液压泵与液压马达的工作原理

3.1.1　液压泵与液压马达的工作原理

图3-1　液压泵工作原理示意图

1-凸轮；2-栓塞；3-弹簧；4-密封工作腔；5-吸油阀；6-排油阀

液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入系统中，它是液压传动系统的心脏，也是液压系统的动力源；而液压马达则是将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压系统的传动元件。

在液压传动系统中，液压泵和液压马达都是容积式的，依靠容积变化进行工作。如图3-1所示是液压泵的工作原理图，凸轮1在电机带动下旋转时，在凸轮和弹簧3的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往复移动。柱塞2向右移动时，缸体的柱塞孔和柱塞构成的密封工作腔4容积变大，产生真空，油液便在大气压的作用下，通过吸油阀5吸入；柱塞2向左移动时，工作腔4容积变小，已吸入的油液便通过排油阀6排到系统中去；在工作过程中，吸、排油阀5、6在逻辑上互逆，不会同时开启。由此可见，液压泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的。

液压马达是实现连续旋转的执行元件，从原理上讲，向容积式泵中输入压力油，使其轴转动，就成为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。在实际中，由于性能、结构对称性等要求，一般情况下，液压泵和液压马达不能互换。

依靠工作腔的容积变化而进行吸油和排油是液压泵的共同特点，因而这种泵也称为容积泵，构成容积泵必须具备以下基本条件：

（1）结构上能实现具有密封性能的可变工作容积。

（2）工作腔能周而复始地增大和缩小，当它增大时与吸油口相连，当它减小时与排油口相通。

（3）吸油口与排油口不能相通，即不能同时开启。

从工作过程可以看出，在不考虑油液泄露的情况下，液压泵在每一工作周期吸入或排出的油液体积只取决于工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞直径和工作行程。

在不考虑油液泄露等影响时，液压泵单位时间排出的液体体积与液压泵密封容积变化频率成正比，也与泵密封容积的变化量成正比，在不考虑液体的压缩性和泄露时，液压泵单位时间内排出的液体体积与工作压力无关。