汽车液压与气压传动第三章：液压泵和液压马达课件.ppt

1、第一节：第一节：液压泵液压泵第二节：第二节：齿轮泵齿轮泵第三节：第三节：叶片泵叶片泵第四节：第四节：柱塞泵柱塞泵第五节：第五节：液压马达液压马达第六节：第六节：液压泵和液压泵和液压马达选用液压马达选用教学目标教学目标教学要点教学要点本章习题本章习题教学目标教学目标u 1)掌握液压泵和液压马达的结构原理、基本参数和工掌握液压泵和液压马达的结构原理、基本参数和工作特性方面的知识。作特性方面的知识。u 2)能合理计算和选用液压泵和液压马达的性能参数。能合理计算和选用液压泵和液压马达的性能参数。u 3)会进行必要的液压传动装置校核。会进行必要的液压传动装置校核。教学要点教学要点知识要点知识要点掌握程度

2、掌握程度相关知识相关知识 液压泵和液压马达液压泵和液压马达基础知识基础知识 掌握容积式液压泵和液压马达掌握容积式液压泵和液压马达的工作原理及性能参数的工作原理及性能参数,熟悉其熟悉其分类和图形符号分类和图形符号 流体力学的基本知识、流体力学的基本知识、机械结构和传动的相关知机械结构和传动的相关知识、液压与气压元件图形识、液压与气压元件图形符号国家标准符号国家标准 齿轮泵、叶片泵、柱齿轮泵、叶片泵、柱塞泵及相应的液压马达塞泵及相应的液压马达的结构特点与工作原理的结构特点与工作原理 掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵及典型液压马达的结构和工作原及典型液压马达的结构和工作原理理;理

3、解其排量、流量等性能并理解其排量、流量等性能并会计算会计算;理解外啮合齿轮泵结构理解外啮合齿轮泵结构上存在的问题和解决问题的措施上存在的问题和解决问题的措施 外、内啮合齿轮泵外、内啮合齿轮泵,CB-Z,CB-Z 高压齿轮泵高压齿轮泵,单、双作用叶单、双作用叶片泵片泵,限压式叶片泵限压式叶片泵,YB,YB 型型叶片泵叶片泵,斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵等的结构、工作特性和工程等的结构、工作特性和工程应用应用 液压泵和液压马达液压泵和液压马达的选用的选用 会比较不同液压泵、液压马达会比较不同液压泵、液压马达的性能的性能,初步掌握选用方法初步掌握选用方法;了解了解液压泵和液压马达的安装使用要液压

4、泵和液压马达的安装使用要求求 液压泵和液压马达的特点液压泵和液压马达的特点及选用及选用第一节：液压泵第一节：液压泵 在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。液压泵是把驱动电机的机械能转换成液压系统中油液的压液压泵是把驱动电机的机械能转换成液压系统中油液的压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能转力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外作功。因此，从换成机械能，使工作部件克服负载而对外作功。因此，从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是

5、可逆的。一、液压泵和液压马达的工作原理：一、液压泵和液压马达的工作原理：二、液压泵和液压马达的主要性能参数：二、液压泵和液压马达的主要性能参数：三、液压泵的分类：三、液压泵的分类：第一节：液压泵第一节：液压泵第一节：液压泵第一节：液压泵 容积式液压泵，利用封闭容积改变大小，来输出压力油。容积式液压泵，利用封闭容积改变大小，来输出压力油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。液压马达的工作原理与液压泵的相同。1.1.液压泵的工作原理液压泵的工作原理第一节：液压泵第一节：液压泵 (1)(1)工作压力和额定压力：工作压力和额定压力：工作压力：泵输出压力。工作压力：泵输出压力。额定压力：工作稳定时，最高压

6、力。额定压力：工作稳定时，最高压力。(2)(2)排量和流量：排量和流量：排量：一转输出的量。（排量：一转输出的量。（V V）流量：单位时间内输出液体的量。流量：单位时间内输出液体的量。(q(qV V)理论流量：理论流量：2.液压泵的性能参数：液压泵的性能参数：VtqVn第一节：液压泵第一节：液压泵理论流量：理论流量：实际流量：实际流量：机械效率：机械效率：理论功率：理论功率：输入功率：输入功率：总效率：总效率：2tVtttppqpVnTTnmV1VVtVVVVtVtVtqqqqqqq 1tmTTTTTTT tmTPT入VVtVPpqpq出容积效率：容积效率：输出功率：输出功率：功率和效率功率和

7、效率VVtVqqVtqVn第一节：液压泵第一节：液压泵 例题例题第一节：液压泵第一节：液压泵 例题例题第一节：液压泵第一节：液压泵按输出（输入）流量分为：按输出（输入）流量分为：定量和变量。定量和变量。按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。3.3.液压泵分类液压泵分类第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵 齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、重量轻、工艺性好、齿轮泵由于结构简单紧凑、体积小、重量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是工作可

8、靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。其缺点是泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，径向不平衡力大，所达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可达到的额定压力还不够高。但通过结构上的改进后，也可以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达以达到较高的工作压力，目前其最高工作压力可达30。齿。齿轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。轮泵按结构形式分为外啮合和内啮合两种。一、外啮合齿轮泵：一、外啮合齿轮泵：二、内啮合齿轮泵：二、内啮合齿轮泵：第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵1.外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵工作原理 泵的泵

9、体内装有一对相同的外啮合泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。成了许多密封工作腔。Vbnzmq266.6第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵 (1)(1)困油现象：封闭的容积由大变小，再由小变大，使油困油现象：封闭的容积由大变小，再由小变大，使油压变化。产压变化。产 生振动和噪音。生振动和噪音。2.2.外啮合外啮合齿轮泵存在的几个问题齿轮泵存在的几个问题第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵(2)径向不平衡力径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的，齿轮泵工作时，作用在

10、齿轮外圆上的压力是不均匀的，在排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和在排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，产生向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，

11、产生磨损。磨损。第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵(3)(3)泄漏泄漏 泄漏有三条途径：泄漏有三条途径：u 通过齿轮啮合处的间隙；通过齿轮啮合处的间隙；u 泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；u 通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙（泄漏通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙（泄漏量最大，占总泄漏量的量最大，占总泄漏量的70%80%70%80%）。）。第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵(4)(4)措施：措施：减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法来解决。的办法来解决。第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵3.CBZ2型高压

12、齿轮泵型高压齿轮泵 此泵是采用双向补偿。高压力此泵是采用双向补偿。高压力、高效率、长寿命。、高效率、长寿命。1主动齿轮轴主动齿轮轴 2骨架油封骨架油封 3前泵盖前泵盖 4轴承轴承 5定位销定位销 6泵体泵体 7浮动侧板浮动侧板 8垫板垫板 9支承套支承套 10后泵盖后泵盖 1螺栓螺栓 12径向密封块径向密封块 13密封圈密封圈第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵二、内啮合齿轮泵二、内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(摆线转子摆线转子泵泵)两种。两种。第二节：齿轮泵第二节：齿轮泵摆线转子泵摆线转子泵 摆线转子泵的额定压力一般为摆线转子泵的额定压力一

13、般为2.5MPa、4MPa，这种，这种泵作为补油泵和润滑泵使用。广泛应用于大、中型车辆的泵作为补油泵和润滑泵使用。广泛应用于大、中型车辆的液压转向系统中。液压转向系统中。第三节：叶片泵第三节：叶片泵 叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次数，分为数，分为单作用式单作用式和和双作用式双作用式两类。单作用式常作变量泵两类。单作用式常作变量泵使用，双作用式只能作定量泵使用。使用，双作用式只能作定量泵使用。叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、寿命长等优点，广泛应用于中低压液压系统中。其

14、寿命长等优点，广泛应用于中低压液压系统中。其工作压工作压力为力为6 621MPa21MPa。第三节：叶片泵第三节：叶片泵第三节：叶片泵第三节：叶片泵一、单作用叶片泵工作原理一、单作用叶片泵工作原理 泵由转子泵由转子2、定子、定子3、叶片、叶片4、配油盘和端盖（图中未示）、配油盘和端盖（图中未示）等件所组成。等件所组成。2VVqbeDn第三节：叶片泵第三节：叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向液压力，噪声较

15、大，容积效率和机械效率都没有定量叶液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。片泵高。它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简化液压系统。化液压系统。第三节：叶片泵第三节：叶片泵限压式叶片泵工作原理限压式叶片泵工作原理第三节：叶片泵第三节：叶片泵 1.1.工作原理：工作原理：转子转一转泵吸油压油各两次，作用在转子上的液压力转子转一转泵吸油压油

16、各两次，作用在转子上的液压力径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。二、双作用二、双作用叶片泵叶片泵：222cosVVRrqBRrSZn第三节：叶片泵第三节：叶片泵2.双作用叶片泵在结构上的特点双作用叶片泵在结构上的特点 保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线。a)子母叶片子母叶片 b)双叶片结构双叶片结构1转子转子 2定子定子 3母叶片母叶片 4子叶片子叶片 5、6叶片叶片 第三节：叶片泵第三节：叶片泵3.YB型叶片泵的结构型叶片泵的结构1左配油盘左配油盘 2、8滚珠轴承滚珠轴承 3传动轴传动轴 4定子定子 5右配油盘右配油盘 6后泵体后

17、泵体 7前泵体前泵体 9油封油封 10压盖压盖 11叶片叶片 12转子转子 13螺钉螺钉 第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵 柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械的液压系统中应用广泛。的液压系统中应用广泛。分分轴向柱塞泵轴向柱塞泵和和径向柱塞泵径

18、向柱塞泵两类。轴向柱塞泵又分为直两类。轴向柱塞泵又分为直轴式轴式(斜盘式斜盘式)和和斜轴式斜轴式两种。其中直轴式应用较广。两种。其中直轴式应用较广。第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 泵由斜盘泵由斜盘1、柱塞、柱塞2、缸体、缸体3、配油盘、配油盘4等主要零件组成。等主要零件组成。1斜盘斜盘 2柱塞柱塞 3缸体缸体 4配油盘配油盘 5传动轴传动轴 2tan4VVqd Dzn第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵二、斜盘式轴向柱塞泵的结构二、斜盘式轴向柱塞泵的结构1中间泵体中间泵体 2内套内套 3弹簧弹簧 4缸套缸套 5缸体缸

19、体 6配油盘配油盘 7前泵体前泵体 8传动轴传动轴 9柱柱塞塞 10外套外套 11轴承轴承 12滑靴滑靴 13钢珠钢珠 14回程回程盘盘 15斜盘斜盘 16轴销轴销 17变量活变量活塞塞 18丝杆丝杆 19手轮手轮 20变量机变量机构壳体构壳体 第四节：柱塞泵第四节：柱塞泵滑靴结构滑靴结构 通过柱塞和滑靴上的小通过柱塞和滑靴上的小孔孔a、b将压力油引入盘形将压力油引入盘形腔腔C中，使滑靴和斜盘间中，使滑靴和斜盘间形成一定厚度的油膜，即形成一定厚度的油膜，即形成静压支承，如图形成静压支承，如图317所示。这样使滑靴和斜所示。这样使滑靴和斜盘平面间的高速滑动摩擦盘平面间的高速滑动摩擦变为液体摩擦，

20、减小了磨变为液体摩擦，减小了磨损，提高了使用寿命。损，提高了使用寿命。1斜盘斜盘 2滑靴滑靴 3柱塞柱塞 第五节：液压马达第五节：液压马达 一、液压马达工作原理：一、液压马达工作原理：以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。二、液压马达的性能参数：二、液压马达的性能参数：三、液压马达的分类：三、液压马达的分类：四、典型液压马达的结构和工作原理：四、典型液压马达的结构和工作原理：第五节：液压马达第五节：液压马达第五节：液压马达第五节：液压马达一、轴向柱塞马达工作原理一、轴向柱塞马达工作原理1斜盘斜盘 2缸体缸体 3柱塞柱塞 4配油盘配油盘第五节：液压马

21、达第五节：液压马达二、液压马达的性能参数二、液压马达的性能参数理论流量：理论流量：转速：转速：理论转矩：理论转矩：机械效率：机械效率：实际转矩：实际转矩：VtVVqqnVV22VttpqpVnpVTnmmtpVTT2VtqVn容积效率容积效率 VtVtVVVtVqqqqqVttpqTttttmTTTTTTT1第五节：液压马达第五节：液压马达例题例题第五节：液压马达第五节：液压马达三、液压马达的分类三、液压马达的分类a)a)单向定量液压马达单向定量液压马达 b)b)单向变量液压马达单向变量液压马达 c)c)双向定量液压马达双向定量液压马达 d)d)双向变量液压马达双向变量液压马达 e)e)摆动式

22、液压马达摆动式液压马达第五节：液压马达第五节：液压马达四、典型液压马达的结构和工作原理四、典型液压马达的结构和工作原理1.齿轮液压马达齿轮液压马达第五节：液压马达第五节：液压马达2.叶片式液压马达叶片式液压马达工作原理；结构特点工作原理；结构特点第五节：液压马达第五节：液压马达3.摆动式液压马达摆动式液压马达a)单叶片摆动式液压马达单叶片摆动式液压马达 b)双叶片摆动式液压马达双叶片摆动式液压马达1定子块定子块 2叶片叶片 3缸体缸体 第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用 一、液压泵的选型一、液压泵的选型 齿轮

23、泵齿轮泵结构结构简单简单、体积小体积小、价格便宜价格便宜、工作可靠、维修、工作可靠、维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击的恶劣使用条件。方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击的恶劣使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。命短、流量较小、不能变量。叶片泵叶片泵的的输油量均匀输油量均匀，压力脉动较小，压力脉动较小，容积效率较高容积效率较高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中高目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中高压叶片泵。压叶片泵。轴向柱塞泵轴向柱塞泵结构结构紧凑紧凑，径向，径向

24、尺寸小尺寸小，在，在高压高压系统中应用系统中应用较多。结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来较多。结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来输送高压燃油。输送高压燃油。第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用各种液压泵性能比较各种液压泵性能比较第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用二、液压马达的选型二、液压马达的选型 选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格、等要求，以确定要求、转矩、转速、体积、重量、价格、等要求，以确定液压马达的类型、性能参数等。液压马

25、达的类型、性能参数等。一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动研磨机、风扇等。研磨机、风扇等。叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求启动、换机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求启动、换向频繁的场合。向频繁的场合。轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定性好，耐冲击性能差，常用于要求

26、较高的高压系统。性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用三、液压泵和液压马达的使用三、液压泵和液压马达的使用 1.液压泵和液压马达安装时要满足如下要求：液压泵和液压马达安装时要满足如下要求：液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上。达的轴上。液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。液压泵和液

27、压马达对系统滤油精度有一定要求。对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达回油口具有足够的背压而保证正常工作。回油口具有足够的背压而保证正常工作。泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用2.液压泵和液压马达使用时要注意以下几点液压泵和液压马达使用时要注意以下几点 工作压力、转速不能超过规定值。工作压力、转速不能超过规定值。规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不得接反。油口不得接反。液压泵和液压马达的工作介质正常工作温度为液压泵和液压马达的工作介质正常工作温度为2060。避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；温起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面注意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬咬伤伤”事故。事故。习题习题第六节：液压泵和液压马达的选用第六节：液压泵和液压马达的选用