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柱塞泵的工作原理

柱塞泵柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定。柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程，供油行程不受凸轮轴控制是可变的。供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。柱塞泵工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下两个阶段。

进油过程

当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束

回油过程

柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。

柱塞泵以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油。

液压柱塞泵

液压活塞泵或固体泵，由液压动力包驱动液压油缸，液压油缸推进输送缸，将输送缸内的物料输出至管道。一般分为单柱塞和双柱塞，典型的代表有德国普茨迈斯特公司的4种固体泵，分别是：EKO单柱塞泵、KOS、KOV、HSP三种双柱塞泵。该泵属于容积泵，特别适用于高含固率，粘稠物料的长距离管道输送，其优点是运行非常稳定、可靠，但噪音较大，输送压力可高达130Bar，排量可达0.5~500立方/小时。广泛应用在污水处理，固体废物处理，矿山冶金，清淤，疏浚，石油化工，电厂，水泥工业等领域。

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轴向柱塞泵

柱塞泵的优点：

1. 参数高：额定压力高，转速高，泵的驱动功率大 
2. 效率高，容积效率为95％左右，总效率为90％左右 
3. 寿命长 
4. 变量方便，形式多 
5. 单位功率的重量轻 
6. 柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用

柱塞泵的缺点：

1. 结构较复杂，零件数较多， 
2. 自吸性差, 
3. 制造工艺要求较高，成本较贵， 
4. 油液对的污染较敏感，要求较高的过滤精度，对使用和维护要求较高。    

柱塞泵被广泛用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械等得到广泛的应用。

柱塞泵的形式很多。

柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

柱塞泵按配流方式的不同，可分为斜盘式（直轴式）和斜轴式。

轴向柱塞泵的结构特点

以斜盘式轴向柱塞泵为例说明，它由主体部分和变量机构两部分组成。                                

⑴典型主体结构

主体结构主要由斜盘、柱塞、缸体、配油盘和传动轴等组成。

柱塞泵在高速、高压下工作，所以由滑履和斜盘、柱塞和缸体孔、缸体和配流盘所形成的摩擦副，是影响柱塞泵工作性能和寿命的主要因素。它们既要保证密封性，又要尽量减少磨损。

a)  柱塞和滑履――柱塞数量通常为奇数，取7，9，11。

b)  油室，为了减小滑履与斜盘的接触应力。

c)  b) 配流盘――具有阻尼孔，卸压槽

c) 回程装置――回程弹簧，回程盘，钢球

⑵变量机构

①手动变量机构

转动手轮，使丝杠转动，带动变量活塞作用轴向移动，通过轴销使斜盘倾角改变，达到变量的目的。这种变量机构结构简单，但操纵不轻便，且不能在工作过程中变量。                         见图 ②手动伺服变量机构

1).变量活塞对于壳体来说是活塞，对伺服阀来说是阀体。

2).拉杆向什么方向移动则变量活塞也向什么方向跟踪移动，而且移动距离相同。

3).液压放大器

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排量

（1）排量q 指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。 可见，排量的大小只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。排量的常用单位是（ml/r）。

单柱塞泵: q=pd2H/4

（2）理论流量QT 指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量V和泵轴转数n的乘积，即 QT=qn

=pd2Hn/4

（3）实际流量Q 指单位时间内液压泵实际输出油液体积。 由于工作过程中泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量ΔQ（泵的工作压力越高，泄漏量越大）， 使得泵的实际流量小于泵的理论流量，即

Q=QT-ΔQ

（4）泵的实际流量和理论流量之比称为 容积效率

ηPV=Q/QT=(QT-ΔQ)/QT =1-ΔQ/QT

且 Q=QT·hPV

功率

输入功率Pi 驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出

Pi =2πnMT

输出功率Po 液压泵输出的液压功率，

Po=pQT

根据能量守恒，有 pQT=2πMTn

将QT=qn，消去n得 MT=pq/2π

实际上，由于泵内有各种机械和液压摩擦损失，泵的实际输入转矩应大于理论转矩泵的摩擦损失由两部分组成

容积损失 主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率表征ηPV

机械损失 指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效率表征ηPm

ηPm=MT/MP

液压泵的总效率 泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比

ηP=ηPm.ηPV

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