第四章 液压泵和液压马达-单作用叶片泵3.4

单作用叶片泵主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2019年9月9日单作用叶片泵双作用叶片泵叶片泵：通过叶片构成的封闭容积的周期性变化实现吸油和压油的容积式泵。33.4单作用叶片泵主要内容3.4.1单作用叶片泵的工作原理3.4.2排量和流量特性3.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理重点难点单作用叶片泵的工作原理单作用叶片泵的变量方式及原理43.4.1单作用叶片泵的工作原理商用叶片泵产品定子传动轴转子叶片泵的基本结构叶片配流盘泵壳体单作用叶片泵由转子、定子、叶片和泵壳体等组成。叶片泵工作原理5单作用叶片泵的定子内径和转子外径都为圆柱面。定子和转子之间有偏心距——变量泵。叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动。当转子转动时，由于离心力的作用，叶片将紧靠定子内壁。3.4.1单作用叶片泵的工作原理在相邻的两个叶片、配油盘、定子和转子间形成了一个个的工作容腔。当转子按照图示方向逆时针旋转时，左侧的叶片在离心力作用下伸出，密封容腔的容积逐渐增大，产生一定的真空度，于是油箱中的油液就通过吸油口流入工作容腔，完成吸油；而右侧的叶片则缩回到叶片槽中，工作容腔的容积逐渐减小，密封容腔中的液压油经压油口被排出，从而完成压油。6叶片靠离心力压在定子内表面上。为保证叶片的受力均衡，一般叶片底部通过沟槽与工作油腔相通，即在压油区时，叶片底部与压油区相通，在吸油区时，叶片底部与吸油区相通。变量泵：由于定子和转子之间的偏心距可以在机构作用下调整，其输出排量也随之发生变化，因此单作用叶片泵可以做变量泵使用。当偏心距的方向发生变化时，吸油区和压油区也随之发生变化。径向力不平衡：一侧为压力较高的压油区，另一侧是压力较低的吸油区，因此主轴上总是受到由排油区指向吸油区的单一方向的不平衡径向力作用。3.4.1单作用叶片泵的工作原理液流排出液流吸入径向力叶片泵的径向力7单作用叶片泵的排量计算示意图3.4.2排量、流量和流量脉动假设叶片宽度为b，弧ab之间的容积为吸油腔容积，为：弧cd之间的容积为压油腔容积，为：一个叶片密封容积在液压泵旋转一圈的过程中排出的油液体积为：abdcRreR+eR-eO2O1a’b’c’d’

因此泵的总排量为：

最大容积最小容积偏心方向改变——反向转动，吸油口与压油口互换？？8单作用叶片泵的排量计算示意图3.4.2排量、流量和流量脉动单作用叶片泵的容积变化是不均匀的，因此有流量脉动。叶片数为奇数时理论脉动率较小，而且泵内的叶片数越多，流量脉动率就越小。考虑到上述原因和结构上的限制，一般选叶片数为13或15，理论流量脉动在10%左右。abdcRreR+eR-eO2O1a’b’c’d’qt=𝑉n=4𝜋𝑒𝑅𝑏n93.4.3困油现象12345叶片底部通过沟槽与工作油腔相通为了防止吸、排油腔的沟通，配流盘上吸、压油窗口间密封夹角稍大于两相邻叶片的夹角，当两相邻叶片在此夹角区域运动时，叶片间的容积短时被困且会发生变化，从而产生困油现象。但困油现象不太严重，通过在配流盘压油窗口端部开设三角槽，即可消除困油现象，同时也可减小高、低压转换时的压力冲击。3.4.3困油现象3.4.3困油现象123.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理1.利用定子内侧不平衡的液压力实现变量（内反馈）左侧——调压弹簧右侧——流量调节螺栓这种变量方法是直接利用叶片泵工作容腔内的压力来推动定子运动，以达到变量的目的，因此称为内反馈式。内反馈式变量叶片泵的变量操纵力完全由调压弹簧来承受，因此，变量控制的动态响应性能较差，压力越大，响应性能越差。而且，由于吸排油腔偏置，还会使叶片泵的有效排量减少，流量脉动增大。所以，这种泵一般只用于压力小于7MPa的经济型小排量泵。压力流量压油区吸油区定子内表面受力压力升高，定子左移偏心减小133.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理2.利用叶片泵出口压力实现变量（外反馈式）限压式变量泵：当负荷小时，泵输出流量大，负载可快速移动，当负荷增加时，泵输出流量变少，输出压力增加，负载速度降低，如此可减少能量消耗，避免油温上升。外反馈限压式变量叶片泵1—转子；2—弹簧预紧力调节螺钉；3—定子；4—滑块滚针支承5—反馈柱塞；6—流量调节螺钉；7—弹簧这种变量泵是由出油口引出的压力油作用在柱塞上来控制变量的，故称为外反馈限压式变量叶片泵。图3.28为YBX型外反馈限压式变量叶片泵的结构简图。图3.28YBX型外反馈限压式变量叶片泵1－预紧力调节螺钉；2－限压弹簧；3－泵体；4－转子；5－定子；6－滑块；7－轴承；8－叶片；9－反馈柱塞；10－最大偏心调节螺钉3.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理2.利用叶片泵出口压力实现变量（外反馈式）15定量段，变量压力小于弹簧预压力3.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理2.利用叶片泵出口压力实现变量（外反馈式）开始变量点变量段，变量压力大于弹簧预压力163.4.4单作用叶片泵的变量方式及原理2.利用叶片泵出口压力和控制活塞实现变量（外反馈式）实践证明，相较于内反馈式变量方法，外反馈式变量方法具有更高的动态响应性能和耐压性能目前，高性能的单作用叶片泵几乎毫不列外的采用外反馈的变量控制方案。类型内反馈式外反馈式排量规格（ml/r）10~2514~150额定压力（MPa）161017小结单作用叶片泵的工作原理：依靠偏心转子转动时，由其上安装的叶片所分隔出的封闭容积的周期性变化，实现吸油和排油

单作用叶片泵的变量方式及原理：通过调节定子的位置，来改变定