液压动力元件是将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能的能量转换装置。是系统的动力源。
第一节液压泵概述。
一、液压泵的工作原理及特点。
1、液压泵的工作原理。
以图2-1所示的单柱塞液压泵为例分析。
工作原理：液压系统中使用的泵的工作原理均为容积变化式，故称容积式泵。
1）工作过程：柱塞右移→容积增大，吸油→柱塞左移→容积减少，压油→系统。
2）工作原理：依靠密闭容积的变化来实现工作，靠配流装置来实现吸油和压油的分配。
3）工作要求：① 要有个密闭的容积空间：
密闭的容积空间在工作中会发生变化；
要有一套配流装置。
2、液压泵的特点。
基本特点是。
1）具有若干个密闭且可变化的容积空间。
2）油箱中的油液必须恒等于或大于大气压力。
3）具有相应的配流机构。
3、分类。按排量是否变化分为定量泵和变量泵。按结构不同分为齿轮式、叶片式和柱塞式。
二、液压泵的主要性能参数。
1、压力。1）工作压力液压泵的工作压力指的是它工作时实际输出的压力。是变值。
2）额定压力是指泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高工作压力。这是一个定值。超过此值就是过载。额定压力就是满载压力，主要考虑密封性能及材料强度等。
或说：额定压力是指泵在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力。
3）最高允许压力指在超过额定压力的条件下，按试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高工作压力，也是液压泵的最高允许压力。
2、排量和流量。
1）排量v：是指不考虑泄漏的情况下，轴转过一转所能输出的油液体积。其值可由密封腔几何尺寸计算得到的。根据结构的不同，液压泵的排量分为可调与不可调两种。
2）理论流量qt：液压泵的理论流量（qt）是指不考虑泄漏的情况下，单位时间内所能输出的油液体积，即。
qt=vn m3/s 或 l/min （1l=1dm32-1）
式中：v为液压泵的排量（m3/r），n为主轴转速（r/s）。
3）实际流量q：指泵在某一具体工况下，单位时间内所能排出的实际液体体积，它等于理论流量减去泄漏和压缩损失后的流量，即。
q= qt－ql2-2）
4）额定流量qn：是指额定转速和额定压力下泵必须保证输出的流量。也是在正常工作条件下按试验标准必须保证的流量。
一般额定流量《理论流量。
3、功率和效率。
液压泵的功率转换及理**率：
泵的功率转换关系：
理**率（不考虑功率损失的功率）：
式中单位： pt (w，nm/s，j/s)，p (pa， n/m2)，v (m3/r)，n (rps，r/s)，tt (n·m)，ωrad/s) ，qt (m3/s)。
泵的实际功率： 实际功率=理**率－功率损失。
1）液压泵的功率损失包括容积损失和机械损失两部分。
1）容积损失指因泄漏等而造成的流量上的损失，用容积效率ηv表示，即
所以2-4）
又因为kl为泄漏系数。
所以 讨论：泵输出压力p愈高，泄漏系数愈大，或排量愈小，转速愈低，则泵的容积效率也愈低。
2）机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失，用机械效率ηm表示。
2）液压泵的功率。
1）输入功率pi：是指液压泵主轴上的机械效率，当输入转矩ti、角速度为ω时，有。
2）输出功率p：是指液压泵在工作过程中实际吸、压油口间的压力差δp和输出流量q的乘积，即。
工程上常采用下式计算：
式中各变量的单位是：δp——mpa，q——l/min，p——kw。
3）液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与输入功率的比值，其也等于容积效率与机械效率的乘积，即。
以泵为例 图2-2为液压泵的功率流程图及各参数和压力之间的关系。
第二节齿轮泵。
齿轮泵应用广泛，一般做成定量泵，按结构不同分为外啮合与内啮合两种，而以外啮合齿轮泵应用最广。
一、外啮合齿轮泵。
一）外啮合齿轮泵的工作原理
如图2-3。
分析：① 结构组成：外啮合齿轮一对、壳体、端盖等。
密闭容积空间的形成：齿轮-壳体-端盖。
密闭容积空间的变化：啮合部位的啮合和脱离。
配流装置：吸压油口的两边布置自然形成。
二）外啮合齿轮泵的排量和流量计算。
排量计算：假设齿间槽的容积等于轮齿的体积，则排量近似为。
式中：z——齿数；d——分度圆直径，d=zm；h——齿高，h=2m；m——模数；b——齿宽。
实际中，齿间槽的容积略大于齿的体积，故排量计算式为。
流量计算2-13）
流量脉动：上式计算的是平均流量，实际流量是脉动的，用流量脉动率σ表示，其表达式为。
流量脉动的特点：① z↑→σ且σmax=0.2
σ内<σ外。
三）外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点。
结构特点：1、泄漏。
齿轮泵泄漏有三条途径：①齿轮啮合线处的间隙；②泵体内孔与齿顶圆的间隙；③齿轮两侧面和端盖间的间隙，这是主要的泄漏，约占总泄漏量的75～80%。
2、困油 困油现象，图2-4，原因：因齿轮传动的重叠系数大于1，存在一个密闭容积，经历了“容积封闭-容积减小-容积增大-容积开放”的过程，其中：
容积减小：压力增加，油从缝隙中挤出，油液发热，轴承承受额外负载。
容积增大：压力减小，局部真空，产生孔穴，产生噪声。
解决办法：在两侧端盖上开卸荷槽，如图2-5。其c>2.5m，h≥0.8 m。
当压力增加时，左面卸荷槽工作，油液压入压油腔。
当压力减小时，右面卸荷槽工作，油液从吸油腔吸入。
3、径向不平衡力。
是由于吸、压油口压力不相等造成的。
解决办法：①缩小压油口；②适当增大径向间隙；③在泵体上开设压力平衡槽（这种方法现在用的不多）。
优缺点：优点：结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，**低廉，工作可靠，自吸能力强，对油液污染不敏感，维护方便。
缺点：径向不平衡力造成磨损严重，泄漏大，工作压力提高受到限制，流量脉动大，压力脉动大，噪声大。
四）提高外啮合齿轮泵压力的措施。
针对前面提到的泄漏问题，采取齿轮端面间隙自动补偿的办法，减小端面的间隙。如图2-6。
国产cb-f系列高压齿轮泵就是采用此办法的实例，其额定压力达14mpa。
二、螺杆泵和内啮合齿轮泵。
1、螺杆泵图2-7
其实质是一种外啮合的摆线齿轮泵，图2-7是三螺杆泵的工作原理。
优点：结构简单、紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，输油均匀，噪声小，容许采用高转速，容积效率高（达90～95%），对油液污染不敏感。
缺点：螺杆形状复杂，加工较困难，不易保证精度。
2、内啮合齿轮泵。
分类：渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵（又称转子泵）两种。如图2-8。
优点：内啮合齿轮泵具有结构紧凑，尺寸小，重量轻，磨损小，使用寿命长，流量脉动小。
摆线内啮合齿轮泵结构简单，且啮合重叠系数大，传动平稳，吸油条件更好。
缺点：齿形复杂，精度高，需要专门的制造设备，造价较贵。
第三节叶片泵。
叶片泵分单作用与双作用两大类。
优缺点：输出流量均匀，脉动小，噪声低，但结构复杂，吸油性稍差，对油液污染较敏感。
工作压力：单作用叶片泵不大于7mpa，双作用叶片泵不大于16～21 mpa。
一、单作用叶片泵。
1、单作用叶片泵的工作原理图2-9
分析：① 结构组成：转子、（可在转子上径向移动的）叶片、定子（泵体）、端盖（包括配流窗口）等。
密闭容积空间的形成：定子-转子-叶片-端盖。
密闭容积空间的变化：由于定子和转子不同心产生。
配流装置：在端盖上开有配流窗口。
特点：① 转子转一圈，吸、压油各一次，（故称为单作用式）
转子受到单方向的径向不平衡力，又称非平衡式。
改变转子和定子之间的偏心，可改变泵的排量，故可做成变量泵。
转子转一圈，每个密闭的容积空间完成一次吸油、压油动作，故称为单作用泵。
2、单作用叶片泵的排量和流量计算。
计算简图如图2-10，每个叶片旋转一转的容积变化为：
所以排量为2-16）
流量计算2-17）
以上式中：b——叶片宽度，e——偏心距，d——定子内直径，r——定子内半径，β—相邻叶片间的夹角。
流量脉动情况：① 叶片数↑→σ
σ奇数叶片<σ偶数叶片。
一般叶片数为13，15片。
3、特点：① 可改变流量，甚至改变吸、压油口的方向，即可做成双向变量泵。
压油腔处叶片底部通压力油，吸油腔处叶片靠离心力等顶住定子。
转子受到不平衡径向力，故工作压力不宜太高。
二、双作用叶片泵。
一）双作用叶片泵的工作原理图2-11
分析：① 结构组成：转子、（可在转子上径向移动的）叶片、定子（泵体）、端盖（包括配流窗口）等。
密闭容积空间的形成：定子-转子-叶片-端盖。
密闭容积空间的变化：由于定子曲线的曲率半径是变化的。
配流装置：在端盖上开有配流窗口，实现吸油和压油。
第二章液压动力元件
液压动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机 电动机或内燃机 输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。第一节液压泵的概述。一 液压泵的工作原理及特点。1.液压泵的工作原理。图3 1 液压泵工...
第二章液压动力元件
一 填空题。1.液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为 是液压传动系统中的动力元件。2.液压传动中所用的液压泵都是依靠泵的密封工作腔的容积变化来实现 的，因而称之为 泵。3 液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的 压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的 压力。...
第二章液压动力元件
动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。第一节液压泵概述。一 泵的工作原理和分类。1 液压泵的工作原理。泵是一种能量转换装置，把电动机的旋转机械能转换...