液壓技術(shù)是以液體為工作介質(zhì)，利用封閉系統(tǒng)中液體的靜壓能實(shí)現(xiàn)信息、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞及工程控制的技術(shù)。由于液壓技術(shù)在功率質(zhì)量比、結(jié)構(gòu)組成、響應(yīng)速度、調(diào)速范圍、過(guò)載保護(hù)及電液整合等方面獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其成為現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段和不可替代的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，其應(yīng)用囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。
          一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)或控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)液壓系統(tǒng)）通常都是由能源元件（液壓泵）、執(zhí)行器（液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動(dòng)液壓馬達(dá)）、控制元件（各類(lèi)液壓控制閥）及輔助元件（油箱和管件等）四類(lèi)液壓元件和工作介質(zhì)所組成的。液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置工作時(shí)，其液壓系統(tǒng)以具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油或難燃液壓液或水（多使用液壓油）作為工作介質(zhì)，通過(guò)液壓泵將驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，然后經(jīng)過(guò)封閉管路及控制閥，送至執(zhí)行器中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)所需的直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。
          液壓泵及液壓馬達(dá)的功用與基本原理
          功用及重要性
          液壓泵是任何一臺(tái)液壓設(shè)備不可缺少的能源元件，其功用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，即向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液體；液壓馬達(dá)是任何需要回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓設(shè)備或工作機(jī)構(gòu)（例如各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械及軍用裝備的回轉(zhuǎn)工作機(jī)構(gòu)和各類(lèi)行走機(jī)械等設(shè)備）不可缺少的執(zhí)行元件，其功用是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的形式驅(qū)動(dòng)與其相連的工作機(jī)構(gòu)做功。
          液壓泵及液壓馬達(dá)的功用原理互逆，但結(jié)構(gòu)相近，且二者在液壓技術(shù)中的使用量均占有相當(dāng)大的比重。在各類(lèi)液壓設(shè)備的開(kāi)發(fā)及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用中，正確合理地選擇、使用和維護(hù)液壓泵及液壓馬達(dá)，對(duì)于提高液壓系統(tǒng)乃至整個(gè)液壓設(shè)備的工作品質(zhì)和可靠性，無(wú)疑具有非常重要的意義。因此，液壓技術(shù)的設(shè)計(jì)制造人員、安裝調(diào)試人員和現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)人員必須掌握液壓泵及液壓馬達(dá)的原理、結(jié)構(gòu)、特性及使用維護(hù)方法。
          基本原理
          在液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)的類(lèi)型很多（如齒輪式、葉片式、柱塞式和螺桿式等）、結(jié)構(gòu)各異，但都是容積式的，即都是基于容積的變化而進(jìn)行工作的。
          (1)液壓泵的基本原理
          當(dāng)圖1-1所示裝置作液壓泵使用時(shí)，原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸4（轉(zhuǎn)子）按圖示順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則三個(gè)凸輪隨傳動(dòng)軸一起沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，設(shè)泵從圖1-1 (a)所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)柱塞6隨之下移，密封工作容腔12的容積變大，產(chǎn)生真空；與此同時(shí)，凸輪3將吸油單向閥7打開(kāi)（而凸輪1正好將排油單向閥5關(guān)閉），油箱（圖中未畫(huà)出）中的油液在大氣壓作用下經(jīng)進(jìn)油口a、吸油單向閥7和流道b被吸人工作容腔12，為吸油過(guò)程。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到圖1-1 (b)所示位置時(shí)，柱塞6被凸輪2壓縮上移，工作容腔12的容積減小，腔內(nèi)已吸入的油液受壓縮而壓力增大，欲將油液排出；與此同時(shí)，凸輪1恰好將排油單向閥5打開(kāi)（而凸輪3正好將吸油單向閥7關(guān)閉），油液即通過(guò)流道c、排油單向閥5和排油口d輸出到系統(tǒng)，為排油過(guò)程。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，泵吸、排油各一次。原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷由進(jìn)油口a吸油，由排油口d向系統(tǒng)排油。若原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸或轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則油流將反向，即泵就由油口d吸油，由油口a向系統(tǒng)排油。
          上述單柱塞液壓泵具有容積式液壓泵的基本結(jié)構(gòu)原理特征。
          具有統(tǒng)稱(chēng)為定子、轉(zhuǎn)子和擠子的三種零件，它們因液壓泵的結(jié)構(gòu)不同而異。
          具有若干個(gè)密封且又可周期性變化的空間，此空間稱(chēng)為工作腔。工作腔一般由定子、轉(zhuǎn)子和擠子這三種零件組成。工作腔起吸油作用時(shí)稱(chēng)為吸油腔，起壓油作用時(shí)稱(chēng)為排油腔，吸油腔和排油腔之間的過(guò)渡區(qū)被有關(guān)零件的表面所密封。為使工作腔的容積發(fā)生變化，在組成工作腔的零件中必須有一個(gè)可作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的擠子。擠子能使工作腔容積周期性地由小變大而不斷吸人液體；能使工作腔容積周期性地由大變小，不斷排出液體。
          具有吸油口和排油口。吸油口和排油口分別與吸油腔和排油腔相連通。液壓泵吸油口的通流面積應(yīng)足夠大，以免因油液在其內(nèi)流速過(guò)大而產(chǎn)生氣蝕；而泵的排洫口的流速可適當(dāng)大些，以減小管道尺寸和重量。
          液壓泵的輸人參數(shù)是機(jī)械參數(shù)（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），輸出參數(shù)是液壓參數(shù)（壓力和流量）。
          液壓泵吸油腔的壓力取決于吸油高度和吸油管路壓力損失的大小；排油腔的壓力則取決于負(fù)載和排油管路的壓力損失大小。
          液壓泵的理論排油量與工作腔的容積變化量（或幾何尺寸）和單位時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)（或轉(zhuǎn)速）成正比，而與排油壓力等其他因素?zé)o關(guān)。若泵的理論排油量不能改變，則為定量泵，反之則為變量泵。
          具有配流機(jī)構(gòu)（也稱(chēng)配流器）。液壓泵由吸油到排油或由排油到吸油的轉(zhuǎn)換稱(chēng)為配流。為保證液壓泵有規(guī)律地吸排液體，應(yīng)具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)，以將吸油腔和排油腔隔開(kāi)。配流方式因液壓泵的結(jié)構(gòu)不同而異，一般有確定式和閥式兩種配流方式：確定式配流依靠設(shè)置在泵內(nèi)某個(gè)部件適當(dāng)位置上的孔或槽實(shí)現(xiàn)配流，一般液壓泵都采用這種配流方式，一般具有作為液壓馬達(dá)的可逆性；閥式配流則依靠逆止閥實(shí)現(xiàn)配流（吸、排油閥在邏輯上互逆，不會(huì)同時(shí)開(kāi)啟），多用于超高壓柱塞泵中，由于此類(lèi)泵的液流方向有時(shí)不能改變，故失去了作為液壓馬達(dá)的可逆性。
          例如圖1-1所示單柱塞液壓泵中的配流機(jī)構(gòu)為采用逆止閥(吸油閥7和壓油閥5)的閥式配流。
          油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力。為保證泵正常吸油，油箱必須與大氣相通或采用密閉的充氣油箱。
          (2)液壓馬達(dá)的基本原理
          若連續(xù)從液壓馬達(dá)的進(jìn)油口a輸入壓力油液，則可使馬達(dá)帶動(dòng)與其傳動(dòng)軸相連的工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將用過(guò)的油液不斷由排油閥5排出。與液壓泵的情況類(lèi)似，若輸入油液的方向反向，即由油口d進(jìn)油，由油口a向外排出，則傳動(dòng)軸或轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向也必然反向，即按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
          上述柱塞式液壓馬達(dá)具有容積式液壓馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)原理特征。
          ①與液壓泵一樣，也具有統(tǒng)稱(chēng)為定子、轉(zhuǎn)子和擠子的三種零件，它們因液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)不同而異。 
          ②與液壓泵一樣，也具有若干個(gè)密封且又可周期性變化的工作腔，工作腔一般也由定子、轉(zhuǎn)子和擠子這三種零件組成。與高壓油液相通的工作腔稱(chēng)為進(jìn)油腔或高壓腔，通向油箱的工作腔稱(chēng)為排油腔或低壓腔，進(jìn)油腔和排油腔之間的過(guò)渡區(qū)被有關(guān)零件的表面所密封。為使工作腔的容積發(fā)生變化，在組成工作腔的零件中必須有一個(gè)可作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的擠子。擠子在壓力油作用下伸出從而使工作腔容積周期性地由小變大，在斜盤(pán)等零件作用下縮回從而使工作腔容積周期性地由大變小而不斷排出低壓液體。
          ③與液壓泵一樣，液壓馬達(dá)也具有進(jìn)油口和排油口，但馬達(dá)的進(jìn)油口和排油口分別與高壓腔和低壓腔相連通。由于液壓馬達(dá)的低壓腔壓力稍高于大氣壓，因此，與液壓泵不同，馬達(dá)的進(jìn)油口和排油口尺寸可以相同。改變或交換液壓馬達(dá)的進(jìn)油口和排油口，則可改變液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向。
          ④液壓馬達(dá)的輸入?yún)?shù)是液壓參數(shù)（壓力和流量），輸出參數(shù)是機(jī)械參數(shù)（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）。
液壓馬達(dá)進(jìn)油腔的壓力取決于輸入油液的壓力和吸油管路壓力損失的大??；而排油腔的壓力則取決于排油管路的壓力損失大小。
液壓馬達(dá)的理論排油量與工作腔的容積變化量（或幾何尺寸）有關(guān)，而與進(jìn)油壓力等其他因素?zé)o關(guān)。若馬達(dá)的理論排油量不能改變，則為定量馬達(dá)，反之則為變量馬達(dá)。
液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速取決于馬達(dá)的輸入流量和排量；輸出轉(zhuǎn)矩取決于馬達(dá)的排量和進(jìn)出口壓力差。
           ⑤與液壓泵一樣，液壓馬達(dá)也具有配流機(jī)構(gòu)，其作用與液壓泵的配流機(jī)構(gòu)基本類(lèi)同。但由于馬達(dá)需要正反向旋轉(zhuǎn)，故液壓馬達(dá)的配流機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上一般應(yīng)具有對(duì)稱(chēng)性。液壓馬達(dá)的配流方式也因馬達(dá)的結(jié)構(gòu)不同而異，一般也有確定式和閥式兩種配流方式。例如圖1-1所示柱塞式液壓馬達(dá)中的配流機(jī)構(gòu)為采用單向閥的閥式配流。
綜上所述可知，液壓泵和液壓馬達(dá)是兩種不同的能量轉(zhuǎn)換裝置，從原理而言，容積式液壓泵可以作液壓馬達(dá)使用，即向液壓泵中輸入壓力油，迫使其傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)。但事實(shí)上，同類(lèi)型的泵和馬達(dá)盡管在結(jié)構(gòu)上相似，但在實(shí)際中由于使用目的、性能要求及結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性等方面的差異，使得很多類(lèi)型的液壓泵和液壓馬達(dá)不能互逆通用。

本文標(biāo)題：液壓系統(tǒng)的工作原理及組成

---

分類(lèi)：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽： 液壓馬達(dá)