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==。V 为单柱塞泵每转一转所排出的油液体积，通常将其称为泵的
排量，它只与几何尺寸（d 和e ）有关。
根据上述分析，液压泵的工作原理可以归纳如下：
1）液压泵必须具有一个由运动件（柱塞）和非运动件（缸体）所构成的密闭容积，该容积的大小随运动件的运动发生周期性变化。容积增大时形成真空，油箱的油液在大气压作用下进入密闭容积（吸油）；容积减小时油液受挤压克服管路阻力排出（排油）。因它的吸油和排油均依赖密闭容积的容积变化，因此称之为容积式泵。
2）液压泵的密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；同理，密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。图3-1所示的泵是通过单向阀5和6实现这一要求的，因此称之为阀式配流。此外，还有配流盘式配流和配流轴式配流等形式。
3）液压泵每转一转吸入或排出的油液体积取决于密闭容积的变化量。图3-1所示泵的变化量与柱塞的直径和行程有关。因单个柱塞泵半个周期吸油、半个周期排油，供油不连续，因此不能直接用于工业生产。通常将柱塞数选为三个以上，且径向均布，组成如图3-35所示的液压泵。
4）液压泵吸油的实质是油箱的油液在大气的作用下进入具有一定真空度的吸油腔。为防止气蚀，真空度应小于0.05MPa，因此对吸油管路的液流速度及油液提升高度有一定的限制。泵的吸油腔容积能自动增大的泵称为自吸泵。如图3-1所示的泵，若柱塞上部无弹簧，则无自吸能力。
5）液压泵的排油压力取决于排油管路油液流动所受到的总阻力，即液流的管路损失、元件的压力损失及需要克服的外负载阻力之和。总阻力越大，排油压力越高。若排油管路直接接回油箱，则总阻力为零，泵排出压力为零，泵的这一工况称之为卸载。
6）组成液压泵密闭容积的零件，有的是固定件，有的是运动件。它们之间存在相对运动，因此必须存在间隙（图3-1为柱塞与缸体孔之间的环形缝隙）。当密闭容积为排油时，压力油将经此间隙向外泄露、使实际排出的油液体积减小，其减少的油液体积称为泵的容积损失。
7）为了保证液压泵的正常工作，泵内完成吸、压油的密闭容积在吸油与压油之间相互转换时，将瞬间存在一个既不与吸油腔相通、又不与压油腔相通的闭死的容积。若此闭死容积在转移的过程中大小发生变化，则容积减小时，因液体受挤压而使压力提高；容积增大时又会因无液体补充而使压力降低。必须注意的是，如果闭死容积的减小是发生在该容积离开压油腔之后，则压力将高于压油腔的压力，这样会导致周期性的压力冲击，同时高压液体会通过运动副之间的间隙挤出，导致油液发热；如果闭死容积的增大是发生在该容积刚离开吸油腔之后，则会使闭死容积的真空度增大，以致引起气蚀和噪声。这种因存在闭死容积大小发生变化而导致的压力冲击、气蚀、噪声等危害液压泵的性能和寿命的现象，称为液压泵的困油现象，在设计与制造液压泵时应竭力消除与避免。
3.1.2液压泵的性能参数和特性曲线
1．液压泵的压力
1）吸入压力泵进口处的压力，自吸泵的吸入压力低于大气压力。
2）工作压力p液压泵工作时的出口压力，其大小取决于负载。
p在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高压力。
3）额定压力s
除此之外还有最高允许压力，是指泵短时间内所允许超载使用的极限压力，它受泵本身密闭性能和零件强度等因素的限制。
由于液压传动的用途不同，液压系统所需的压力也不同，为了便于液压元件的设计、生产和使用，将压力分为几个等级，列表于3-1。
2．液压泵的排量和流量
1）排量V
液压泵每转一转理论上应排出的油液体积，称之为泵的排量，又称理论排量或几何排
量，记为V ，常用单位为cm 3/r 。排量的大小决定于泵的几何尺寸。
2）流量
液压泵的流量又分为平均理论流量、实际流量、瞬时理论流量。
①平均理论流量q t 液压泵在单位时间内理论上排出的油液体积，它正比于泵的排量V
和转速n ，即q t =nV 。常用的单位为m 3/s 和L /min 。
②实际流量q 液压泵在单位时间内实际排出的油液体积。在泵的出口压力不等于零
时，因存在泄漏流量?q ，因此实际流量q 小于理论流量q t ，即q =q t -?q 。
需要指出：当泵的出口压力等于零或进出口压力差等于零时，泵的泄漏?q =0，即q =q t 。
工业生产或实验中将此时的流量等同于理论流量。
③瞬时理论流量q sh 液压泵任一瞬时理论输出的流量。一般液压泵的瞬时理论流量是
波动的，即q sh ≠q t 。
④额定流量q s 液压泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。
3．液压泵的功率和效率
1）输入功率P r 驱动液压泵轴的机械功率为泵的输入功率，若记输入转矩为T ；角速
度为ω，则P r =T ω。
2）输出功率P 液压泵输出的液压功率，即平均实际输出流量q 和工作压力p 的乘积
为输出功率，P =pq 。
3）容积效率ηv
液压泵的实际流量q 与理论流量q t 的比值称为液压泵的容积效率，可表示
t t t V q q q q q )(?-==η （3-1）
由于泵内机件间的间隙很小，泄漏油液的流态可以看作为层流，所以泄漏量和泵的输
出压力成正比。即
p k q l =? （3-2）
式中l k 为泄漏系数
因此有
nV
p k q q l t V -=?-=11η （3-3）
上式表明：泵的输出压力越高，泄漏系数越大，转速越低，则泵的容积效率也越低。
4）机械效率ηm 驱动液压泵的理论转矩T t 与实际转矩T 的比值称为液压泵的机械效
率，可表示为ηm =T t /T 。
5）总效率η 液压泵的输出功率P 与输入功率P r 之比为总效率，即 m V r T pq P P ηηωη=== （3-4）
一台性能良好的液压泵应要求其总效率最高，而不仅仅是容积效率最高。
4．液压泵的转速
1）额定转速n s 在额定压力下，能连续长时间正常运转的最高转速，称为液压泵的额定
转速。
2）最高转速n max 在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行的最高转速。
3）最低转速n min 正常运转所允许的液压泵的最低转速。
4）转速范围 最低转速与最高转速之间的转速为液压泵工作的转速范围。
5．液压泵的特性曲线
液压泵的性能常用如图3-2所示的性能曲线表示，曲线的横坐标为液压泵的工作压力
P ，纵坐标为液压泵的容积效率ηv （或实际流量q ），机械效率ηm ，总效率η和输入功率
P r 。它是液压泵在特定的介质、转速和油温下通过实验做出的。
图3-2 液压泵的性能曲线
由图示性能曲线可看出：液压泵的容积效率ηv（或实际流量q）随泵的工作压力升高而降低，压力为零时容积效率ηv =100% ，实际流量等于理论流量。液压泵的总效率η随泵的工作压力升高而升高，接近液压泵的额定压力时总效率η最高。
对某些工作转速在一定范围的液压泵或排量可变的液压泵，为了揭示液压泵整个工作范围的全性能特性，一般用图3-3所示的通用特性曲线表示。曲线的横坐标为泵的工作压力P，纵坐标为泵的流量q、转速n或排量V，图中绘制有泵的等效率曲线ηi，等功率曲线P ri。
图3-3 液压泵的通用特性曲线
3.1.3 液压泵的分类
液压泵按主要运动构件的形状和运动方式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。其中：齿轮泵又分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵；叶片泵分为双作用叶片泵、单作用叶片泵和凸轮转子叶片泵；柱塞泵分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵；螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵。
液压泵按排量能否改变分为定量泵和变量泵，其中变量泵可以是单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵。
液压泵按进、出油口的方向是否可变分为单向泵和双向泵，其中单向定量泵和单向变量泵只能一个方向旋转；双向定量泵可以通过变换进、出油口来改变泵的转向；双向变量泵不仅可以通过操纵变量机构变换进、出油口来改变泵的转向，而且可以改变泵的排量（或流量）。显然，双向泵具有对称的结构，而单向泵是针对某一转向设计的，为非对称结构。
3.1.4 液压泵的图形符号
液压泵的图形符号如图3-4所示。
（a ） （b ） （c ） （d ）
图3-4 液压泵的图形符号
（a ）单向定量液压泵 （b ）单项变量液压泵
（c ）双向定量液压泵 （d ）双向变量液压泵 3.2 齿轮泵
齿轮泵是液压系统中常用的液压泵，在结构上可分为外啮合式和内啮合式两类。
3.2.1 外啮合齿轮泵
1．工作原理
如图3-5所示为外啮合齿轮泵的工作原理。在泵的壳体内有一对外啮合齿轮，齿轮两侧有端盖罩住（图3-5中未示出）。壳体、端盖和齿轮的各个齿槽组成了许多密闭工作腔。当齿轮按图3-5所示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密闭工作腔容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液被吸进来，将齿槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔去。在压油区一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密闭工作腔容积不断减小，油液被挤出去。吸油区和压油区是由相互啮合的轮齿以及泵体分隔开的。
图3-5 外啮合齿轮泵工作原理
1-壳体 2-主动齿轮 3-从动齿轮 2．排量、流量计算和流量脉动
外啮合齿轮泵的排量的精确计算应依据啮合原理来进行，近似计算时可认为排量等于它的两个齿轮的齿间槽容积之总和。
设齿间槽的容积等于轮齿的体积、则当齿轮齿数为Z 、节圆直径为D 、齿高为h （应为扣除顶隙部分后的有效齿高）、模数为m 、齿宽为b 时，泵的排量为
b Zm Dhb V 2
2ππ== （3-5）
考虑到齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，所以通常取
b Zm V 266.6= （3-6）
齿轮泵的实际输出流量为 bn Zm q 2
66.6= （3-7）
式（3-7）所表示的q 是齿轮泵的平均流量。
实际上，由于齿轮啮合过程中，压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵瞬时流量是脉动的。
设q max 、q min 表示最大、最小瞬时流量，流量脉动率σ可用下式表示
q q q )(min max -=
σ （3-8）
如图3-6所示为齿轮泵流量脉动率，图中i 为主动齿轮和被动齿轮的齿数比。
图3-6 齿轮泵流量脉冲率
由图3-6可见，外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率σ就越大，其值最高可达0.20以上，内啮合齿轮泵的流量脉动率要小得多。
3．存在问题和解决的方法
1）困油现象
齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，于是总会出现两对轮齿同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的密闭空腔之间，如图3-7所示。这个封闭腔的容积，开始时随着齿轮的转动逐渐减小（图3-7a 到图3-7b 的过程中），以后又逐渐加大（图3-7b 到图3-7c 的过程中）。密闭腔容积的减小会使被困油液受挤压而产生很高的压力，从缝隙中挤出，使油液发热，并使机件（如轴承等）受到额外的负载；而封闭腔容积的增大又会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生空穴现象。这些都将使泵产生强烈的噪声，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油的方法，通常是在两侧盖板上开卸荷槽（见图3-7中的虚线所示），使密闭腔容积减小时通过左边的卸荷槽与压油腔相通（图3-7a ），容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔相通（图3-7c ）。
图3-7 齿轮泵的困油现象
2）泄漏
外啮合齿轮泵高压腔的压力油，可通过三条途径泄漏到低压腔中去：①通过齿轮啮合线处的间隙；②通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；③通过齿轮两侧面和侧盖板间的端面间隙。
通过端面间隙的泄漏量，最大可占总泄漏量的70%~80%。因此，普通齿轮泵的容积效率较低，输出压力也不容易提高。要提高齿轮泵的压力，首要的问题是要减小端面泄漏。
减小端面泄漏的方法，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的方法。图3-8所示为端面间隙的补偿原理。利用特制的通道把泵内压油腔的压力油引到轴套外侧，产生液压作用力，使轴套压向齿轮端面。这个力必须大于齿轮端面作用在轴套内侧的作用力，才能保证在各种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，以减小泵内通过端面的泄漏，达到提高压力的目的。
图3-8 齿轮泵端面间隙自动补偿
3）径向不平蘅力
在齿轮泵中，作用在齿轮外圆上的压力是不相等的，在高压腔（压油腔）和低压腔（吸油腔）处齿轮外圆和齿廓表面承受着工作压力和吸油腔压力，在齿轮和壳体内孔的径向间隙中，可以认为压力由高压腔压力逐渐分级下降到低压腔压力。这些液体压力综合作用的结果，
相当于给齿轮一个径向的作用力（即不平蘅力），使齿轮和轴承受载。工作压力越大，径向不平衡力也越大。径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体产生接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。为了减小径向不平衡力的影响，有的泵上采取了缩小压油口的办法，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，同时适当增加径向间隙，使齿轮在压力作用下，齿顶不能与壳体相接触。对高压齿轮泵，减小径向不平衡应开压力平衡槽。
4．典型结构与特点
如图3-9所示为外啮合齿轮泵典型结构图，它由一对几何参数完全相同的齿轮6、长短轴12、15，泵体7、前后盖板8、4等主要零件组成。
图3-9 外啮合齿轮泵结构图
1-弹簧挡圈2-压盖3-滚针轴承4-后盖5-键6-齿轮7-泵体8-前盖9-螺钉
10-密封座11-密封环12-长轴13-键14-泄漏通道15-短轴16-卸荷沟17-圆柱销外啮合齿轮泵的优点是结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（容许的吸油真空度大），对油液污染不敏感，维护容易。它的缺点是一些机件承受不平衡径向力，磨损严重，泄漏大，工作压力的提高受到限制。此外，它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都较大。
3.2.2 内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形（又名转子泵）两种类型，它们的工作原理和主要特点与外啮合齿轮泵完全相同。如图3-10所示为内啮合渐开线齿轮泵工作原理图。
图3-10 内啮合渐开线齿轮泵工作原理
1-小齿轮（主动齿轮）2-月牙板3-内齿轮（从动齿轮）4-吸油腔5-压油腔相互啮合的小齿轮1（外齿轮）和内齿轮3与侧板围成的密封容积，被月牙板2和齿轮的啮合线分隔成两部分，即形成吸油腔和压油腔。当传动轴带动小齿轮按图3-10所示方向旋转时，内齿轮同向旋转，图中上半部轮齿脱开啮合，密闭容积逐渐增大，是吸油腔；下半部轮齿进入啮合，使其密封容积逐渐减小，是压油腔。
内啮合渐开线齿轮泵与外啮合齿轮泵相比其流量脉动小，仅是外啮合齿轮泵流量脉动率的1/10~1/20。此外，其结构紧凑，重量轻，噪声小和效率高，还可以做到无困油现象等一
第三章液压泵 §1概论 液压泵的分类 §2齿轮泵 特点：结构简单、紧凑，体积小，重量轻，转速范围大，自吸性能好，对油液的污染不敏感，不容易咬死，容易加工制造，成本低廉。 容积效率低，流量脉动和噪音大，由于齿轮轴径向的一平衡力使轴承的载荷加大，所以压力提高受到了限制。 一、外啮合齿轮泵 1.排量和流量 排量公式 q ＝2πm2zb（厘米3/转） 式中：m——齿轮模数（厘米） z——齿数 b——齿宽（厘米） 设齿轮转速为n，容积效率为η ，则齿轮泵流量Q0为 v Q0＝n q0＝2πn m2zbηv（厘米3/转） 2.齿轮泵的结构问题 1)齿轮参数对流量特性的影响齿轮的齿数、齿宽和模数都对液压泵的流量有影响，但增加齿数会使液压泵的结构庞大，增加齿宽会增加齿轮的径向不平衡力。加大模数是增加液压泵流量的最有效的方法。另外，齿轮泵的瞬时流量不均匀，齿数多，流量脉动就小，齿数少则流量脉动大。齿轮形式有直齿轮、斜齿轮和人字齿轮。斜齿轮运动平稳，但会出现轴向力，人字齿轮运动平稳，没有轴向力，但加工较困难。 2)困油问题困油问题严重，需开设卸荷槽。 3)径向力不平衡问题由于进出油口压力不同，分布在齿轮外径和泵体内腔的压力是不平衡的。为解决这个问题，可开设压力平衡槽，但这样使高压油腔与低压油腔接近，增加了泄漏。另外，还可以采用缩小压油口直径的方法，减小压力油作用在齿轮上的面积，也可减小径向的不平衡力。 4)转速问题转速不能过高或过低。转速过高则油液在离心力作用下不能充满整个工作油腔，且增加了吸油的阻力，易发生空穴现象，一般最大圆周速度不超过5~6米／秒。转速过低会相对降低容积效率，最小圆周速度可按下式计算 v ＝0.17p/（米／秒） 最小 式中：p——液压泵工作压力（公斤力／厘米2） 0E ——油液在50℃时的相对粘度 50 二、楔块式内啮合齿轮泵 1.流量计算 排量计算
第三章液压泵和液压马达 3.1概念 一．液压泵和液压马达的工作原理 单作用柱塞泵为例 原理：液压泵是靠密封油圈容积的变化来进行工作的，所以称为容积式泵。泵的输油量取决于密封工作油腔的数目以及容积变化的大小和频率。 二．液压泵和液压马达的分类 ???? ?? ????? ??????? ??????????? ???? ?? 内 齿轮泵外螺杆泵定量泵定量叶片泵定量径向柱塞泵泵定量轴向柱塞泵 变量叶片泵变量泵变量径向柱塞泵 变量轴向柱塞泵 ?????? ??? ??????????????????????? ?? ???????????齿轮 定量螺杆叶片，径向，轴向高速叶片变量径向马达轴向径向柱塞式轴向柱塞式低速叶片马达摆线马达 三．液压泵和液压马达的基本性能要求 性能要求： （1）结构简单、紧凑、体积小、重量轻、维护方便、价格低廉、使用寿命长 （2）摩擦损失小、泄漏小、发热小、效率高 （3）对油污染不敏感 （4）自吸能力强 （5）输出流量脉动小、运转平稳、噪声小 主要向性能参数： 1.工作压力和额定压力 额定压力：在正常条件下按试验标准规定能连续运转的最高压力。 低压 中压 中高压 高压 超高压 5.2≤ 2.5~8 8~16 16~32 〉32 a Mp 2.液压泵和液压马达的排量和流量 排量v t q =vn 理论流量 t q 泵 t l t l q =q -q =q -k p 实际流量q 马达 t l t l q =q +q =q +k p 其中： l k —泄漏系数或流量损失系数 3.液压泵和液压马达的功率和效率 理论功率： 泵 t t P pq pvn == 马达 2t t t P T nT ωπ== 其中： t T —理论转矩 ω—角速度
3-1 容积式油泵的困油现象是必然的吗？斜盘式柱塞泵和双作用叶片泵是否有困油现象？ 解：容积式液压泵的困油现象是必然的。闭死容积的存在是产生困油现象的条件，闭死容积的变化是产生困油现象的原因，在容积式液压泵中，为保证液压泵正常泵油必然存在闭死容积。斜盘式柱塞泵和双作用叶片泵都存在困油现象。但通常在双作用叶片泵的左右配有盘腰形孔端部开有卸荷三角槽，在斜盘式柱塞泵配油盘的吸油窗口与排油窗口的两端开小三角油槽，以消除困油现象。 3-2如图所示，齿轮泵有几个吸、排油口，试用箭头表示进出油口。 答案： 3-3一单杆油缸快速向前运动时采用差动连接，快速退回时，压力油输入液压缸有杆腔。假如活塞往复运动时的速度都是m/s 0.1，当活塞直径为100mm 时，求活塞杆的直径和输入流量？ 解：由差动连接中往复运动速度相同得：d D 2= mm D d 7.701002 222=?== 圆整后取活塞杆直径mm d 70= 输入流量： 362210601.010704 4?????=?=-ππv d q min /1.23l = 3-4泵的转速为min /1450r ，泵的出口压力为零时，其流量为min /106L 。泵的出口额定压力为Mpa 5.2时,其流量为min /7.100L ，试求： （1）泵在额定压力时的容积效率； （2）当泵的转速min /500r n =、压力同为Mpa 5.2时，泵的流量和容积效率各为多少？ 解：（1）泵在额定压力下的容积效率： %951067.100===t V q q η （2）当MPa p r n a 5.2m in /500'==时，泵的理论流量：
第三章液压泵和液压马达 一.判断题. 1. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量.( ) 2．液压泵的容积效率与液压泵的泄漏量有关，而与液压泵的转速无关.（） 3. 流量可改变的液压泵称为变量泵.( ) 4. 定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵.( ) 5. 当液压泵的进、出口压力差为零时，泵、输出的流量即为理论流量.( ) 6. 齿轮泵的吸油腔就是轮齿不断进入啮合的那个腔.（） 7. 齿轮泵多采用变位修正齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象.( ) 8. 双作用叶片泵每转一周，每个密封容积就完成二次吸油和压油.（） 9. 单作用叶片泵转子与定子中心重合时，可获稳定大流量的输油.（） 10.对于限压式变量叶片泵，当泵的压力达到最大时，泵的输出流量为零.（） 11.双作用叶片泵既可作为定量泵使用，又可作为变量泵使用.（） 12.双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长.( ) 13.双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环.( ) 14.配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量.( ) 15.液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化.( ) 16.液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用.( ) 17. 液压泵输油量的大小取决于密封容积的大小.( ) 18. 外啮合齿轮泵中，轮齿不断进入啮合的那一侧油腔是吸油腔.( ) 二.选择题.
1、已知某齿轮泵的额定流量q 0＝100L/min ，额定压力p 0＝25×105Pa ，泵的转速n 1＝1450r/min ，泵的机械效率ηm ＝0.9，由实验测得：当泵的出口压力p 1＝0时，其流量q 1＝106L/min ；p 2＝25×105 Pa 时，其流量q 2＝101L/min 。 （1） 求该泵的容积效率ηV ； （2） 如泵的转速降至500r/min ，在额定压力下工作时，泵的流量q 3为多少？容积效率'V η为多少？ （3）在这两种情况下，泵所需功率为多少？ 答案：解：（1）认为泵在负载为0的情况下的流量为其理论流量，所以泵的容积效率为： 953.0106 10112V ===q q η （2）泵的排量 L/min 073.01450 10611===n q V 泵在转速为500r/min 时的理论流量 L/min 5.36073.0500500'3=?=?=V q 由于压力不变，可认为泄漏量不变，所以泵在转速为500r/min 时的实际流量为， L/min 5.31)101106(5.36)(21'33=--=--=q q q q 泵在转速为500r/min 时的容积效率， 863.05 .365.31'3'3V ===q q η （3）泵在转速为1450r/min 时的总效率和驱动功率 8577.0953.09.0V M =?==ηηη W 1091.460 8577.010******** 21?=???==ηq p P 泵在转速为500r/min 时的总效率和驱动功率 7767.0863.09.0''V M =?==ηηη
W 1069.160 7767.0105.3125'32 322?=???==ηq p P 2、已知轴向柱塞泵的额定压力为p=16MPa ，额定流量口Q=330L/min ，设液压泵的总效率为η=0.9，机械效率为ηm =0.93。求： (1)驱动泵所需的额定功率； (2)计算泵的泄漏流量。 答案：解：驱动泵所需额定功率： 63 316103301097.8100.9p Q P kW η-???===? 计算泵的泄漏量： 0.931133011/min /0.9m c m Q Q Q Q L ηηηη????= -=-=-?= ? ?????
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==。V 为单柱塞泵每转一转所排出的油液体积，通常将其称为泵的 排量，它只与几何尺寸（d 和e ）有关。
第三章：液压泵和液压马达 3-1 见图3-1所示为容积泵的工作原理图，在下列情况，流量如何变化: 1)当泵输出压力增高时，油从柱塞与缸体配合间隙中的泄漏量增加，泵的排量（）。 2)如果柱塞直径d增大，泵的排量（）。 3) 当凸轮的转速增大，泵的排量（）。 4）当凸轮的偏心量e增大，泵的排量（）。 （A）增大（B）减小（C）不变 3-2 衡量液压泵和液压马达的性能主要有哪些基本参数？都是如何定义的？ 3-3 齿轮泵的困油现象是怎样产生的？采用什么措施加以解决？ 3-4 轴向柱塞泵的柱塞数为何是奇数？ 3-5 测绘某台齿轮泵，所得数据如下：齿轮模数m =4 mm,齿宽B=28 mm，齿数Z=13,齿顶宽b=3.2 mm，每个齿轮与壳体相接触的齿数Z0=8，齿顶与内表面之间的径向间隙h=0.9，转速n=1450 rpm，工作压力p=2.5MPa,试计算: 1)泵的理论流量q t； 2)泵的实际流量q； 3）驱动油泵电机功率P i； 4）若采用油液为L-HL30，油泵内压力油从压油腔径向间隙泄漏到吸油腔的泄漏量q l 为多少？ 3-6 某变量叶片泵的转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度B=30mm。并设定子和转子之间的最小间隙为0.5mm,求： 1）当排量V=16 ml/r ，其偏心量e=? 2）该泵最大排量V max=？ 3-7 一变量轴向柱塞泵，共9个柱塞，其柱塞分布圆直径D=125mm，柱塞直径d=16mm，若泵以3000r/min转速旋转，其输出流量q=50L/min，问斜盘角度为多少?（忽略泄漏流量的影响） 3-8 已知某液压马达的排量V=250ml/r，液压马达入口压力p1=10.5MP a，出口压力p2=1.0MP a，其总效率η=0.9，容积效率ηV=092，当输入流量q=22l/min时，试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。 69
《液压传动》练习题 第三章液压动力元件（液压泵） 一、填空题：（每空0.5分，共25分） 1、液压泵是一种将原动机输入的转换为液体的能量转换装置。 2、按形成液压泵密封工作容积的结构不同，液压泵可分为、 和。 3、按液压泵输出流量情况不同，液压泵可分为和。 4、按液压泵吸排油口可转换情况不同，液压泵可分为和。 5、按液压泵主轴每转工作容积大小变化次数不同，液压泵可分为和。 6、在液压传动中所采用的各种液压泵，都是通过其进行吸排油的。 7、液压泵的额定压力和最大压力是泵本身所具有的性能，其值的大小受和 的限制。 8、液压泵的铭牌压力是指，液压泵的铭牌流量是指。 9、所谓高压泵，是指泵的和值较高。 10、在实际工作过程中，液压泵的并不是随着外负载的增大而无限制的增大，当时，液压泵过载而进行过载保护。 11、由于泄漏的影响，液压泵的理论流量实际流量。 12、液压泵的瞬时流量是的，一般用表示。 13、理论上，液压泵的压力和流量。实际中，由于泄漏的影响，当压力增大时，泵的减小。 14、由于液压泵在实际工作过程中存在着机械损失，所以，原动机实际输入液压泵的实际转矩应理论转矩，以补偿液压泵运转时的机械损失。 15、根据泵柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞泵分为和 。 16、斜盘式轴向柱塞泵是通过的方法而调整泵的流量大小。 17、影响轴向柱塞泵流量脉动变化系数的因素有和，其中，对轴向柱塞泵流量脉动变化系数的影响较大。 18、根据泵主轴每转的吸排油次数不同，叶片泵可分为和，其中，为变量泵，为定量泵。 19、为了便于叶片的甩出，单作用叶片泵的叶片安装。为了减少叶片与定子之间的磨损，双作用叶片泵的叶片安装。 20、根据泵齿轮啮合方式的不同，齿轮泵可分为和。 21、影响齿轮泵流量脉动变化系数的因素是，所以，应根据泵的具体使用情况而合理的选择齿轮泵的齿数。当齿轮泵作为系统的主泵使用时，应选择泵的齿数为，当齿轮泵作为系统的辅助泵使用时，应选择泵的齿数为。22、对于齿轮泵而言，当齿轮泵的外形尺寸一定时，增加齿轮泵的齿数，可以使泵的流量 、泵的流量脉动变化系数。而减少齿轮泵的齿数，可以使泵的的流量、泵的流量脉动变化系数。 23、确定液压泵的参数时，应根据来确定泵的流量，应根据来确定泵的压力。 二、选择题：（每题1分，共10分） 1、液压泵的随外负载的变化而变化。
1.液压马达的实际输入流量大于理论流量（） 2.不考虑泄漏的情况下，根据液压泵的几何尺寸计算而得到的流量称为理论流量（） 3.液压泵自吸能力的实质是由于泵的吸油腔形成局部真空，油箱中的油在大气压作用下流 入油腔（） 4.为了提高泵的自吸能力，应使泵的吸油口的真空度尽可能大（） 5.双作用叶片泵可以做成变量泵（） 6.齿轮泵的吸油口制造比压油口大，是为了减小径向不平衡力（） 7.柱塞泵的柱塞为奇数时，其流量脉动率比偶数时要小（） 8.限压式变量泵主要依靠泵出口压力变化来改变泵的流量（） 9.齿轮泵、叶片泵和柱塞泵相比较，柱塞泵最高压力最大，齿轮泵容积效率最低，双作用 叶片泵噪音最小（） 10.从能量转换的观点来看，液压马达与液压泵是可逆工作的液压元件，所以在实际应用中， 同类型的液压泵都可以直接作液压马达用。 11.用职能符号绘制的液压系统图表明组成系统的元件、元件间的相互关系、整个系统的工 作原理及实际安装位置及布管。 12.根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力为泵的额定输出压力。 13.在系统中，液压泵的实际工作压力是泵的额定压力。 14.对同一定量泵，如果输出压力小于额定压力且不为零，转速不变，则实际流量小于额定 流量。 15.额定压力14MPa的液压泵，其工作压力为14MPa。 16.液压泵按供油流量能否改变可分为定量泵和变量泵。流量可改变的液压泵称为变量泵。 17.定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。 18.液压泵的实际输出流量小于其理论流量，输入液压马达的实际流量大于其理论输入流 量。 19.齿轮泵多用于高压系统，柱塞泵多用于中压系统，叶片泵多用于低压系统。 20.液压泵产生困油现象的充分必要条件是：存在闭死容积，而且闭死容积大小发生变化。 21.当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。 22.在齿轮分度圆半径一定时，增大模数m，减少齿数Z可以增大泵的排量。 23.双作用叶片泵两个吸油窗口、两个压油窗口对称布置，因此作用在转子和定子上的径向 液压力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。 24.叶片泵的流量具有脉动性。为减少泵的流量脉动，双作用叶片泵常取奇数叶片，单作用 叶片泵常取偶数叶片数。 25.为限制斜盘式轴向柱塞泵的柱塞所受的液压侧向力不致过大，斜盘最大倾角a一般在