液壓泵和液壓馬達的作用和分類
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    作用和分類
    液壓泵是一種能量轉換裝置，它把驅動電機的機械能轉換成輸到系統中去的油液的壓力能，供液壓系統使用。
    液壓馬達也是一種能量轉換裝置，它把輸入油液的壓力能轉換成機械能，使主機的工作部件克服負載及阻力而產生運動。
    液壓傳動系統中使用的液壓泵和液壓馬達都是容積式的。凸輪1旋轉時，柱塞2在凸輪和彈簧3的作用下在缸體中左右移動。柱塞2右移時，缸體中的油腔（密封工作腔4）容積變大，產生真空，油液便通過吸油閥5吸入；柱塞2左移時，缸體中的油腔容積變小，已吸入的油液便通過壓油閥6輸到系統中去。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進行工作的，而它的輸出流量的大小是由密封工作腔的容積變化
大小來決定的。
    液壓馬達是產生連續旋轉運動的執行元件。從原理上說，向容積式泵中輸入壓力油，使其軸轉動，就成為液壓馬達。大部分容積式泵都可作液壓馬達使用，但在結構細節上有一些
不同。
    擺動液壓馬達是一種產生往復回轉運動（擺動）的執行元件，往復擺動的角度因結構而異。擺動液壓馬達在結構上與連續旋轉的液壓馬達有較大的區別。
    液壓泵（液壓馬達）按其在單位時間內所能輸出（所需輸入）油液體積可否調節而分為定量泵（定量馬達）和變量泵（變量馬達）兩類；按結構形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。
    二、壓力、排量和流量
    液壓泵或液壓馬達的工作壓力是指泵（馬達）實際工作時的壓力。對泵來說，工作壓力
是指它的輸出壓力；對馬達來說，則是指它的輸入壓力。液壓泵（液壓馬達）的額定壓力是指泵（馬達）在正常工作條件下按試驗標準規定的連續運轉的最高壓力，超過此值就是過載。
    液壓泵（液壓馬達）的幾何排量（用y表示，以下簡稱排量）是指泵（馬達）軸每轉一轉，由其密封容腔幾何尺寸變化所算得的排出（輸入）液體的體積，數值上等于在無泄漏的情況下，其軸轉一轉所能排出（所需輸入）的液體體積。
    液壓泵（液壓馬達）的幾何流量（用g。表示）是指泵（馬達）在單位時間內由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出（輸入）的液體體積，數值上等于在無泄漏的情況下單位時間內所能排出（所需輸入）的液體體積。泵（馬達）的轉速為n時，泵（馬達）的幾何流量為q．= Vn。
    液壓泵（液壓馬達）的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗標準規定必須保證的流量，亦即在額定轉速和額定壓力下由泵輸出（或輸入到馬達中去）的流量。因泵和馬達存在內泄漏，所以額定流量的值和幾何流量是不同的。
    三、功率和效率
    液壓泵由電動機驅動，輸入量是轉矩和轉速（角速度），輸出量是液體的壓力和流量；液壓馬達剛好相反，輸入量是液體的壓力和流量，輸出量是轉矩和轉速（角速度）。如果不考慮液壓泵（液壓馬達）在能量轉換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的幾何功率是 式中  Tt -液壓泵（液壓馬達）的幾何轉矩；

Pt=pq1=pVn=Ttω=2πTtn

   ω ——液壓泵（液壓馬達）的角速度。
    實際上，液壓泵和液壓馬達在能量轉換過程中是有損失的，因此輸出功率小于輸入功率。兩者之間的差值即為功率損失，功率損失可以分為容積損失和機械損失兩部分。
    容積損失是因內泄漏、氣穴和油液在高壓下的壓縮（主要是內泄漏）而造成的流量上的損失。對液壓泵來說，輸出壓力增大時，泵實際輸出的流量g減小。設泵的流量損失為式(4-1)，則泵的容積損失可用容積效率ηv來表征

   ηv=q/qt=qt-Aq/qt=1-Aq/qt

    泵內機件間的泄漏油液的流態可以看作為層流，并認為流量損失△g和泵的輸出壓力p

成正比，即
    Aq=klP    (4-3)
式中后，——流量損失系數e。
因此有
   ηv=1-klp/Vn
式(4—4)表明：泵的輸出壓力愈高，流量損失系數愈大，或泵的排量愈小，轉速愈低，則泵的容積效率也愈低。
    對液壓馬達來說，實際輸入的流量g必然大于它的幾何流量qt，即q=qt+Aq，所以它的容積效率

ηv=qt/q=1-△q/q

    機械損失是指因摩擦而造成的轉矩上的損失。對液壓泵來說，驅動泵的轉矩總是大于其理論上需要的幾何轉矩的，設轉矩損失為△丁，則泵實際輸入轉矩為T=Tt +△T，用機械效率叼。來表征泵的機械損失時，有

 ηm=Tt/T=1/1+△T/Tt

    對于液壓馬達來說，由于摩擦損失，使液壓馬達的實際輸出轉矩丁小于其幾何轉矩正，因此它的機械效率ηm為

ηm=T/Tt=Tt-△T/Tt=1-△T/Tt

 

    液壓泵的總效率’7是其輸出功率和輸入功率之比，由式(4-1)、式(4-2)、式（4-6）可得

 η＝ηvηm  

    液壓馬達的總效率同樣也是其輸出功率和輸入功率之比，由式(4-1)、式(4-5)、式

(4-7)也能得到式(4-8)。這就是說，液壓泵或液壓馬達的總效率都等于各自容積效率和機械效率的乘積。
    液壓泵和液壓馬達的各個參數和壓力之間的關系，以及無因次量衛一與效率之間的關系
    vpn如圖4-2所示（Ⅳ、p分別為油液的運動粘度和密度，其余符號意義同前）。由圖可見，在不同的工作壓力下液壓泵和液壓馬達的這些參數數值都是不同的；而在不同的轉速下液壓泵和液壓馬達的效率值也是不同的。因容積損失主要因內泄漏造成，所以近似地可把‰稱為泄漏系數。
 
 
 
圖4-2液壓泵、液壓馬達的特性曲線
  a)、c)液壓泵b）、d）液壓馬達

本文標題：液壓泵和液壓馬達的作用和分類

分類：液壓行業知識
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