液压泵的工作原理及主要结构特点
3《液压传动》液压泵
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1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 ※ 压油口缩小后，安装时注意不 能反转。
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作用在泵轴上的径向力，能使轴弯曲，从而引起齿顶与泵壳体 相接触，从而降低了轴承的寿命，这种危害会随着齿轮泵压力的提 高而加剧，所以应采取措施尽量减小径向不平衡力，其方法如下： (1) 缩小压油口的直径，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围 内，这样压力油作用于齿轮上的面积减小，因而径向不平衡力也就 相应地减小。 （2）增大泵体内表面与齿轮齿顶圆 的间隙，使齿轮在径向不平衡力作用 下，齿顶也不能和泵体相接触。 （3）开压力平衡槽，如图所示， 开两个压力平衡槽1和2分别与低、高 压油腔相通，这样吸油腔与压油腔相 对应的径向力得到平衡，使作用在轴 承上的径向力大大地减小。但此种方 法会使泵的内泄漏增加，容积效率降 低，所以目前很少使用此种方法。
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一、齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理
齿轮1、2的齿廓线（面）与壳体内 表面及前后端盖构成若干密封容积， 啮合线将高、低压腔隔离开来。 当齿轮按图示方向旋转时，下侧的轮 齿逐渐脱离啮合，其密封容积逐渐增 大，形成局部真空，油液在大气压力 的作用下从吸油口进入下部低压腔； 随着齿轮的转动，齿轮的齿谷把油液 从下侧带到上侧密封容积中，轮齿在 上侧进入啮合时，使上侧密封容积逐 渐减小，油液从上侧油高压腔将油液 排出。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮 泵不断地吸油和排油
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二、齿轮泵的排量和流量 1．排量与流量： 对于由一对齿数相等的齿轮组成的外啮 排量与流量： 合齿轮泵，其主轴旋转一周所排出的液体体积等于两齿轮轮齿 体积之和。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷容积是相同的。 这样，齿轮泵的几何排量等于一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积 之和。考虑到齿顶间隙的液体从排液腔仍被带回到吸油腔，不 参与排液，则齿轮泵的几何排量等于以齿顶圆为外径、以 (Z－ 2)m的圆为内径、高为齿轮宽度B的圆筒体积
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。
maojian@
§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。
maojian@
汽车自动变速器的内啮合齿轮泵
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§3-3 叶片泵
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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
maojian@
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
液压泵的工作原理
液压泵的工作原理液压泵是一种能量转换装置，它将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为液体压力能，为系统提供具有一定压力和流量的液压油，是液压传动系统中的动力元件。
液压泵性能的好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。
1、工作原理液压传动中所用的液压泵是靠密封的工作容积发生变化而进行工作的，所以都属于容积式泵。
现以下图为例来说明其工作原理。
▲液压泵工作原理1—缸体2—偏心轮3—柱塞4—弹簧5—吸油阀6—排油阀A—偏心轮下死点B—偏心轮上死点该泵由缸体1、偏心轮2、柱塞3、弹簧4、吸油阀5和排油阀6等组成。
缸体1固定不动；柱塞3和柱塞孔之间有良好的密封，并且可以在柱塞孔中做轴向运动；弹簧4总是使柱塞顶在偏心轮2上。
吸油阀5的右端（即液压泵的进口）与油箱相通，左端与缸体内的柱塞孔相通。
排油阀6的右端也与缸体内的柱塞孔相通，左端（即液压泵的出口）与液压系统相连。
当柱塞处于偏心轮的下死点A时，柱塞底部的密封容积最小；当偏心轮按图示方向旋转时，柱塞不断外伸，密封容积不断扩大，形成真空，油箱中的油液在大气压力作用下，推开吸油阀内的钢球而进入密封容积，这就是泵的吸油过程，此时排油阀内的钢球在弹簧的作用下将出口关闭；当偏心轮转至上死点B与柱塞接触时，柱塞伸出缸体最长，柱塞底部的密封容积最大，吸油过程结束。
偏心轮继续旋转，柱塞不断内缩，密封容积不断缩小，其内油液受压，吸油阀关闭，并打开排油阀，将油液排到液压泵出口，输入液压系统；当偏心轮转至下死点A与柱塞接触时，柱塞底部密封容积最小，排油过程结束。
若偏心轮连续不断地旋转，柱塞不断地往复运动，密封容积的大小交替变化，泵就不断地完成吸油和排油过程。
2、液压泵的分类和特点液压泵是一种能量转换装置，是液压系统中的能源，是组成液压系统的心脏。
它通过向液压系统输送足够流量的压力油，来推动执行元件对外做功。
按其结构的不同，液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等；按其压力的不同可分为低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵；按液压泵在单位时间内所能输出的油液的体积能否调节，又可分为定量泵和变量泵。
液压泵的工作原理及分类
液压泵的工作原理及分类引言液压泵是一种将机械能转化为液压能的装置，广泛应用于工程和农业机械、船舶工业、矿山工业等领域。
本文将介绍液压泵的工作原理以及常见的分类。
一、液压泵的工作原理液压泵的工作原理基于两个重要的规律：泵的容积变化原理和压力平衡原理。
1.1 泵的容积变化原理液压泵主要通过改变泵腔内的容积来推动液体的流动。
泵腔内有两个容积不断变化的工作腔和被隔离的吸入腔。
当泵腔容积增大时，泵内部产生负压，液体被吸入；当泵腔容积减小时，泵内部产生正压，液体被推出。
通过这种方式，液压泵能够将液体从低压区域输送至高压区域。
1.2 压力平衡原理液压泵的另一个重要原理是压力平衡原理。
泵腔内部的压力变化受到液压系统中其他元件的影响，例如阀门、管道等。
当液压泵运行时，泵腔内部的液体压力会逐渐增大，当压力达到一定数值时，液体通过压力平衡装置进入液压泵的排液腔，并流出泵体，以保持泵腔内压力的平衡。
二、液压泵的分类液压泵根据其工作原理和结构的不同，可以分为多种类型。
下面将介绍其中几种常见的液压泵分类。
2.1 齿轮泵齿轮泵是一种常见且简单的液压泵，其主要由一个或多个齿轮组成。
在泵内，齿轮通过相互咬合而推动液体的流动，从而起到提供液压能的作用。
齿轮泵具有结构简单、体积小以及压力平稳等优点，在许多应用场合得到广泛应用。
2.2 液压柱塞泵液压柱塞泵是一种通过柱塞在泵腔内往复运动来推动液体流动的泵。
液压柱塞泵通常由一个或多个柱塞和对应的气缸组成。
当柱塞向外运动时，泵腔内产生负压，液体被吸入；当柱塞向内运动时，泵腔内产生正压，液体被推出。
液压柱塞泵具有流量大、压力稳定等优点，广泛应用于高压液压系统中。
2.3 液压叶片泵液压叶片泵是一种通过旋转的叶片来推动液体流动的泵。
液压叶片泵由一个旋转的转子和一组叶片组成。
当转子旋转时，叶片随之运动，产生负压吸入液体，然后将液体推至排液口。
液压叶片泵具有流量大、噪声低等特点，适用于多种液压系统。
第三章 液压泵与液压马达
（三）液压泵排量和流量
1.排量Vp (m3/r) 是指在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一 周所排出的液体体积。 2.理论流量qt (m3/s) 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出的 液体体积。 qt =Vn 3.实际流量qp 指液压泵工作时的输出流量。 qp= qt - △ q 4.额定流量qn 指在额定转速和额定压力下泵输出的流量。
（动画） 2、工作原理：
旋转一周，完成二次吸油，二次排油——双作用泵
径向力平衡——平衡式叶片泵(两个吸油区，两个排油区）
3、 流量计算
忽略叶片厚度:
V=2π(R2-r2)B q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv
如考虑叶片厚度: V=2π(R2-r2)B -2BbZ(R-r)/cosθ q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv -2BbZ(R-r)/cosθ nηv
2、液压泵进口压力 p 0 0MPa ， 出口压力 pp 32MPa ， 实际输出流量q 250 L min，泵输入转矩 T pi 1350N m ， 输入转速 n 1000r min ，容积效率 0.96 。试求： （1）泵的输入功率 P i ，（2）泵的输出功率 P o ，（3） 泵的总效率 ，（4） 泵的机械效率 m
第三章 液压泵与液压马达
液压泵--动力元件： 将驱动电机的机械能转换成液体的压力能， 供液压系统使用，它是液压系统的能源。
3-1概
第三章液压泵
第3章液压泵内容提要本章主要介绍液压动力元件的几种典型液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、基本结构、性能特点及应用范围等）。
基本要求、重点和难点基本要求：掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、结构特点。
了解各类泵的典型结构及应用范围。
重点：通过本章学习，要求掌握液压泵的工作原理、功能、性能参数（压力和流量等）、性能特点及应用范围。
难点： ①密闭容积的确定（特别是齿轮泵）。
②容积效率的概念。
③额定压力和实际压力的概念。
④外反馈限压式变量叶片泵的特性。
⑤柱塞泵的变量机构。
3.1液压泵基本概述液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的机械能（转矩T 和角速度ω）转换为压力能（压力p 和流量q ）输出，为执行元件提供压力油。
液压泵.的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性，在液压传动中占有极其重要的地位。
3.1.1液压泵的工作原理如图3-1所示，单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4和单向阀5、6等组成，柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。
当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时，柱塞在弹簧力的作用下向下运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大，形成真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经单向阀5进入其内（单向阀6关闭）。
这一过程称为吸油，当偏心轮的几何中心转到最下点O 1/时，容积增大到极限位置，吸油终止。
吸油过程完成后，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积减小，油液受挤压经单向阀6排出（单向阀5关闭），这一过程称为排油，当偏心轮的几何中心转到最上点O 1//时，容积减小至极限位置，排油终止。
偏心轮连续旋转，柱塞上下往复运动，泵在半个周期内吸油、半个周期内排油，在一个周期内吸排油各一次。
图3-1 单柱塞泵工作原理 1-偏心轮 2-柱塞 3-弹簧 4-缸体 5、6-单向阀 7-油箱如果记柱塞直径为d ，偏心轮偏心距为e ，则柱塞向上最大行程e s 2=，排出的油液体积2422e d s d V ππ==。
第三章 液压泵
第一节 概 述
2.分类
➢ 按结构将液压泵分为：
➢齿轮泵 ➢外啮合齿轮泵 ➢内啮合齿轮泵
➢叶片泵 ➢单作用叶片泵
➢双作用叶片泵 ➢柱塞泵
➢径向柱塞泵 ➢轴向柱塞泵
➢ 按排量能否改变可分为： ➢定量泵 ➢变量泵
➢ 根据其排量和排液方向能否改变 又可分为： ➢单向定量泵 ➢双向定量泵 ➢单向变量泵 ➢双向变量泵
➢排量取决于泵的结构参数，而与其工况无关，它是衡量和比较不同泵的供液能 力的统一标准，是液压泵的一个特征参数。
➢ 流量——是指泵在单位时间内排除液体的体积，以Q表示，单位L/min。
➢流量有理论流量、实际流量和额定流量三种。
➢ 理论流量——是指不考虑泄漏的理想情况下泵在单位时间(常指每分钟)内
排出的液体的体积，以Ql表示。
– 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形隔板，以便把吸油腔 和压油腔隔开，见图3-10a所示。
– 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，见图3-10b所示。
量或称空在排量）。
➢对于性能正常的液压泵，其容积效率大小随泵的结构类型不同而异。如
齿轮泵为0.7~0.9，叶片泵为0.8~0.95，柱塞泵为0.9~0.95。
第一节 概 述
2. 机械效率ηj
机械效率是表征泵摩擦损失的性能参数，它等于泵的理论输出功率与
输入功率之比。
Pl
j
Pd
3. 总效率η
总效率是表征泵总功率损失的性能参数，它等于泵的实际输出功率与
➢ 内泄漏——是指泵的排液腔向吸液腔的泄漏； ➢ 外泄漏——是指从泵的吸排液腔向其他自由空间的泄漏。 ➢ 泄漏量的大小取决于运动副的间隙、工作压力和液体黏度等因素，而与泵的运动速度关 系不大。 ➢ 当泵的结构和采用的液体粘度一定时，泄漏量将随工作压力的提高而增大，即压力
液压泵的工作原理及主要性能参数
液压泵的工作原理及主要性能参数
总效率 液压泵特性曲线
pi po
pqtv Tim
vm
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。
液压传动与气动技术
液压泵的工作原理及主要性能参数
容积式液压泵工作原理
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。
➢ 柱塞泵（轴向和径向）
液压泵的工作原理及主要性能参数
性能参数 压力 ➢ 工作压力：指泵的输出压力，其数值决定于外负载。 – 如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载压力之和； – 如果负责是并联的，则泵的工作压力决定于并联负载中的 最小负载压力； ➢ 额定压力：是指根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力 – 反映泵的能力（一般为泵铭牌上所标的压力） – 在额定压力下运行时，泵有足够的流量输出，较高效率 ➢ 最高压力：泵的极限压力，不允许长期在最高压力下运行
液压传动与气动技术
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
液压泵的工作原理及主要性能参数
容积式液压泵的特点 液压泵容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。密封容积变小使油液被挤出， 密封容积变大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。密封容积的变换量以及变化频 率决定泵的流量。 合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容 积式泵中是必不可少的。 容积式泵排油的压力决定于排油管道中油液所受到的负载。
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欢迎阅读液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵工作原理及叶片泵
支红俊
授课时间：2学时
授课方法：启发式教学
授课对象：职高学生
重点、难点：泵和叶片泵的工作原理、叶片泵的符号
液压泵
引入：
问：人与液压传动有无紧密的联系。
学生活动
举例说明：如图所示：
将鸡蛋放到与其大小差不多杯口上，鸡蛋
放不进去，若将燃烧的纸先放到水杯里，接着
将鸡蛋放到瓶口上，鸡蛋在大气压的作用下迅速进入
水杯里。
水杯问：液压泵的工作的条件有哪些。
学生活动
归纳：1、应具备密封容积且交替变化。
2、应有配油装置。
3、吸油过程中油箱必须与大气相通。
一、叶片泵
可分为：单作用和双作用叶片泵。
1、单作用叶片泵
（1）结构和工作原理。
结构：如彩色立体挂图所示及教具演示。
分析：各零件的相
互关系。
提问：找出密封容积，配油装置。
分析：由定子、转子、叶片和配油盘等构成密封容积。
小结：1、叶片泵是通过两叶片之间密封容积的增大和减小，
产生吸油和压油的。
转子转一转时，两叶片间产生一次吸油和压油。
2、叶片泵的偏心距大、吸油量大、压油量也大。
反之。
叶片泵双向变量泵。
典型液压泵的工作原理及主要结构特点
表3 典型液压泵的工作原理及主要结构特点
类型结构、原理示意图工作原理结构特点
外啮合齿轮泵当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量
结构最简单、价格低、径向载荷大
内啮合齿轮泵当传动轴带动外齿轮旋转时，与此相啮合的内齿轮也随着旋转。
吸油腔由于轮齿脱开而吸油，经隔板后，油液进入压油腔，压油腔由于轮齿啮合而排油典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成
利用齿和齿圈形成的容积变化，完成泵的功能。
在轴对称位置上布置有吸、排油口。
不能变量。