柱塞泥漿泵的工作原理及性能參數
柱塞泥漿泵的工作原理及性能參數。液壓泵的效率是輸出的液壓功率與輸入的機械功率的比值，即η=No/Ni,輸出的液壓功率總是小于理論輸出功率，輸入的機械功率總是大于理論的機械功率，所以效率總是小于1的。將上面的式子帶入η=No/Ni，η=（P*Q*機械效率）/(T*ω/容積效率),因為在理想狀態(tài)下P*Q=T*ω（無(wú)損失）。所以η=機械效率*容積效率。
1、液壓泵的基本原理
液壓泵靠工作腔的容積變化來(lái)實(shí)現吸油和壓油的。由視頻我們可以發(fā)現，單柱塞式液壓泵就像醫生用的注射器一樣，再以?xún)蓚€(gè)單向活門(mén)配合就可以了。柱塞2依靠彈簧壓緊在偏心輪上。偏心輪由發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)旋轉，柱塞2便做往復運動(dòng)，，使密封工作腔4的容積發(fā)生變化。當容積變大時(shí)，大氣壓力迫使油箱中油液頂開(kāi)單向閥5進(jìn)入腔4，這就是吸油過(guò)程，當腔4容積變小時(shí)，油液受到擠壓，頂開(kāi)單向閥6，進(jìn)入系統，這就是壓油過(guò)程。為什么在吸油的過(guò)程中，單項閥6不會(huì )被打開(kāi)呢？因為吸油時(shí)油液的壓力遠沒(méi)有達到單向閥6彈簧的壓力，所以無(wú)法將6頂開(kāi)。
2、液壓泵的性能參數
需要牢記的參數：排量，理論流量，額定流量
需要牢記的另外兩個(gè)東西是：1.壓力只由負載決定。2額定工作壓力由密封件和制造材料決定。特別是個(gè)結論，在以后分析液壓泵的壓力-流量特性曲線(xiàn)時(shí)非常有用。
3、功率和效率
液壓泵的輸入功率Ni（發(fā)動(dòng)機或電動(dòng)機傳動(dòng)齒輪箱輸入的機械功率）=實(shí)際轉矩Ti乘以角速度ω，即Ni=Ti*ω。由于泵在工作時(shí)存在機械摩擦和油液在系統里表現出來(lái)的粘性作用會(huì )引起轉矩的損失，所以實(shí)際輸入轉矩Ti總是大于理論轉矩Tt，機械效率=Tt/Ti.
泵的輸出功率No=實(shí)際流量Q乘以工作壓力P，即No=P*Q。由于泵的內漏和吸油行程中油液不能完全填充油腔，會(huì )引起填充損失，即實(shí)際輸出流量Q總是小于理論流量Qt。容積效率=Q/Qt。
柱塞泵的原理
我們先來(lái)看一個(gè)柱塞泵的視頻
視頻中可以輕松地學(xué)習到斜盤(pán)式液壓泵的抽油壓油原理。因為斜盤(pán)傾角存在，柱塞旋轉一圈缸體的容積會(huì )發(fā)生變化，在一個(gè)半圈內是吸油，一個(gè)半圈內是壓油。
泵內的補償活門(mén)，用于感受泵的出口壓力。當輸出壓力達到預定值（由彈簧預緊力決定）時(shí)，油液壓縮彈簧并將出口壓力油供向斜盤(pán)作動(dòng)筒，使斜盤(pán)傾角變小，從而使排量減?。ㄟ@里稍微解釋一下，前面書(shū)上提到了排量等于泵每轉一周排除液體的體積，現在斜盤(pán)傾角變小，轉一圈產(chǎn)生的容積差就變小了，所以排量就小了）。當斜盤(pán)傾角為零時(shí)，輸出流量就為零，泵處于功率消耗小的卸荷狀態(tài)（功率=壓力乘轉速），這就是變量泵的自動(dòng)卸荷功能。
泵內還有一個(gè)人工釋壓活門(mén)，用于油泵人工關(guān)斷。當人工釋壓活門(mén)接通之后，活門(mén)上方的滑塊下移，壓力油液連通補償活門(mén)補償活門(mén)左側的大活塞面，用較小的力克服補償活門(mén)的彈簧力，將油液引到斜盤(pán)作動(dòng)筒，推動(dòng)斜盤(pán)使傾角變小直到接近零。泵出口的擋塊活門(mén)會(huì )在彈簧力作用下使泵口關(guān)閉，停止向系統供油，由圖中可得，壓力油也會(huì )進(jìn)入擋塊下方，協(xié)助擋塊關(guān)閉出油口。
柱塞泵壓力-流量特性曲線(xiàn)
在完全解釋這個(gè)圖之前，我們要記住1.壓力由負載決定。2.流量由轉速和排量決定。
明白了這兩點(diǎn)，我們就可以知道，圖中的壓力和流量并沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)，壓力大于P1之后流量驟然減小是因為，P1即額定壓力，達到額定壓力之后壓力油液會(huì )推動(dòng)補償活門(mén)到達斜盤(pán)作動(dòng)筒時(shí)斜盤(pán)傾角變小，從而影響流量。在P1之前，我們假設此時(shí)發(fā)動(dòng)機以達到了一定的轉速，且此時(shí)的斜盤(pán)傾角不變，由于外界負載的加大，使P不斷變大，達到P1之后，就如之前解釋的，壓力油液會(huì )推動(dòng)補償活門(mén)到達斜盤(pán)作動(dòng)筒時(shí)斜盤(pán)傾角變小，流量減?。髁?排量乘轉速，排量等于泵每轉一周排除液體的體積，現在斜盤(pán)傾角變小，轉一圈產(chǎn)生的容積差就變小了，所以排量就小了）。達到P2時(shí)，斜盤(pán)傾角為0，流量為0，功率為0（功率=壓力乘以流量），泵處于功率消耗小的卸荷狀態(tài)。
液壓泵的壓力控制
液壓泵由飛機發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)，因此只要發(fā)動(dòng)機工作，液壓泵就不停的運作，然而很多系統都是間歇性工作的，所以必須要對液壓泵輸出的高壓力加以限制并希望液壓泵在系統不工作的時(shí)候消耗功率盡量少，這就是液壓泵的限壓和卸荷問(wèn)題。
先來(lái)看定量泵的限壓（圖2.3-7）。先，我們要記住功率=壓力乘以流量。
定量泵一般采用溢流閥來(lái)限制系統壓力，當系統壓力升高到高于某個(gè)調定壓力時(shí)，溢流閥打開(kāi)，將多余的油排回油箱，限制壓力升高，調定壓力通常高于正常壓力10-20%。這里需要明確一下，限壓僅僅是限壓，它的作用是讓系統壓力不要太高，它的作用是將壓力保持在100%，如果高于110%才會(huì )主動(dòng)限壓，這樣的話(huà)，它的功率始終維持在一個(gè)很高的水平，功率都轉化為熱量，導致油溫升高。
再來(lái)看定量泵的卸荷（圖2.3-8）。還是以功率=壓力乘以流量為前提。卸荷就是系統不工作的時(shí)候，使液壓的輸出功率處于小的狀態(tài)。在回路中利用卸荷閥感受系統壓力，當系統不工作時(shí)，壓力上升，卸荷閥打開(kāi)，卸掉泵出口的壓力，此事單向活門(mén)把系統和油泵隔開(kāi)，油泵壓力下降到近似零（這里解釋一下，限壓和卸荷的區別，因為從兩張圖上來(lái)看，它們的位置是相同的，都是將油引入油箱，不過(guò)卸荷閥更為徹底，直接將壓力卸到近似零，而限壓閥的作用是限制壓力過(guò)大，并沒(méi)有卸壓的功能，兩者有本質(zhì)區別。在卸荷回路中有一個(gè)單向活門(mén)，單向活門(mén)可以保持住一定的壓力，再加上蓄壓器，壓力的衰減就會(huì )變慢），由公式可知，此時(shí)輸出功率也是小。為保證卸荷閥失效安全性，定量泵卸荷回路中設置了安全閥（此安全閥同限壓回路中的溢流閥一樣）。
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