第3章 液压泵与液压马达
第三章 液压泵
3.6 航空液压泵的特性及选用
3.6.1、液压泵的气穴
广义地说，在某一温度下当油泵吸油腔压力降 低到空气分离压以下时，混溶与油中的空气就分离 出来形成气泡；而当吸油压力继续降低到该温度的 饱和蒸汽压力以下时，油液便汽化沸腾，形成大量 的气泡，这些现象统称为气穴现象。
3.6.1、液压泵的气穴
当气(汽)泡被带到高压油腔时，在高压作用 下，气(汽)泡便急剧溃灭或急剧缩小体积， 从而产生局部液压冲击现象，引起零件表面 的剥蚀损坏，表现为气蚀现象；同时也使得 泵的输出压力不稳定，影响设备正常工作。
3.6.4、液压泵的性能比较及选用
设计液压系统时，应根据所要求的工作情况合 理选择液压泵。
外啮合齿轮泵实物结构
内啮合齿轮泵实物结构
单作用式叶片泵
双作用叶片泵
单柱塞式液压泵
径向柱塞泵
通过齿轮端面与端盖之间的轴向间隙；
轮齿啮合线处的接触间隙。
因此，普通齿轮泵的容积效率比较低，输出压力也 不易提高。在高压齿轮泵中，一般都使用轴向间隙 补偿装置以减少轴向泄漏，提高其容积效率。
3、径向力不平衡
1.齿轮受到来自压油腔 高压油的油压力作用；
2.压油腔的油液沿泵体 内孔和齿顶圆之间的径 向间隙向吸油腔泄漏时， 其油压力是递减的，也 作用于齿轮上。
3.4.5、柱塞泵优缺点及选用
优点：
1、工作压力、容积效率及总效率均最高； 2、可传输的功率最大； 3、较宽的转速范围； 4、较长的使用寿命及功率密度高； 5、良好的双向变量能力。
3.4.5、柱塞泵优缺点及选用
缺点：
1、对介质洁净度要求较苛刻； 2、流量脉动较大，噪声较高； 3、结构较复杂，造价高，维修困难。
排量和流量
液压泵与液压马达的区别
四、泵和马达的不同点
1、泵是能源装置，马达是执行元件，泵输入机械能（转矩M和转速n）输出液压能（压力p和流量q ）；马达输入的是液压能（p、 q ），输出机械能（M、n）。
2、泵的吸油腔一般为真空（为改善吸油性和抗气蚀耐力），通常进口尺寸大于出口；马达排油腔的压力稍高于大气压力，没有特殊要求，所以马达的进出油口尺寸相同。
3、泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要求。
4、马达需要正反转（内部结构需对称），泵一般是单向旋转。
5、马达的轴承结构，润滑形式需保证在很宽的速度范围内使用，而泵的转速虽相对比较高，但变化小，故无此苛刻要求。
6、泵的起动靠外机械动力；马达起动需克服较大的静摩擦力，因此要求起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩擦小（如齿轮马达的齿数比齿轮泵多）
7、泵需容积效率高；马达需机械效率高，一般地，液压马达的容积效率比泵低，液压泵的机械效率比液压马达低。
8、通常泵的转速高。
而马达输出较低的转速。
9、叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片则径向安装（考虑正反转）。
10、叶片马达的叶片依靠根部的扭转弹簧，使其压紧在定子表面上，而叶片泵的叶片则依靠根部的压力油和离心力压紧在定子表面上（起动动力不同）。
11、一般齿轮泵的齿数少，齿轮马达的齿数多。
12、液压泵是连续运转的，油温变化相对较小，马达经常空转或停转，受频繁的温度冲击。
13、泵与原动机装在一起，主轴不受额外的径向负载。
而马达主轴常受径向负载（轮子或皮带、链轮、齿轮直接装在马达上时）。
液压与气压传动第三章习题答案
第三章习题答案3-1 填空题1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ∆=0或pq P =0）表示。
2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。
3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。
4．液压泵按结构不同分为（齿轮泵）、（叶片泵）和（柱塞泵）三种，叶片泵按转子每转一转，每个密封容积吸、压油次数的不同分为（单作用）式和（双作用）式两种，液压泵按排量是否可调分为（定量泵）和（变量泵）两种；其中（单作用式叶片泵）和（柱塞泵）能做成变量泵；（齿轮泵）和（双作用式叶片泵）只能做成定量泵。
5．轴向柱塞泵是通过改变（斜盘倾角）实现变量的，单作用式叶片泵是通过改变（偏心距）实现变量的。
3-2 画出下列图形符号单向定量液压泵： 双向定量液压泵：单向定量液压马达： 双向变量液压马达：3-3 问答题1．液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么？答：(1)具有若干个可以周期性变化的密封容积。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
(3)具有相应的配流机构。
2．液压泵的排量和流量各决定于哪些参数？理论流量和实际理论的区别是什么？写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。
答：液压泵的排量取决于密封容积的几何尺寸，与泵的转速和泄漏无关。
液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。
理论流量是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。
实际流量是指在考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。
l t q q q -=；v V t q q η=。
3．齿轮泵的泄漏方式有哪些？主要解决方法是什么？答：齿轮泵泄漏方式有三个：齿轮端面和端盖间的轴向间隙；齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙以及两个齿轮的齿面啮合处。
液压第3-4章参考答案
第3章 思考题与习题参考答案1．液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？ 答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。
液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。
额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。
2．如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生这些损失的原因是什么？答：液压泵的理论输入功率为P T nT i ==ωπ2，输出功率为0PF pA pq υυ===。
功率损失分为容积损失和机械损失。
容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
3．齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？答：由于齿轮啮合过程中压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。
流量脉动引起压力脉动，随之产生振动与噪声。
4．为什么齿轮泵的吸油口和出油口的位置不能任意调换？答：由于齿轮泵存在径向液压力不平衡的问题，为减小液压力的不平衡，通中出油口的直径小于吸油口的直径，因此吸油口和出油口的位置不能任意调换。
5．试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。
答：齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。
当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，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。
消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。
6．齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的工作压力？答：齿轮泵压力的提高主要受压力油的泄漏的影响。
通常采用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。
第三讲.液压泵、马达
qt=V.n· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (3-1)
3.2.3容积效率、机械效率和总效率
※引入：由于液压泵存在泄漏和各种摩擦,所以泵在能量转换 过程中是有损失的，即输出功率小于输入功率，两者之间 的差值即为功率损失，功率损失表现为容积损失和机械损 失，功率损失可用效率来表示。 （1）容积效率。容积损失是由于泵存在泄漏（泄漏流量为△q） 所造成的，所以泵的实际流量小于理论流量qt。实际流量可 表示为
1）直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵
2）斜轴式轴向柱塞泵
5.液压泵的职能符号 液压泵的职能符号如图2-14所示。
表2-1列出了最常用泵的各种性能值
§3.4液压泵与电动机参数的选用
1.液压泵的选用 ※先根据液压泵的性能要求来选定液压泵的类型， 再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的 具体规格。 ※液压泵的工作压力是根据执行元件的最大工作压 力来确定的，考虑到压力损失，泵的最大工作压 力可按下式计算： P泵≥K压· P缸 式中:P泵表示液压泵所需提供的压力（Pa）;K压表示 系统中压力损失系数，一般取1.3—1.5；P缸表示 液压缸中所需的最大工作压力（Pa）。
※液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即：
Q泵 ≥ K流Q缸 式中：Q泵表示液压泵所需输出的流量（m3/min）; K流表示系统的泄漏系数，一般取1.1---1.3；Q缸表示液压缸 所需提供的最大流量（m3/min）。
※在P泵和Q泵求出以后，就可选择液压泵的规格，选择时应
使实际选用泵的额定压力大于所求出的P泵值，通常大于 25％.泵的额定流量一般略大于或等于所求出的Q泵 值。 2.电动机参数的选择
q= qt。- △q· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · （3-2） 容积损失可用容积效率ηv来表示，它等于泵的实际流量与理论
3第三章 液压泵
泵的输出功率可由下式求得 N出 P Q 63 105 53 103 / 60 5565W 总效率为输出功率与输入功率之比 N出 5565 0.795 N 入 7000 机械效率 m
0.795 0.840 v 0.946
maojian@
2 2
R，r 定子圆弧部分的长短半径；
叶片倾角；
s 叶片厚度； z 叶片数。
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§3-4 柱塞泵
一、径向柱塞泵的工作原理和流量计算
图3—22 径向柱塞泵的工作原理 1—柱塞 2—缸体 3—衬套 4—定子 5—配油轴
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径向柱塞泵的排量和流量计算：
二、内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵优点： 1.结构紧凑,体积小； 2.零件少,转速可高达10000r/mim； 3.运动平稳,噪声低； 4.容积效率较高。 内啮合齿轮泵缺点： 1.转子的制造工艺复杂。
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汽车自动变速器的内啮合齿轮泵
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§3-3 叶片泵
5 6
2)电机驱动功率 P输入 P输出 / 45.9 / 0.9 51kW
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三、液压泵的类型
1.液压泵类型
柱塞式 轴向柱塞式 径向柱塞式 单作用叶片式 双作用叶片式 外啮合式 内啮合式
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液 压 泵
叶片式
齿轮式
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例2:某液压泵输出压力为200×105Pa，转速 n=1450r/min，排量为100 ml/r，该泵的容积效 率为0.95、总效率为0.9，试求这时泵的输出功 率和电动机的驱动功率。
解：1)泵的输出功率： P输出 pq实际 p V nv 200 10 100 10 1450 0.95 45916W 60 45.9kW
第三章 液压马达解读
配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于 a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通低压油（x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
13
• 排量公式 v =（πd 2/4）sxyz
– s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 。
• 应用 转矩脉动小，径向力平衡，启 动转矩大，能在低速下稳定运转，普 遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、 船舶、农业等机械中。
接方式被称为差动连接。
27
两腔进油,差动联接
A1 A2
A1 A2
F3 F3
P1
v3
ΔP
等效
P1
v3
q
q
活塞的运动速度为：
(c)差动联接
？
q 4q v3 v 2 v A1 A2 d
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连 接液压缸的推力为：
2 F3 p1 ( A1 A2 ) m d p1 v 4
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A1
A2
有杆腔进油
P1 P2
F2
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
q 4q v2 v v 2 2 A2 (D d )
2 2 F2 ( p2 A2 p1 A1 ) m [( D d ) p2 D 2 p1 ] m 4
14
液压泵及液压马达的工作特点
液压泵的工作特点
液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、
异常噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止 压力过高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量 泵只有用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵（齿轮泵） “困油现象”。
液压传动习题 (3)
第三章液压泵和液压马达一、填空题1、液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为_________，是液压传动系统中的动力元件。
2、液压传动中所用的液压泵都是靠密封的工作容积发生变化而进行工作的，所以都属于_________。
3、泵每转一转，由其几何尺寸计算而得到的排出液体的体积，称为_________。
4、在不考虑泄漏的情况下，泵在单位时间内排出的液体体积称为泵的________。
二、单项选择题1、为了使齿轮泵能连续供油，要求重叠系数 ＿＿＿。
A、大于1B、等于lC、小于12.泵常用的压力有：A.泵的输出压力B.泵的最高压力C.泵的额定压力泵实际工作的压力是（）；泵的极限压力是（）；根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力是（）3、柱塞泵中的柱塞往复运动一次，完成一次＿＿＿。
A、吸油B、压油C、吸油和压油4.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的A.泵的输出压力B.泵的最高压力C.泵的额定压力5．改变轴向柱塞变量泵倾斜盘倾斜角的大小和方向，可改变＿＿＿。
A、流量大小B、油流方向C、流量大小和油流方向6、泵的额定转速和额定压力下的流量称为（）A.实际流量B.理论流量C.额定流量7、YB型叶片泵置于转子槽中的叶片是依靠＿＿＿使叶片紧贴在定子内表面上的。
A、叶片的离心力B、叶片根部的压力C、叶片的离心力和叶片根部的压力8、在实际中，常把泵的压力为零时的流量视为( )A.实际流量B.理论流量C.额定流量9.驱动液压泵的电机功率应比液压泵的输出功率大，是因为（）。
A、泄漏损失；B、摩擦损失；C、溢流损失；D、前两种损失。
10、影响液压泵容积效率下降的主要原因（）。
A、工作压力B、内摩擦力C、工作腔容积变化量D、内泄漏11、负载大，功率大的机械设备上的液压系统可使用（）。
A、齿轮泵B、叶片泵C、柱塞泵D、螺杆泵12、外反馈限压式变量叶片泵q—p特性曲线中，改变曲线A—B段的上下平移的方法（）A、改变工作压力B、调节流量调节螺钉C、调节弹簧预压缩量D、更换刚度不同的弹簧13．外啮合齿轮泵的特点有（）。