液壓泵和液壓馬達(dá)的作用和分類
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    作用和分類
    液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。
    液壓馬達(dá)也是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使主機(jī)的工作部件克服負(fù)載及阻力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
    液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中使用的液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的。凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞2在凸輪和彈簧3的作用下在缸體中左右移動(dòng)。柱塞2右移時(shí)，缸體中的油腔（密封工作腔4）容積變大，產(chǎn)生真空，油液便通過吸油閥5吸入；柱塞2左移時(shí)，缸體中的油腔容積變小，已吸入的油液便通過壓油閥6輸?shù)较到y(tǒng)中去。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)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(dá)是產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件。從原理上說，向容積式泵中輸入壓力油，使其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)。大部分容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用，但在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上有一些
不同。
    擺動(dòng)液壓馬達(dá)是一種產(chǎn)生往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)）的執(zhí)行元件，往復(fù)擺動(dòng)的角度因結(jié)構(gòu)而異。擺動(dòng)液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上與連續(xù)旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)有較大的區(qū)別。
    液壓泵（液壓馬達(dá)）按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出（所需輸入）油液體積可否調(diào)節(jié)而分為定量泵（定量馬達(dá)）和變量泵（變量馬達(dá)）兩類；按結(jié)構(gòu)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(dá)的工作壓力是指泵（馬達(dá)）實(shí)際工作時(shí)的壓力。對泵來說，工作壓力
是指它的輸出壓力；對馬達(dá)來說，則是指它的輸入壓力。液壓泵（液壓馬達(dá)）的額定壓力是指泵（馬達(dá)）在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。
    液壓泵（液壓馬達(dá)）的幾何排量（用y表示，以下簡稱排量）是指泵（馬達(dá)）軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，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(shù)值上等于在無泄漏的情況下，其軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出（所需輸入）的液體體積。
    液壓泵（液壓馬達(dá)）的幾何流量（用g。表示）是指泵（馬達(dá)）在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出（輸入）的液體體積，數(shù)值上等于在無泄漏的情況下單位時(shí)間內(nèi)所能排出（所需輸入）的液體體積。泵（馬達(dá)）的轉(zhuǎn)速為n時(shí)，泵（馬達(dá)）的幾何流量為q．= Vn。
    液壓泵（液壓馬達(dá)）的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出（或輸入到馬達(dá)中去）的流量。因泵和馬達(dá)存在內(nèi)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（角速度），輸出量是液體的壓力和流量；液壓馬達(dá)剛好相反，輸入量是液體的壓力和流量，輸出量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（角速度）。如果不考慮液壓泵（液壓馬達(dá)）在能量轉(zhuǎn)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(dá)）的幾何轉(zhuǎn)矩；

Pt=pq1=pVn=Ttω=2πTtn

   ω ——液壓泵（液壓馬達(dá)）的角速度。
    實(shí)際上，液壓泵和液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)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(jī)械損失兩部分。
    容積損失是因內(nèi)泄漏、氣穴和油液在高壓下的壓縮（主要是內(nèi)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(shí)，泵實(shí)際輸出的流量g減小。設(shè)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(nèi)機(jī)件間的泄漏油液的流態(tài)可以看作為層流，并認(rèn)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(shù)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(shù)愈大，或泵的排量愈小，轉(zhuǎn)速愈低，則泵的容積效率也愈低。
    對液壓馬達(dá)來說，實(shí)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(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。對液壓泵來說，驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的幾何轉(zhuǎn)矩的，設(shè)轉(zhuǎn)矩?fù)p失為△丁，則泵實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩為T=Tt +△T，用機(jī)械效率叼。來表征泵的機(jī)械損失時(shí)，有

 ηm=Tt/T=1/1+△T/Tt

    對于液壓馬達(dá)來說，由于摩擦損失，使液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩丁小于其幾何轉(zhuǎn)矩正，因此它的機(jī)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(dá)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(dá)的總效率都等于各自容積效率和機(jī)械效率的乘積。
    液壓泵和液壓馬達(dá)的各個(gè)參數(shù)和壓力之間的關(guān)系，以及無因次量衛(wèi)一與效率之間的關(guān)系
    vpn如圖4-2所示（Ⅳ、p分別為油液的運(yùn)動(dòng)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(dá)的這些參數(shù)數(shù)值都是不同的；而在不同的轉(zhuǎn)速下液壓泵和液壓馬達(dá)的效率值也是不同的。因容積損失主要因內(nèi)泄漏造成，所以近似地可把‰稱為泄漏系數(shù)。
 
 
 
圖4-2液壓泵、液壓馬達(dá)的特性曲線
  a)、c)液壓泵b）、d）液壓馬達(dá)

本文標(biāo)題：液壓泵和液壓馬達(dá)的作用和分類

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