1、汽车液压与液力传动,Vehicle hydraulic drive Technology,教师：陈泽宇,chenzy,东北大学专业课, Chapter three ,第3章 液压泵、液压马达与液压缸 Hydraulic pump、hydraulic motor and hydraulic cylinder,液压泵的分类,齿轮泵的结构与工作原理,液压马达的工作原理, Contents ,液压泵的工作原理与性能参数,液压缸的结构与工作原理,叶片泵的结构与工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.1 液压泵的工作原理与性能参数,液压泵：将机械能转变为液压系统的液体压能,动力元件,图3-1 液压
2、泵工作原理,1- 凸轮；2-柱塞；3-弹簧；4-密封工作腔 5-单向阀1；6-单向阀2,Vedio,1 吸油过程,2 压油过程,密封工作腔容积变大，形成局部真空度,密封工作腔容积减小，压力增加，产生高压油,液压泵基本原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.1 液压泵的工作原理与性能参数,具有密封的容积；,密封容积的大小可以交替变化；,吸油与压油时应有配流装置，保证泵油的顺利完成,吸油过程油箱必须与大气相通。,液压泵是依靠密封工作腔的容积变化进行能量转换,，容积式液压泵必须具备4个基本条件：,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.1 液压泵的工作原理与性能参数,液压泵的性能参数,1、额定压力
3、（强）,2、流量q与排量V,根据实验标准能够连续运转的最高压力，称为额定压力。,排量V：液压泵的泵轴转一转的过程中，密封容积的变化量。,或者说，是在无泄漏的的情况下，泵轴转一周所能排出的液体体积。单位为m3/r。,理论流量qt：无泄漏的情况下，单位时间内排出的液体体积。单位是m3/s,泵的转速，r/s,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.1 液压泵的工作原理与性能参数,液压泵的性能参数,3、实际流量与容积效率,由于存在泄漏，实际流量q小于理论流量qt，定义实际流量与理论流量的比值，为容积效率。,泵的泄漏量,容积效率与工作压力的关系,空载流量 = 理论流量qt,4、功率与总效率,第3章 液压泵
4、、液压马达与液压缸,3.1 液压泵的工作原理与性能参数,液压泵的性能参数,输出功率, 液压泵的输出压力与输出流量的乘积,输入功率,总效率,泵的机械效率,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.2 液压泵的分类,齿轮泵 叶片泵 柱塞泵,结构形式,排量可变,定量泵 变量泵,图3-2 液压泵的分类,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.2 液压泵的分类,图3-3 液压泵的图形符号,（a) 单向定量液压泵,（b) 双向定量液压泵,（c) 单向变量液压泵,（d) 双向变量液压泵,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,外啮合齿轮泵,图3-4 外啮合齿轮泵,图3-5 外啮合齿轮泵工
5、作原理,1 吸油腔,2 排油腔,Vedio,容积由小变大，形成一定的真空度,齿轮逐渐进入啮合，容积由大变小,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,排量,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,流量计算与流量脉动,排量近似等于两个齿轮的齿间槽容积之和,外啮合齿轮泵的实际输出流量为,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,流量计算与流量脉动,输出的流量随转动轴的转角按抛物线规律变化,脉动率：,图3-6 外啮合齿轮泵瞬时流量,随着齿数的增加，脉动率会降低,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,内啮合齿轮泵,图3-7 内啮合齿轮泵,（a） 渐开线齿轮泵,（b）
6、 摆线齿轮泵（转子泵）,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,内啮合齿轮泵,图3-8 内啮合齿轮泵结构图,（a） 渐开线齿轮泵,（b） 摆线齿轮泵（转子泵）,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,渐开线内啮合齿轮泵,图3-9 渐开线齿轮泵实物图,图3-10 渐开线齿轮泵结构图,Vedio,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,摆线内啮合齿轮泵,图3-11 摆线内啮合齿轮泵结构图,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,摆线内啮合齿轮泵,图3-12 摆线内啮合齿轮泵结构图,第3章 液压泵
7、、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,摆线内啮合齿轮泵,Vedio,图3-13 摆线内啮合齿轮泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.3 齿轮泵的结构与工作原理,内啮合齿轮泵的优点,结构紧凑、尺寸小，质量轻,齿轮转向相同，相对滑动速度小，磨损小，寿命长,流量脉动比外啮合齿轮小,工作转速较高，高转速时离心力有利于油液充入工作腔,容积效率较高,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,单作用叶片泵,图3-14 单作用叶片泵,定子与转子偏心安装,非平衡泵,改变e的大小，可以改变泵的排量,流量,改变e的正负，可以改变泵的方向,e偏心量,第3章 液压泵、液
8、压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-15 双作用叶片泵,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与
9、工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-
10、16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第
11、3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双作用叶片泵,图3-16 双作用叶片泵工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,双叶片泵的流量计算,其中 R、r 定子圆弧部分的长短半径； 叶片按转子旋转方向向
12、前倾斜的角度，10-14°；s 叶片厚度； z 叶片数量。,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.4 叶片泵的结构与工作原理,叶片泵的流量脉动,叶片数量越多，流量脉动率越小,单作用叶片泵,双作用叶片泵,奇数叶片的泵脉动率比偶数叶片的泵的脉动率要小,13片或15片,叶片的数量为4的倍数时，泵的脉动率最小,12片或16片,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.5 液压马达的工作原理,液压马达的作用,图3-17 液压马达工作原理,Vedio,液压马达与液压缸同是液压系统中的执行元件,液压缸：直线运动,液压马达：回转运动,液压马达的工作原理,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.5 液压马达
13、的结构与工作原理,液压马达的性能参数,容积效率：实际所需的流量q =理论流量+泄漏量,转速：,力矩：,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.5 液压马达的结构与工作原理,液压马达的分类,图3-18 液压马达图形符号,(a) 单向定量液压马达,(b) 单向变量液压马达,(c) 双向定量液压马达,(d) 双向变量液压马达,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,液压缸的分类,(a) 单活塞杆液压缸,(b) 双活塞杆液压缸,活塞式液压缸,柱塞式液压缸,伸缩式液压缸（多级缸）,组合式液压缸,单作用液压缸,双作用液压缸,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工
14、作原理,活塞式液压缸,单活塞杆液压缸,图3-19 单活塞杆液压缸,单作用缸,Vedio,只能在一个方向运作,内部泄露, 通过回油管回油箱,图3-20 单作用单活塞杆液压缸图形符号,弹簧复位,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,活塞式液压缸,单活塞杆液压缸,双作用缸,有2个进油口,可以实现双向运动,图3-21 双作用单活塞杆液压缸图形符号,图3-22 双作用液压缸简图,Vedio,大,小,大,小,大,小,连续性方程,流量：,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,图3-22 双作用液压缸简图,单活塞杆液压缸,输入功率,输出功率,活塞式液压缸
15、,功率平衡关系,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,图3-23 双作用液压缸差动连接,单活塞杆液压缸,活塞式液压缸,差动缸,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,图3-24 双活塞杆液压缸,双活塞杆液压缸,活塞式液压缸,1-活塞杆；2-螺钉；3-端盖；4-缸体；5-活塞；6-V形密封圈；7,9-导向套；8-销,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,图3-24 双活塞杆液压缸图形符号,双活塞杆液压缸,活塞式液压缸,活塞两端有效面积相同,两个方向的输出推力和速度相等,双作用缸,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3
16、.6 液压缸的结构与工作原理,柱塞式液压缸,具有足够的刚度,图3-25 柱塞式液压缸,单作用缸,第3章 液压泵、液压马达与液压缸,3.6 液压缸的结构与工作原理,伸缩式液压缸（多级缸）,组合式液压缸,前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒,多个活塞缸套装而成,Vedio,利用液压缸有效面积的不同，使液压系统的局部区域获得高压。,图3-26 活塞缸与柱塞缸组合的增压缸,总 结,（1）液压泵的工作原理,（2）液压泵的性能参数,（3）齿轮泵的分类,（4）外啮合齿轮泵,（5）内啮合齿轮泵,（a）排量与流量,（b）容积效率,（c）功率,图形符号,（a）渐开线齿轮泵工作原理,（b）摆线齿轮泵工作原理,（c）内啮合齿轮泵的优点,（6）叶片泵,总 结,（6）叶片泵,（a）单作用叶片泵,（b）双作用叶片泵,偏心率e,（7）液压马达的工作原理,（8）液压缸,（a）单活塞杆液压缸,（b）双活塞杆液压缸,单作用缸,双作用缸,（c）柱塞式液压缸,（d）组合式液压缸与多级缸,外伸与内缩,差动连接,力与速度, the End ,谢谢大家,
