圖文細說:液壓泵、液壓馬達基本原理

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來源：今日頭條 工程前沿。

液壓泵、液壓馬達符號

容積式液壓泵和液壓馬達的工作原理，見下圖。凸輪1旋轉時，當柱塞向右移動，工作腔容積變大，產生真空，油液便通過吸油閥5吸入；柱塞向左移動時，工作腔容積變小，已吸入的油液便通過排油閥6排到系統中去。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進行工作的。

液壓泵和液壓馬達工作的必需條件：1.必須有一個大小能作周期性變化的封閉容積；2.必須有配流動作：對於液壓泵，封閉容積加大時吸入低壓油，封閉容積減小時排出高壓油。對於液壓馬達，封閉容積加大時充入高壓油，封閉容積減小時排出低壓油。3.高低壓油不得連通。

液壓泵和液壓馬達都是液壓傳動系統中的能量轉換元件。液壓泵由原動機驅動，把輸入的機械能轉換成為油液的壓力能，再以壓力、流量的形式輸入到系統中去，它是液壓系統的動力源。液壓馬達則將輸入的壓力能轉換成機械能，以扭矩和轉速的形式輸送到執行機構做功，是液壓傳動系統的執行元件。

液壓馬達是實現連續旋轉運動的執行元件，從原理上講，向容積式泵中輸入壓力油，迫使其轉軸轉動，就成為液壓馬達，即容積式泵都可作液壓馬達使用。但在實際中由於性能及結構對稱性等要求不同，一般情況下，液壓泵和液壓馬達不能互換。根據工作腔的容積變化而進行吸油和排油是液壓泵的共同特點，因而這種泵又稱為容積泵。液壓泵按其在單位時間內所能輸出油液體積能否調節而分為定量泵和變量泵兩類；按結構形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。液壓馬達也具有相同的形式。從工作過程可以看出，在不考慮漏油的情況下，液壓泵在每一工作周期中吸入或排出的油液體積只取決於工作構件的幾何尺寸，如柱塞泵的柱塞直徑和工作行程。

液壓泵、馬達的基本性能參數：液壓泵的基本性能參數主要是指液壓泵的壓力、排量、流量、功率和效率等。工作壓力：指泵（馬達）實際工作時的壓力。泵指輸出壓力；馬達指輸入壓力。實際工作壓力取決於相應的外負載。額定壓力：泵（馬達）在額定工況條件下按試驗標準規定的連續運轉的最高壓力，超過此值就是過載。每轉排量 ：無內外洩漏時，泵（馬達）每轉一周所排出（吸入）液體的體積。每弧度排量：泵（馬達）每轉一弧度所排出（吸入）液體的體積，也稱角排量。

功率損失可以分為容積損失和機械損失兩部分：容積損失是因洩漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的流量損失。機械損失是指因摩擦而造成的轉矩上的損失。

液壓泵的容積損失見下圖：

液壓泵機械損失見下圖

液壓馬達容積損失見下圖

液壓馬達機械損失見下圖

液壓泵、馬達的能量傳遞關係見下圖。容積效率和機械效率在總體上與油液的洩漏和摩擦副的摩擦損失有關。

液壓泵及液壓馬達的工作特點：液壓泵的工作特點：液壓泵的吸油腔壓力過低將會產生吸油不足、異常噪聲，甚至無法工作。液壓泵的工作壓力取決於外負載，為了防止非正常情況下壓力過高，泵的出口常常要採取限壓措施（如加裝溢流閥等）。變量泵可以通過調節排量來改變流量，定量泵只有用改變轉速的辦法來調節流量。液壓馬達的工作特點：馬達應能正、反運轉，因此，就要求液壓馬達在設計時具有結構上的對稱性。當液壓馬達的慣性負載大、轉速高，並要求急速制動或反轉時，會產生較高的液壓衝擊，應在系統中設置必要的安全閥或緩衝閥。由於內部洩漏不可避免，因此將馬達的排油口關閉而進行制動時，仍會有緩慣的滑轉。所以，需要長時間精確制動時，應另行設置防止滑轉的制動器。某些型式的液壓馬達必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作。