泵的机械效率

液压动力元件液压动力元件 液压动力元件起着向系统提供动力源的作用 是系统不可缺 少的核心元件 液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件 液压泵将原动机 电动机或内燃 机 输出的机械能转换为工作液体的压力能 是一种能量转换装置 第一节 第一节 液压泵的概述液压泵的概述 一 液压泵的工作原理及特点一 液压泵的工作原理及特点 1 液压泵的工作原理液压泵的工作原理 图图 3 1 液压泵工作原理图液压泵工作原理图 液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的 故一般称为容积式液压泵 图 3 1 所示的是一单柱塞液压泵的工 作原理图 图中柱塞 2 装在缸体 3 中形成一个密封容积 a 柱塞在弹簧 4 的作用下始终压紧在偏心轮 1 上 原动机驱动 偏心轮 1 旋转使柱塞 2 作往复运动 使密封容积 a 的大小发生周期性的交替变化 当 a 有小变大时就形成部分真空 使 油箱中油液在大气压作用下 经吸油管顶开单向阀 6 进入油箱 a 而实现吸油 反之 当 a 由大变小时 a 腔中吸满的油 液将顶开单向阀 5 流入系统而实现压油 这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能 原动机驱动偏心 轮不断旋转 液压泵就不断地吸油和压油 2 液压泵的特点液压泵的特点 单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点 1 具有若干个密封且又可以周期性变化空间 液压泵输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比 与其他因素无关 这是容积式液压泵的一个重要特性 2 油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力 这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件 因此 为保证液 压泵正常吸油 油箱必须与大气相通 或采用密闭的充压油箱 3 具有相应的配流机构 将吸油腔和排液腔隔开 保证液压泵有规律地 连续地吸 排液体 液压泵的结构原理不同 其配油机构也不相同 如图 3 1 中的单向阀 5 6 就是配油机构 容积式液压泵中的油腔处于吸油时称为压油腔 吸油腔的压力决定于吸油高度和吸油管路的阻力吸油高度过高或吸油 管路阻力太大 会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸能力 压油腔的压力则取决于外负载和排油管路的压力损 失 从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关 容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速 而与排油压力无关 但排油压力会影响泵的内泄 露和油液的压缩量 从而影响泵的实际输出流量 所以液压泵的实际输出流量随排油压力的升高而降低 液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为定量泵和变量泵两类 按结构形式可分为齿轮式 叶片式和柱塞式三大类 二 液压泵的主要性能参数二 液压泵的主要性能参数 1 压力压力 1 工作压力 液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力 工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力 损失 而与液压泵的流量无关 2 额定压力 液压泵在正常工作条件下 按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力 3 最高允许压力 在超过额定压力的条件下 根据试验标准规定 允许液压泵短暂运行的最高压力值 称为液压泵的最高 允许压力 2 排量和流量排量和流量 1 排量 V 液压泵每转一周 由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量 排量可调节的液 压泵称为变量泵 排量为常数的液压泵则称为定量泵 2 理论流量 qi 理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下 在单位时间内所排出的液体体积的平均值 显然 如果液压泵的排量为 V 其主轴转速为 n 则该液压泵的理论流量 qi 为 3 1 3 实际流量 q 液压泵在某一具体工况下 单位时间内所排出的液体体积称为实际流量 它等于理论流量 qi 减去泄漏流 量 q 即 3 2 4 额定流量 qn 液压泵在正常工作条件下 按试验标准规定 如在额定压力和额定转速下 必须保证的流量 3 功率和效率功率和效率 1 液压泵的功率损失 液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分 容积损失 容积损失是指液压泵流量上的损失 液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量 其主要原因是由于液压泵 内部高压腔的泄漏 油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大 油液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油 液不能全部充满密封工作腔 液压泵的容积损失用容积效率来表示 它等于液压泵的实际输出流量 q 与其理论流量 qi 之 比即 3 3 因此液压泵的实际输出流量 q 为 3 4 式中 V 为液压泵的排量 m3 r n 为液压泵的转速 r s 液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增大而减小 且随液压泵的结构类型不同而异 但恒小于 1 机械损失 机械损失是指液压泵在转矩上的损失 液压泵的实际输入转矩 T0 总是大于理论上所需要的转矩 Ti 其主 要原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩损失以及液体的粘性而引起的摩擦损失 液 压泵的机械损失用机械效率表示 它等于液压泵的理论转矩 Ti 与实际输入转矩 T0 之比 设转矩损失为 T 则液压泵的机 械效率为 2 液压泵的功率 输入功率 Pi 液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率 当输入转矩为 T0 角速度为 时 有 3 6 输出功率 P 液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸 压油口间的压差 p 和输出流量 q 的乘积 即 3 7 式中 p 为液压泵吸 压油口之间的压力差 N m2 q 为液压泵的实际输出流量 m3 s p 为液压泵的输出功率 N m s 或 W 在实际的计算中 若油箱通大气 液压泵吸 压油的压力差往往用液压泵出口压力 p 代入 3 液压泵的总效率 液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输