液压泵变量与马达变量.
有调速或节能要求的应用场合，可以考 虑改变液压泵输出流量。
1、改变原动机（电机和柴油机）的工作转 速 2、 改变泵的排量 3、改变马达的排量还可以达到调速的目的
3-3 液压泵与液压马达的变量
变量泵和变量马达是通过一套变量机构 来改变泵和马达的排量的，最终达到改变 泵的输出流量和马达转速的。
四、变量马达的控制形式
变量马达的控制意义： （1）满足执行机构对速度和扭矩的要求 （2）充分发挥泵的能力，使泵始终在高 压下工作，还能充分地降低系统的工作 流量
四、变量马达的控制形式
恒功率控制
四、变量马达的控制形式
恒转矩控制：机械-液压反馈、电反馈
所谓恒扭矩马达就是使马达的排量和其进、出口压差的 乘积保持常数，即 p V const
二、变量机构的种类
操纵力的形式分： 手动、电动、液动和电液动
二、变量机构的种类
操纵力的形式分： 手动、电动、液动和电液动
二、变量机构的种类
控制压力油来源分： 内控：不需要单独的油源，结构简单，但 系统的工作压力脉动可能影响变量机构的工 作稳定性 外控：需要附加油源，变量机构工作不受 系统工作压力脉动的影响，尤其是需要双向 变量的泵必须是外控。
一、变量机构的工作原理
轴向柱塞泵的变 量机构：
通轴型直杆式轴向柱塞泵
通轴型直杆式轴向柱塞泵
一、变量机构的工作原理
连杆型轴向柱塞泵（马达）
内反馈限压式变量叶片泵
内反馈限压式变量叶片泵
外反馈限压式变量叶片泵
外反馈限压式变量叶片泵
二、变量机构的种类
操纵力的形式分： 手动、电动、液动和电液动 液压压力来源分： 外控和内控 信号反馈形式： 直接位置反馈、位移-力反馈和电信号反馈 控制的方式分： 恒压、恒流量、恒功率、恒转矩、
恒转矩控制： 机械-液压反馈
p V const
四、变量马达的控制形式
恒转矩控制：电反馈 p V const
四、变量马达的控制形式
恒转速控制：机-液系统
四、变量马达的控制形式
恒转速控制：电反馈
四、变量马达的控制形式
恒转速控制
四、变量马达的控制形式
四、变量泵的控制形式
恒压变量泵
四、变量泵的控制形式
比 例 控 制 式 恒 压 变 量 泵
四、变量泵的控制形式
恒功率控制变量泵
四、变量泵的控制形式
恒功率控制变量泵
四、变量泵的控制形式
恒流量变量泵
四、变量泵的控制形式
复合控制
四、变量泵的控制形式
复合控制
四、变量泵的控制形式
功率匹配变量泵
控制压力油来源分： 外控和内控
二、变量机构的种类
二、变量机构的种类
信号反馈形式： 直接位置反馈、位移-力反馈、压力-力反馈、电信号反 馈
二、变量机构的种类
控制的方式分： 泵： 恒压、恒流量、恒功率、复合控制 马达： 恒转矩、恒转速、恒功率
三、变量机构动态性能
要考虑阀动力学方程、变量操纵机 构动力学方程和泵的压力流量特性、油 液及管路的弹性
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
在额定压力下，超过额定转速而允许短暂运行的最大转速
最低转速
正常运转所允许的最低转速
同左（马达不出现爬行现象）
功
率
输入功率Pt
W
驱动泵轴的机械功率
Pt=pQ/η
马达入口处输出的液压功率
Pt=pQ
输出功率P0
泵输出的液压功率，其值为泵实际输出的实际流量和压力的乘积
P0=pQ
马达输出轴上输出的机械功率
单
位
换
算
式
q0
ml/r
Q=q0nηv10-3
Pt=pQ/60η
Q=q0n10-3/ηv
T0=pq0ηm/2π
n
r/min
Q
L/min
p
MPa
Pt
kW
T0
N.m
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
参数名称
单位
液压泵
液压马达
排
量
?、
流
量
排量q0
m3/r
每转一转，由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
理论流量Q0
m3/s
泵单位时间内由密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
Q0=q0n/60
在单位时间内为形成指定转速，液压马达封闭腔容积变化所需要的流量
ηv=Q/Q0
马达的理论流量与实际流量的比值
ηv=Q0/Q
机械效率ηm
泵理论扭矩由压力作用于转子产生的液压扭矩与泵轴上实际输出扭矩之比
ηm=pT0/2πTt
马达的实际扭矩与理论扭矩之比值
ηm=2πT0/pq0
总效率η
泵的输出功率与输入功率之比
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
。
马达的理论流量与实际流量的泵的实际输出流量与理论流容积效率比值量的比值ηv/Qη=Q=Q/Qη0vv0泵理论扭矩由压力作用于马达的实际扭矩与理论扭矩之转子产生的液压扭矩与泵轴机械效率效比值上实际输出扭矩之比η率m/pqTη=2π00mTπη=pT/2tm0泵的输出功率与输入功率之马达输出的机械功率与输入的总效率η比ηη液压功率之比η=mvηηη=mvml/rq0r/minn单-3-3ηn10/Q=qnQ=q位η10L/minQvv00换
。
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式液பைடு நூலகம்泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压马达单位参数名称泵液压每转一转，由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的3/rqm排量0体积排泵单位时间内由密封腔内在单位时间内为形成指定转量几何尺寸变化计算而得的排速，液压马达封闭腔容积变化所理论流量、出液体的体积需要的流量Q0流3/smn/60Q=qQn/60=q0000量马达进口处流量泵工作时出口处流量Q实际流量ηQ=qη/60n/60Q=qnv0v0在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力额定压力最高压力按试验标准规定允许短暂运行的最高压力压Papmax力工作压力泵工作时的压力p额定转速在额定压力下，能连续长时间正常运转的最高转速n转r/min最高转速速在额定压力下，超过额定转速而允许短暂运行的最大转速最低转速同左（马达不出现爬行现象）正常运转所允许的最低转速输入功率驱动泵轴的机械功率马达入口处输出的液压功率PP=pQP=pQ/ηttt泵输出的液压功率，其值为泵马达输出轴上输出的机械功率输出功率实际输出的实际流量和压力的功Wη乘积=pQPP率00=pQP0Tn/30Tn/30=PππP=0t机械功率N.m压力为p时泵的输入扭矩或马达的输出扭矩，T–液体压力作用下液压马达转理论扭矩子形成的扭矩扭N.m矩T液压马达轴输出的扭矩液压泵输入扭矩T0t实际扭矩π=pqTT/2η=pqπη/2m0mt00
液压变量泵(马达)变量调节原理与应用
液压变量泵(马达)变量调节原理与应用
液压变量泵（马达）是液压传动中一种常用的液压元件，它有着广泛的应用范围和较高的性能指标。
液压变量泵（马达）的可变容积能力是其最大的特点之一，而其变量调节原理与应用则是实现这一特点的关键。
一、变量调节原理
液压变量泵（马达）的可变容积主要通过改变工作腔内有效容积实现。
这种有效容积的变化可以通过机械、液压或电控手段来实现，形成了不同的变量调节方式。
目前主要有以下几种方式：
1. 机械式变量调节
机械式变量调节主要通过改变可变容积泵或马达的偏心距或液压缸路程，实现泵或马达的输出流量调节。
此种方式调节简单，但调节范围较小、调节量不稳定，适用范围较窄。
以上三种方式各有优劣，应根据液压传动系统的实际需要选择适合的变量调节方式。
二、应用
液压变量泵（马达）是液压传动中实现定量供油的重要元件，其可变容积的特点使得其能够适应不同的负载需求，进而实现更高的效率和更低的能耗。
液压变量泵（马达）广泛应用于各种液压传动系统中，如工程机械、农业机械、船舶、飞机和机床等领域。
液压变量泵（马达）的特点决定了其在液压传动中具有广泛的应用前景。
未来，液压变量泵（马达）会更加普及化，应用范围更加广泛，同时为了适应能源的节约和减排等要求，高性能、高效率、节能的液压变量泵（马达）将成为液压传动领域的主流趋势。
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
参数名称
单位
液压泵
液压马达
排
量
、
流
量
排量q0
m3/r
每转一转，由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
理论流量Q0
m3/s
泵单位时间内由密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
Q0=q0n/60
在单位时间内为形成指定转速，液压马达封闭腔容积变化所需要的流量
P0=pQηቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械功率
Pt=πTn/30
P0=πTn/30
T–压力为p时泵的输入扭矩或马达的输出扭矩，N.m
扭
矩
理论扭矩
N.m
液体压力作用下液压马达转子形成的扭矩
实际扭矩
液压泵输入扭矩Tt
Tt=pq0/2πηm
液压马达轴输出的扭矩T0
T0=pq0ηm/2π
效
率
容积效率ηv
泵的实际输出流量与理论流量的比值
最高转速
在额定压力下，超过额定转速而允许短暂运行的最大转速
最低转速
正常运转所允许的最低转速
同左（马达不出现爬行现象）
功
率
输入功率Pt
W
驱动泵轴的机械功率
Pt=pQ/η
马达入口处输出的液压功率
Pt=pQ
输出功率P0
泵输出的液压功率，其值为泵实际输出的实际流量和压力的乘积
P0=pQ
马达输出轴上输出的机械功率
单
位
换
算
式
q0
ml/r
Q=q0nηv10-3
Pt=pQ/60η
Q=q0n10-3/ηv
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
马达输出轴上输出的机械功率 P0=pQη
机械功率
Pt=πTn/30
P0=πTn/30
T – 压力为 p 时泵的输入扭矩或马达的输出扭矩，N.m
理论扭矩 扭 矩
实际扭矩
N.m 液压泵输入扭矩 Tt Tt=pq0/2πηm
液体压力作用下液压马达转子形成的扭 矩
液压马达轴输出的扭矩 T0 T0=pq0ηm/2π
m3/s
Q0=q0n/60
Q0=q0n/60
泵工作时出口处流量 Q=q0nηv/60
马达进口处流量 Q=q0n/60ηv
额定压力
压 力 最高压力 pmax
Pa
工作压力 p
在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力 按试验标准规定允许短暂运行的最高压力 泵工作时的压力
额定转速 n 转 速 最高转速
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
参数名称
单位
液压泵
液压马达
排量 q0 排 量 、 理论流量 Q0 流 量
实际流量 Q
m3/r 每转一转，由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
泵单位时间内由密封腔内几何尺寸变化 在单位时间内为形成指定转速，液压马
计算而得的排出液体的体积
达封闭腔容积变化所需要的流量
最低转速
r/min
在额定压力下，能连续长时间正常运转的最高转速
在额定压力下，超过额定转速而允许短暂运行的最大转速
正常运转所允许的最低转速
同左（马达不出现爬行现象）
输入功率 Pt
驱动泵轴的机械功率 Pt=pQ/η
马达入口处输出的液压功率 Pt=pQ
功 输出功率 P0 率
W
泵输出的液压功率，其值为泵实际输出 的实际流量和压力的乘积
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式液压泵和液压马达是液压系统中的核心部件。
液压泵负责将液压油从储油器中吸入并提供给液压系统，液压马达通过接收液压系统提供的液压油来驱动执行机构，完成所需的工作。
以下是液压泵和液压马达的主要参数及计算公式。
一、液压泵的主要参数及计算公式：1.流量（Q）：液压泵的输出流量，通常以升/分钟或立方米/小时为单位。
计算公式为：Q=V*n其中，Q为流量，V为排量，n为转速。
2.排量（V）：液压泵每转一圈提供的油液体积。
计算公式为：V=A*L其中，A为泵的活塞面积，L为活塞行程。
3.转速（n）：液压泵每分钟转动的圈数。
4.输出压力（P）：液压泵提供的最大工作压力。
单位通常为兆帕（MPa）。
5.效率（η）：液压泵的输出功率与输入功率之比。
其中，P为液压泵的工作压力，Q为液压泵的流量，P0为液压泵的输入功率。
二、液压马达的主要参数及计算公式：1.转速（n）：液压马达的输出转速。
2.扭矩（T）：液压马达的输出扭矩。
计算公式为：T=P*V/1000其中，T为扭矩，P为液压马达的工作压力，V为液压马达的排量。
3.输出功率（P）：液压马达的输出功率。
计算公式为：P=T*n/1000其中，P为输出功率，T为扭矩，n为转速。
4.效率（η）：液压马达的输出功率与输入功率之比。
η=(P*1000)/(P0*n)其中，P为输出功率，P0为输入功率，n为转速。
以上是液压泵和液压马达的主要参数及计算公式。
根据这些参数，我们可以根据液压系统的需求选择适合的液压泵和液压马达，以确保系统的工作效率和性能。
《液压与气压传动》(第3版)习题答案刘建明
《液压与气压传动》教材(第3版)习题参考答案第1章习题P4 小节习题：（1）机械能、液压能。
（2）动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件和工作介质。
（3）动力元件。
（4）机械能、机械能。
（5）压力、流量和流动方向。
（6）1．液压传动的优点１）能方便地实现无级调速，且调速范围大。
２）容易实现较大的力和转矩的传递。
液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯性小。
３）液压传动装置工作平稳，反应速度快，换向冲击小，便于实现频繁换向。
４）易于实现过载保护，而且工作油液能实现自行润滑，从而提高元件的使用寿命。
５）操作简单，易于实现自动化。
６）液压元件易于实现标准化、系列化和通用化。
2．液压传动的缺点1）液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比。
2）在工作过程中能量损失较大，传动效率较低。
3）对油温变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。
4）液压传动出现故障时，不易诊断。
P7 小节习题：（1）由于液体内磨擦力的作用，而产生阻止液层间的相对滑动。
（2）动力黏度、运动黏度、相对黏度。
（3）运动黏度，υ，m2/s，mm2/s。
（4）黏度较低。
（5） 40℃运动黏度，mm2/s。
（6）石油型、乳化型和合成型。
（7）水分、空气、微小固体颗粒、胶质状生成物。
（8）a.堵塞过滤器，使液压泵吸油困难，产生噪声，堵塞阀类元件小孔或缝隙，使阀动作失灵。
微小固体颗粒还会加剧零件磨损，擦伤密封件，使泄漏增加。
b.水分和空气混入会降低液压油的润滑能力，加速氧化变质，产生气蚀；还会使液压液压系统出现振动、爬行等现象。
（9）a.严格清洗元件和系统。
b.尽量减少外来污染物。
c.控制液压油的温度。
d.定期检查、清洗和更换滤芯。
e.定期检查和更换液压油。
本章习题 1.填空题（1）法向力， N/㎡ 即 pa 。
（2）压力 和 流量 。
（3）绝对压力 和 相对压力，相对压力 。
（4）输入流量。
（5）沿程压力损失 和局部压力损失 。
液压三种调速回路特性比较分析报告
液压三种调速回路特性分析报告学院：机械工程学院班级：机师1111姓名：***学号：***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。
三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。
在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。
（2）回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。
（3）旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。
这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。
2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度-负载性将得到改善，旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。
调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
马达输出轴上输出的机械功率
P0=pQη
机械功率
Pt=πTn/30
P0=πTn/30
T?–?压力为p时泵的输入扭矩或马达的输出扭矩，N.m
扭
矩
理论扭矩
N.m
液体压力作用下液压马达转子形成的扭矩
实际扭矩
液压泵输入扭矩Tt
Tt=pq0/2πηm
液压马达轴输出的扭矩T0
T0=pq0ηm/2π
效
率
容积效率ηv
泵的实际输出流量与理论流量的比值
ηv=Q/Q0
马达的理论流量与实际流量的比值
ηv=Q0/Q
机械效率ηm
泵理论扭矩由压力作用于转子产生的液压扭矩与泵轴上实际输出扭矩之比
ηm=pT0/2πTt
马达的实际扭矩与理论扭矩之比值
ηm=2πT0/pq0
总效率η
泵的输出功率与输入功率之比
η=ηvηm
马达输出的机械功率与输入的液压功率之比η=ηvηm
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
液压泵和液压马达的主要参数及计算公式
参数名称
单位
液压泵
液压马达
排
量
?、
流
量
排量q0
m3/r
每转一转，由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
理论流量Q0
m3/s
泵单位时间内由密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积
Q0=q0n/60
在单位时间内为形成指定转速，液压马达封闭腔容积变化所需要的流量
Q0=q0n/60
实际流量Q
泵工作时出口处流量
Q=q0nηv/60
马达进口处流量
变量泵定量马达调速回路
变量泵定量马达调速回路
变量泵定量马达调速回路是一种常见的工业控制系统，用于控
制液压马达的转速和方向。
这种调速回路通常由变量泵、定量马达、压力控制阀、流量控制阀和反馈传感器等组成。
通过精确调节泵的
输出流量和压力，以及控制流向阀的开合状态，可以实现对马达的
精准调速和方向控制。
在变量泵定量马达调速回路中，变量泵负责提供液压能源，其
输出流量和压力可以通过调节泵的转速或者改变泵的排量来实现。
定量马达则负责将液压能源转化为机械能，驱动机械装置进行工作。
压力控制阀和流量控制阀则起到调节和控制液压系统压力和流量的
作用，保证系统稳定运行。
在调速回路中，反馈传感器扮演着关键的角色，它可以实时监
测马达的转速和位置，并将反馈信号传递给控制系统。
控制系统根
据反馈信号对变量泵和流向阀进行调节，以实现对马达转速和方向
的精确控制。
变量泵定量马达调速回路具有精度高、响应快、可靠性强等优点，广泛应用于各种工业设备中，如机床、起重机、注塑机等。
它
不仅可以提高设备的工作效率和精度，还可以减少能源消耗，降低设备的维护成本，是一种非常重要的控制系统。
随着科技的不断进步和工业自动化水平的提高，变量泵定量马达调速回路将会有更广阔的应用前景。