动 工 作 部 件作 轻 载 快 进 或 快 退 时 ， 可 以 使 小 流 量 和 大 流 量 两 泵 同 时 供 给低 压 油 ； 当 重 载 慢 速 工 进 时 ， 高 压 小 流 量 泵 单 独 供 油 ， 大 流量 泵 输 出 的 油 在 极 低 的 压 力 下 流 回 油 箱 ， 实 现 卸 荷 。 系 统 中采 用 双 联 泵 可 以 节 省 功 率 损 耗 ， 减 少 油 液 发 热 。 4.双 联 叶 片 泵 5.单 作 用 叶 片 泵 (1) 单 作 用 叶 片 泵 的 工 作 原 理 图 4.14为 单 作 用 叶 片 泵 工 作 原 理 图 。 与 双 作 用 叶 片 泵明 显 不 同 的 是 ， 单 作 用 叶 片 泵 的 定 子 内 表 面 是 一 个 圆 形 ，转 子 与 定 子 间 有 一 偏 心 量 e， 两 端 的 配 流 盘 上 只 开 有 一 个吸 油 窗 口 和 一 个 压 油 窗 口 。 当 转 子 旋 转 一 周 时 ， 每 一 叶 片在 转 子 槽 内 往 复 滑 动 一 次 ， 每 相 邻 两 叶 片 间 的 密 封 容 腔 容积 发 生 一 次 增 大 和 缩 小 的 变 化 ， 容 积 增 大 时 通 过 吸 油 窗 口吸 油 ， 容 积 减 小 时 通 过 压 油 窗 口 将 油 挤 出 。 图4.14 单作用叶片泵工作原理1压油口；2转子；3定子；4叶片；5吸油口 单作用叶片泵(2/10) 由 于 这 种 泵 在 转 子 每 转 一 周 过 程 中 ， 每 个 密 封 容 腔容 积 吸 油 压 油 各 一 次 ， 故 称 为 单 作 用 叶 片 泵 。 又 因 这 种泵 的 转 子 受 有 不 平 衡 的 液 压 作 用 力 ， 故 又 称 不 平 衡 式 叶片 泵 。 由 于 轴 和 轴 承 上 的 不 平 衡 负 荷 较 大 ， 因 而 使 这 种泵 工 作 压 力 的 提 高 受 到 了 限 制 。 改 变 定 子 和 转 子 间 的 偏心 距 e值 ， 可 以 改 变 泵 的 排 量 ， 因 此 单 作 用 叶 片 泵 是 变 量泵 。 单作用叶片泵(3/10) (2) 单 作 用 叶 片 泵 的 排 量 和 流 量 单 作 用 叶 片 泵 的 叶 片 转 到 吸 油 区 时 ， 叶 片 根 部 与 吸油 窗 口 连 通 ， 转 到 压 油 区 时 ， 叶 片 根 部 与 压 油 窗 口 连 通 。因 此 ， 叶 片 的 厚 度 对 排 量 计 算 无 影 响 。 如 图 4.15所 示 ， 当 单 作 用 叶 片 泵 的 转 子 每 转 一 转 时 ，每 两 相 邻 叶 片 间 的 密 封 容 积 变 化 量 为 V1-V2。 图4.15 单作用叶片泵排量计算 单作用叶片泵(4/10) 若 近 似 把 AB和 CD看 作 是 中 心 为 O1的 圆 弧 ， 当 定 子 内 径为 D时 ， 此 二 圆 弧 的 半 径 即 分 别 为 （ D/2+e） 和 （ D/2-e） 。设 转 子 直 径 为 d， 叶 片 宽 度 为 b， 叶 片 数 为 z， 则 有 因 排 量 V=(V1-V2)z， 故 将 以 上 两 式 代 入 排 量 公 式 ， 并 加以 整 理 ， 即 得 泵 的 排 量 近 似 表 达 式 为 （ 4.19） 泵 的 实 际 流 量 为 （ 4.20） 上 式 也 表 明 ， 只 要 改 变 偏 心 距 e， 即 可 改 变 泵 的 输 出 流量 。 单 作 用 叶 片 泵 的 定 子 内 径 和 转 子 外 径 都 为 圆 柱 面 ， 由于 偏 心 安 置 ， 其 容 积 变 化 是 不 均 匀 的 ， 因 此 有 流 量 脉 动 。理 论 分 析 表 明 ， 叶 片 数 为 奇 数 时 脉 动 率 较 小 ， 而 且 泵 内 的 叶 片 数 越 多 ， 流 量 脉 动 率 就 越 小 。 考 虑 到 上 述 原 因 和 结 构上 的 限 制 ， 一 般 叶 片 数 为 13或 15。 V D e d b D e d bz1 2 2 2 22 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) V D e d b D e d bz2 2 2 2 22 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( )V beD22 Vq beDn 单作用叶片泵(5/10) (3) 单 作 用 叶 片 泵 的 结 构 特 点 （ a） 为 了 调 节 泵 的 输 出 流 量 ， 需 移 动 定 子 位 置 ， 以改 变 偏 心 距 e。 （ b） 径 向 液 压 作 用 力 不 平 衡 ， 因 此 限 制 了 工 作 压 力的 提 高 。 单 作 用 叶 片 泵 的 额 定 压 力 一 般 不 超 过 7 MPa； （ c） 存 在 困 油 现 象 。 由 于 定 子 和 转 子 两 圆 柱 面 偏 心安 置 ， 当 相 邻 两 叶 片 同 时 在 吸 、 压 油 窗 口 之 间 的 密 封 区 内工 作 时 ， 封 闭 容 腔 会 产 生 困 油 现 象 。 为 了 消 除 困 油 现 象 带来 的 危 害 ， 通 常 在 配 流 盘 压 油 窗 口 边 缘 开 三 角 形 卸 荷 槽 。 （ d） 叶 片 后 倾 。 单 作 用 叶 片 泵 叶 片 倾 角 安 装 得 主 要矛 盾 不 在 压 油 腔 ， 而 在 吸 油 腔 。 因 为 单 作 用 叶 片 泵 在 压 油区 的 叶 片 根 部 通 压 力 油 而 在 吸 油 区 的 叶 片 根 部 不 通 压 力 油而 与 吸 油 口 连 通 ， 为 了 使 吸 油 区 的 叶 片 能 在 离 心 力 的 作 用 下 顺 利 甩 出 ， 叶 片 采 取 后 倾 一 个 角 度 安 放 。 通 常 后 倾 角 为24 。 (4) 限 压 式 变 量 叶 片 泵 （ a） 外 反 馈 式 变 量 叶 片 泵 的 工 作 原 理 。 图 4.16为 外 反馈 限 压 式 变 量 叶 片 泵 工 作 原 理 图 。 转 子 2的 中 心 O1是 固 定的 ， 定 子 3可 以 左 右 移 动 ， 在 限 压 弹 簧 5的 作 用 下 ， 定 子 3被 推 向 左 端 ， 使 定 子 中 心 O2和 转 子 中 心 O1之 间 有 一 初 始 偏心 量 e0。 它 决 定 了 泵 的 最 大 流 量 qmax。 定 子 3的 左 侧 装 有 反馈 液 压 缸 6， 其 油 腔 与 泵 出 口 相 通 。单作用叶片泵(6/10) 图 4.16 外 反 馈 限 压 式 变 量 叶 片 泵 工 作 原 理1 最 大 流 量 调 节 螺 钉 ； 2 转 子 ； 3 定 子 ； 4限 定 压 力 调 节 螺 钉 ； 5 限 压 弹 簧 ； 6 反 馈液 压 缸 单作用叶片泵(7/10) 在 泵 工 作 过 程 中 ， 液 压 缸 6的 活 塞 对 定 子 3施 加 向 右的 反 馈 力 pA（ A为 液 压 缸 6活 塞 的 有 效 作 用 面 积 ） 。 若 泵的 工 作 压 力 达 到 pB值 时 ， 定 子 所 受 的 液 压 力 与 弹 簧 力 相平 衡 ， 有 pBA=kx0（ k为 弹 簧 刚 度 ， 为 弹 簧 的 预 压 缩 量 ） ，这 里 pB称 为 泵 的 限 定 压 力 。 当 泵 的 工 作 压 力 ppB时 ， pApB时 ， pAkx0。 限压 弹 簧 被 压 缩 ， 定 子 右 移 ， 偏 心 距 减 小 ， 泵 的 流 量 也 随之 迅 速 减 小 。 （ b） 内 反 馈 变 量 叶 片 泵 的 工 作 原 理 。 内 反 馈 变 量 叶 片泵 的 工 作 原 理 与 外 反 馈 式 相 似 ， 但 是 ， 泵 的 偏 心 距 的 改 变不 是 依 靠 外 反 馈 液 压 缸 ， 而 是 依 靠 内 反 馈 液 压 力 的 直 接 作用 。 内 反 馈 式 变 量 叶 片 泵 配 流 盘 的 吸 、 压 油 窗 口 布 置 如 图4.17所 示 ， 由 于 存 在 偏 角 ， 压 油 区 的 压 力 油 对 定 子 3的 作用 力 F在 平 行 于 转 子 、 定 子 中 心 连 线 O1O2的 方 向 有 一 分 力Fx。 随 着 液 压 泵 工 作 压 力 p的 升 高 ， Fx也 增 大 。 当 Fx大 于限 压 弹 簧 5的 预 紧 力 kx0时 ， 定 子 3就 向 右 移 动 ， 减 小 了 定子 和 转 子 的 偏 心 距 ， 从 而 使 流 量 相 应 变 小 。 单作用叶片泵(8/10) 图 4.17 内 反 馈 限 压 式 变 量 叶 片 泵 工 作 原 理1 最 大 流 量 调 节 螺 钉 ； 2 转 子 ； 3 定 子 ；4 限 定 压 力 调 节 螺 钉 ； 5 限 压 弹 簧 单作用叶片泵(9/10) （ c） 限 压 式 变 量 叶 片 泵 的 流 量 压 力 特 性 。 限 压 式 变量 叶 片 泵 的 流 量 压 力 特 性 曲 线 如 图 4.18所 示 。 曲 线 表 示 泵工 作 时 流 量 随 压 力 变 化 的 关 系 。 当 泵 的 工 作 压 力 小 于 pB时 ，其 流 量 变 化 用 斜 线 表 示 ， 它 和 水 平 线 （ 理 论 流 量 qt） 的 差值 q为 泄 漏 量 。 此 阶 段 的 变 量 泵 相 当 于 一 个 定 量 泵 ， AB称 定 量 段 曲 线 。 点 B为 特 性 曲 线 的 拐 点 ， 其 对 应 的 压 力 pB就 是 限 定 压 力 ， 它 表 示 泵 在 原 始 偏 心 距 e0时 ， 可 达 到 的 最大 工 作 压 力 。 当 泵 的 工 作 压 力 超 过 pB以 后 ， 限 压 弹 簧 被 压缩 ， 偏 心 距 被 减 小 ， 流 量 随 压 力 增 加 而 急 剧 减 小 ， 其 变 化情 况 用 变 量 段 曲 线 BC表 示 。 C点 所 对 应 的 压 力 p C为 极 限 压力 （ 又 称 截 止 压 力 ） 。 图4.18 限压式变量叶片泵特性曲线 单作用叶片泵(10/10) 泵 的 最 大 流 量 由 最 大 流 量 调 节 螺 钉 1调 节 ， 它 可 改 变 限压 式 变 量 叶 片 泵 特 性 曲 线 中 A点 的 位 置 ， 使 AB线 段 上 下 平移 。 泵 的 限 定 压 力 由 限 定 压 力 调 节 螺 钉 4调 节 ， 它 可 改 变 特性 曲 线 中 B点 的 位 置 ， 使 BC线 段 左 右 平 移 。 若 改 变 弹 簧 刚度 k， 则 可 改 变 BC线 段 的 斜 率 。 为 得 到 较 好 的 动 作 灵 敏 度 ，可 配 置 不 同 的 弹 簧 ， 以 满 足 实 际 需 要 。 限 压 式 变 量 叶 片 泵 的 特 点 是 ： 第 一 ， 流 量 可 以 自 动 地 改 变 来 适 应 于 负 载 的 实 际 需 要 ，有 利 于 系 统 节 省 能 量 ； 第 二 ， 可 降 低 系 统 的 工 作 温 度 ， 延 长 液 压 油 液 和 密 封圈 的 使 用 寿 命 ； 第 三 ， 在 系 统 中 可 以 使 用 较 小 的 油 箱 ， 可 不 用 溢 流 阀或 单 向 阀 ， 从 而 简 化 液 压 传 动 系 统 。 限 压 式 变 量 叶 片 泵 常 用 于 执 行 机 构 需 要 有 快 慢 速 要 求的 液 压 传 动 系 统 中 。 4.5 柱 塞 泵 柱 塞 泵 是 依 靠 柱 塞 在 缸 体 内 往 复 运 动 ， 使 密 封 工 作 容腔 容 积 发 生 变 化 来 实 现 吸 、 压 油 的 。 由 于 柱 塞 与 缸 体 内 孔均 为 圆 柱 表 面 ， 因 此 加 工 方 便 ， 配 合 精 度 高 ， 密 封 性 能 好 。同 时 ， 柱 塞 泵 主 要 零 件 处 于 受 压 状 态 ， 使 材 料 强 度 性 能 得到 充 分 利 用 ， 故 柱 塞 泵 常 做 成 高 压 泵 。 此 外 ， 只 要 改 变 柱塞 的 工 作 行 程 ， 就 能 改 变 泵 的 排 量 ， 易 于 实 现 单 向 或 双 向变 量 。 所 以 ， 柱 塞 泵 具 有 压 力 高 、 结 构 紧 凑 、 效 率 高 及 流量 调 节 方 便 等 优 点 ， 常 用 于 需 要 高 压 大 流 量 和 流 量 需 要 调节 的 液 压 传 动 系 统 中 ， 如 龙 门 刨 床 、 拉 床 、 液 压 机 、 起 重机 械 等 设 备 的 液 压 传 动 系 统 。 柱 塞 泵 按 柱 塞 排 列 方 向 的 不 同 ， 可 分 为 轴 向 柱 塞 泵 和径 向 柱 塞 泵 两 类 。 1.轴 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 轴 向 柱 塞 泵 的 柱 塞 轴 向 安 排 在 缸 体 中 。 轴 向 柱 塞 泵 按其 结 构 特 点 ， 分 为 斜 盘 式 和 斜 轴 式 两 类 。 下 面 以 图 4.19中的 斜 盘 式 为 例 来 说 明 轴 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 。 泵 由 斜 盘 1、 柱 塞 2、 缸 体 3、 配 流 盘 4等 主 要 零 件 组 成 。斜 盘 和 配 流 盘 固 定 不 动 。 在 缸 体 上 有 若 干 个 沿 圆 周 均 布 的轴 向 孔 ， 孔 内 装 有 柱 塞 。 传 动 轴 5带 动 缸 体 3、 柱 塞 2一 起转 动 。 柱 塞 2在 机 械 装 置 或 低 压 油 的 作 用 下 ， 使 柱 塞 头 部和 斜 盘 1靠 紧 ； 同 时 缸 体 3和 配 流 盘 4也 紧 密 接 触 ， 起 密 封作 用 。 当 缸 体 3按 图 示 方 向 转 动 时 ， 使 柱 塞 2在 缸 体 3内 作往 复 运 动 ， 各 柱 塞 与 缸 体 间 的 密 封 容 积 便 发 生 增 大 或 减 小的 变 化 ， 通 过 配 流 盘 4上 的 弧 形 吸 油 窗 口 a和 压 油 窗 口 b实现 吸 油 和 压 油 。 轴向柱塞泵的工作原理(2/2) 如 果 改 变 斜 盘 1倾 角 的 大 小 ， 就 能 改 变 柱 塞 2的 行程 ， 这 也 就 改 变 了 轴 向 柱 塞 变 量 泵 的 排 量 。 如 果 改 变 斜盘 1倾 角 的 方 向 ， 就 能 改 变 吸 、 压 油 方 向 ， 这 时 就 成 为双 向 变 量 轴 向 柱 塞 泵 。 图 4.19 轴 向 柱 塞 泵 工 作 原 理1 斜 盘 ； 2 柱 塞 ； 3 缸 体 ； 4 配 流 盘 ； 5传 动 轴 2.轴 向 柱 塞 泵 的 排 量 和 流 量 若 柱 塞 数 目 为 z， 柱 塞 直 径 为 d， 柱 塞 孔 的 分 布 圆 直 径为 D， 斜 盘 倾 角 为 （ 见 图 4.19） ， 当 缸 体 转 动 一 转 时 ， 泵的 排 量 为 （ 4.21） 则 泵 的 实 际 输 出 流 量 为 （ 4.22） 实 际 上 ， 柱 塞 泵 的 输 出 流 量 是 脉 动 的 。 当 柱 塞 数 为 奇数 时 ， 脉 动 率 较 小 。 故 柱 塞 泵 的 柱 塞 数 一 般 都 为 奇 数 ，从 结 构 和 工 艺 性 考 虑 ， 常 取 z = 7或 z = 9。 V d D z 4 2 (tan )2 (tan )4 vq d D zn 3.轴 向 柱 塞 泵 的 结 构 特 点 (1) 缸 体 端 面 间 隙 的 自 动 补 偿 由