第二章 液压泵概述

1、授课教师：梁授课教师：梁 斌斌第二章第二章 液压泵液压泵辅助元件辅助元件动力元件动力元件控制元件控制元件执行元件执行元件工作介质工作介质液压与气压系统的组成部分液压与气压系统的组成部分回顾回顾2.1 2.1 液压泵的概述液压泵的概述v液压泵是液压系统的动力元件，将原动机（电动机、液压泵是液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的柴油机等）输入的机械能机械能（转矩（转矩 和转速和转速 ）转）转换为换为压力能压力能（压力（压力 和流量和流量 ）输出，为执行元）输出，为执行元件提供压力油。件提供压力油。v液压泵的基本工作原理液压泵的基本工作原理v液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数v

2、液压泵的分类和选用液压泵的分类和选用v液压泵的图形符号液压泵的图形符号Tnpq2.1.1 2.1.1 液压泵的工作原理液压泵的工作原理（1 1）液压泵工作的三个必）液压泵工作的三个必备条件备条件v密闭容积：密闭容积：容积大小可容积大小可变的密闭容积；变的密闭容积；v周期性的机构运动：周期性的机构运动：密密闭容积的大小做周期性闭容积的大小做周期性的变化（容积有小变的变化（容积有小变大大吸油，由大变小吸油，由大变小压油）；压油）；v配流机构：配流机构：密闭容积增密闭容积增大到极限时，先要与吸大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为油腔隔开，然后才转为排油；吸油是相反。排油；吸油是相反。1-1-偏心

3、轮偏心轮 2-2-柱塞柱塞 3-3-缸体缸体 4-4-弹簧弹簧 5-5-出油口单向阀出油口单向阀 6-6-吸油口单向阀吸油口单向阀 a-a-密闭容积密闭容积v单项柱塞泵是通过两个单向阀来实现单项柱塞泵是通过两个单向阀来实现阀式配流阀式配流1-1-偏心轮偏心轮 2-2-柱塞柱塞 3-3-缸体缸体 4-4-弹簧弹簧 5-5-出油口单向阀出油口单向阀 6-6-洗油口单向阀洗油口单向阀 a-a-密闭容积密闭容积（2）液压泵工作的特点）液压泵工作的特点v a、吸油腔和压油腔要、吸油腔和压油腔要相互隔开，并有良好的相互隔开，并有良好的密封性；密封性；（可以达到很高的工作（可以达到很高的工作压力）压力）v

4、b、由吸油腔扩大吸、由吸油腔扩大吸入液体；靠压油腔容积入液体；靠压油腔容积缩小排除液体；缩小排除液体；（容积泵）（容积泵）2.2.2 2.2.2 液压泵的性能参数液压泵的性能参数（1 1）压力（）压力（p）va a、吸入压力：、吸入压力：泵进出口处的压力泵进出口处的压力vb b、工作压力、工作压力p：泵实际的（出口）工作压力。泵实际的（出口）工作压力。实际（出口）工作压力取决于负载。实际（出口）工作压力取决于负载。vc c、额定压力、额定压力ps：在正常工作条件下，按试在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高压力。验标准连续运转的最高压力。v注：为了保证系统正常运转和使用寿命，一注：为了保证

5、系统正常运转和使用寿命，一般的固定设备中，正常的工作压力为泵的额般的固定设备中，正常的工作压力为泵的额定压力的定压力的80%左右；要求工作可靠性较高的左右；要求工作可靠性较高的系统或是移动的设备，系统正常工作压力为系统或是移动的设备，系统正常工作压力为泵的额定压力的泵的额定压力的60%-70%。（2 2）排量）排量va a、理论排量（、理论排量（V）：）：泵每转一转，由几何尺寸计泵每转一转，由几何尺寸计算而得到的排除液体体积（算而得到的排除液体体积（cm/r）。又称为几）。又称为几何排量，其大小仅与泵的几何尺寸有关。何排量，其大小仅与泵的几何尺寸有关。vb b、空载排量：、空载排量：实验测得的

6、在空载条件下的排量，实验测得的在空载条件下的排量，实际应用时常用空载排量代替由几何尺寸计算而实际应用时常用空载排量代替由几何尺寸计算而得到的排量。得到的排量。（3 3）流量）流量va a、理论流量（、理论流量（qt）：）：泵在不考虑泄露的情况下，泵在不考虑泄露的情况下，泵在单位时间内排出的液体体积，称为泵的理论泵在单位时间内排出的液体体积，称为泵的理论流量。流量。 (式中的式中的V可以用空载排量代可以用空载排量代入入)，常用单位，常用单位m/s或或L/min。v但是在正常工作时，泵存在容积损失，原因：但是在正常工作时，泵存在容积损失，原因：nVqt v 容积式液压泵的吸油腔和排油腔在泵内虽然被

7、隔容积式液压泵的吸油腔和排油腔在泵内虽然被隔离开，但相对运动件间总是存在一定的离开，但相对运动件间总是存在一定的间隙间隙，因此，因此泵内高压区内的油液通过间隙必然要泄露到低压区。泵内高压区内的油液通过间隙必然要泄露到低压区。液压油的粘度愈低、压力越高时，泄露就越大液压油的粘度愈低、压力越高时，泄露就越大。v 液压泵在吸油过程中，由于吸油阻力太大、油液液压泵在吸油过程中，由于吸油阻力太大、油液粘度大或泵轴转速太高等原因都会造成泵的粘度大或泵轴转速太高等原因都会造成泵的吸空现吸空现象象，使密封的工作容积不能充满油液，使密封的工作容积不能充满油液，液压泵的工液压泵的工作腔没有被充分利用作腔没有被充分

8、利用。v综上所述，使得液压泵有容积损失。如果泵的设计综上所述，使得液压泵有容积损失。如果泵的设计正确，使用合理，第二原因是可以克服的。但是因正确，使用合理，第二原因是可以克服的。但是因泄露所造成的容积式无法避免的。泄露所造成的容积式无法避免的。vb b、实际流量（、实际流量（q）：）：泵工作时单位时间内实泵工作时单位时间内实际排出的流量。际排出的流量。q= qt -q(q为容积损失即泄露流量为容积损失即泄露流量)vc c、瞬时理论流量（、瞬时理论流量（qsh）：）：泵在不考虑泄露泵在不考虑泄露的情况下，泵在任一瞬时理论输出的流量。的情况下，泵在任一瞬时理论输出的流量。 一般泵的瞬时理论流量是波

9、动的，即一般泵的瞬时理论流量是波动的，即qsh qsvd、额定流量、额定流量qs：泵在额定压力、额定转速泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。下允许连续运行的流量。（4 4） 功率（功率（Nm/s）va a、实际输入功率（、实际输入功率（ ）：）：驱动泵轴所需的机械驱动泵轴所需的机械功率。功率。 或或vb b、理论输出功率（、理论输出功率（ ）：）：理论流量理论流量qt与工作压与工作压力力p的乘积。的乘积。vc c、实际输出功率（、实际输出功率（ ）：）：实际流量实际流量q与工作压与工作压力力p的乘积。的乘积。TPr602 nTPrttPqpPqptPrPPva a、容积效率（、容积效率

10、（ ）：）：实际流量和理论流量之实际流量和理论流量之比或实际输出功率与理论输出功率之比。比或实际输出功率与理论输出功率之比。vb b、机械效率（、机械效率（ ）：）：泵的理论输出功率与实泵的理论输出功率与实际输入功率之比。际输入功率之比。vc c、总效率（、总效率（ ）：）：实际输出功率与实际输入实际输出功率与实际输入功率之比。功率之比。v1tvtttttqqPqpqqPqpqqq m/mtrtrP Pqp P/tVVtrVmrrrqpPqpqp PPPP（5 5）效率）效率机械效率机械效率容积效率容积效率总效率总效率v m 液压泵的性能参数液压泵的性能参数在特定的介质、转速和油温下实验测得在

11、特定的介质、转速和油温下实验测得液压泵的通用特性曲线液压泵的通用特性曲线（6 6）泵的其他参数（铭牌上常有的）泵的其他参数（铭牌上常有的）va a、额定压力：、额定压力：在正常工作条件下，能够连续运在正常工作条件下，能够连续运转的最高压力。（一般由设计生产厂家通过试转的最高压力。（一般由设计生产厂家通过试验后确定并标注在泵的铭牌上）验后确定并标注在泵的铭牌上）vb b、额定转速：、额定转速：在额定压力下能连续长时间正常在额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速运转的最高转速vc c、额定流量：、额定流量：泵在额定压力和额定转速下输出泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。的实际流量。vd d、

12、最高允许压力：、最高允许压力：按试验标准规定，超过额定按试验标准规定，超过额定压力允许短暂运行的最高压力。压力允许短暂运行的最高压力。ve e、最高转速：、最高转速：在额定压力下超过额定转速而润在额定压力下超过额定转速而润需短暂运行的最大转速。需短暂运行的最大转速。vf f、最低转速：、最低转速：液压泵保证使用性能的最低转速。液压泵保证使用性能的最低转速。例例2.1 某液压泵铭牌上标有转速某液压泵铭牌上标有转速n=1450r/min，额定流量额定流量qS=60L/min,额定压力额定压力ps=80105Pa，泵的总效率，泵的总效率=0.8。试求：。试求：（1 1）该泵应选配的电动机功率。）该泵

13、应选配的电动机功率。（2 2）若该泵使用在特定的液压系统中，该系统）若该泵使用在特定的液压系统中，该系统要求泵的工作压力要求泵的工作压力p=40105Pa。该泵应选。该泵应选配的电动机功率。配的电动机功率。课堂练习：课堂练习：（1 1）因为不知道泵的实际使用压力，故选取）因为不知道泵的实际使用压力，故选取 额定压力进行功率计算额定压力进行功率计算解：解：驱动液压泵的电动机功率的确定，应驱动液压泵的电动机功率的确定，应按照液压泵的使用场合进行计算。当不明按照液压泵的使用场合进行计算。当不明确液压泵在什么场合使用时，可按照铭牌上确液压泵在什么场合使用时，可按照铭牌上的额定压力、额定流量值进行功率计

14、算；的额定压力、额定流量值进行功率计算；当泵的使用压力已经确定，则应按其实际使当泵的使用压力已经确定，则应按其实际使用压力进行功率计算。用压力进行功率计算。10kWW1010W608 . 010601080335 ssqpP（2 2）因为泵的实际工作压力已经确定，故选取）因为泵的实际工作压力已经确定，故选取实际使用压力进行功率计算实际使用压力进行功率计算5kWW105W608 . 010601040335 spqP例例2.2 液压泵的额定流量为液压泵的额定流量为100 L/min，液压泵的额，液压泵的额定压力为定压力为2.5 MPa，当转速为，当转速为1 450 r/min时，机时，机械效率为

15、械效率为=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为力为零时，流量为106 L/min；压力为；压力为2.5 MPa时，时，流量为流量为100.7 L/min，试求：，试求：v（1）液压泵的容积效率是多少？）液压泵的容积效率是多少？v（2）如果液压泵的转速下降到）如果液压泵的转速下降到500 r/min，在额，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？v（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？多少？ vtqq1007106095.min/7 .3495. 0106

16、1450500111LqnnVnqvtvWpqPPmtmti3360109 . 4609 . 010106105 . 2WpqPPmtmti33611011069. 195. 0609 . 0107 .34105 . 2(1)(2)(3)2.2.3 2.2.3 液压泵的分类液压泵的分类单作用叶片泵、径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵单作用叶片泵、径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵2.2.4 2.2.4 液压泵的选用液压泵的选用v选用原则选用原则是否变量是否变量 要求变量泵选用变量泵要求变量泵选用变量泵工作压力工作压力 柱塞泵的额定压力最高柱塞泵的额定压力最高工作环境工作环境 齿轮泵的抗污染能力

17、最好齿轮泵的抗污染能力最好噪声指标噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵v效率：效率：按结构形式分，轴向柱塞泵的总效率按结构形式分，轴向柱塞泵的总效率最高；而同一种结构的液压泵，排量大的总最高；而同一种结构的液压泵，排量大的总效率高；同一排量的液压泵，在额定工况效率高；同一排量的液压泵，在额定工况（额定压力、额定转速、最大排量）时总效（额定压力、额定转速、最大排量）时总效率最高，若工作压力低于额定压力或转速低率最高，若工作压力低于额定压力或转速低于额定转速、排量小于最大排量、泵的总效于额定转速、排量小于最大排量、泵的总效率下降，甚至下降很多。因此，液压泵应在率下降，甚至下降很多。因此，液压泵应在额定工况（额定压力和额定转速）或接近额额定工况（额定压力和额定转速）或接近额定工况的条件下工作。定工况的条件下工作。v问题：为什么转速降低会降低容积效率呢？问题：为什么转速降低会降低容积效率呢？2.2.5 2.2.5 液压泵的图形符号液压泵的图形符号表表2-1 2-1 液压泵的图形符号液压泵的图形符号 某液压泵铭牌上标有额定压力某液压泵铭牌上标有额定压力ps=60105Pa,工作阻力工作阻力F=45kN，双出杆活塞式液压缸的有，双出杆活塞式液压缸的有效工作面积效工作面积A=90