FP6161-11S5GTR液壓馬達的工作原理

液壓馬達把由液壓泵傳輸過來的液壓功率再轉化為機械功率輸出．液壓馬達的油腔通過分油盤與液壓泵的高低壓油腔分別相通，馬達高壓腔側(從馬達向泵方向看去的右側)的柱塞受來自于泵的高壓油的作用,轉動。缸體與軸固定在一起,從而帶動液壓馬達的輸出齒輪15(即圖3-3中的Z12)轉動。下面先分析驅動馬達轉動的轉矩的形成。

圖3-6所示為馬達一個柱塞的受力情況。F表示液壓油對柱塞的壓力,FN是固定斜盤對柱塞的反作用力,因斜盤滑道與滑塊間摩擦力很小,可以忽略,故FN與斜盤表面垂直。設液壓馬達固定斜盤的傾斜角為γM,則力F與FN的夾角也為γM。力F與FN的合力馬達缸體上。

柱方向用是使柱塞向下運動,液壓馬達柱塞受力情況(a)柱塞受力圖 (b)力的合成.

因為分油盤前半側為高壓油，后半側為低壓油，所以兩側柱塞上所受合力的大小不同,高壓區合力大,低壓區合力小,如圖3-7所示。因此,馬達缸體周圍的柱塞上所受的力對轉軸形成的轉矩大小也不等,因而形成的合力矩不為零。經過數學推導,可以求得合力矩的大小為:

M=dm2/8dm(Pg-pd)tg γM zm               (3-16)

式中:DM一馬達柱塞分布圓直徑;

JM一馬達柱塞直徑;

pg、pd―高、低壓油的壓力;

γM一斜盤傾斜角;

zM一馬達柱塞數。

可見,液壓馬達轉矩的合成

令Cm=t/4dm2DM zM,稱為馬達結構常數,則上式可寫為

           M=cm/2t(Pg-Pd)tg γm                (3-17)

油壓差成正自于發電機的負載力矩ML相平衡,即有:M=ML=tg γM・yP

式中:KM一馬達的泄漏系數;

      △P―高低壓油壓差。

刀M理想特性,液壓馬達的轉速流量特性

式中:△P=pg-pd―油壓差。

由上式可得:

           △P=2t/cmtgymML     (3-19)

可見,油壓差的大小應與負載轉矩的大小成正比。負載轉矩加大,馬達轉矩必須相應增大,油壓差也要增大。通常低壓腔的滑油壓力馬不變,所以高壓油壓力Pg必須增大。因為馬達的油來自于液壓泵,所以必須增大液壓泵高壓油的壓力,即必須增大斜盤的傾角γP,使泵的打油量加大。

液壓馬達的構造和液壓泵相同,液壓馬達轉一圈所消耗的高壓油量為CMtgγM,馬達斜盤傾斜角γM是固定的,所以馬達轉一圈所消耗的高壓油量也是一定的,故液壓馬達又稱為定量馬達。

與液壓泵相似,馬達轉速為nM時需要的高壓油量QM為:

           QM=CMnM tg γM                 (3-20)

即輸入的高壓油流量越大,馬達轉速就越高.理想情況下馬達的轉速流量特性如圖3-8中的直線所示。

實際上,由于馬達有泄漏,要使馬達保持轉速nM,所需要的高壓油流量比上式表示的要多。實際的馬達耗油量QMr為:

          QMr=QM+△QM                (3-21)

其中,漏油量△QM為:

         △QM=KM△P                    (3-22)

實際的液壓馬達轉速流量特性如圖3-8中的曲線所示,與液壓泵相似,也出現了死區。即當液壓泵供油量較少時,液壓馬達不動,高壓油全部泄漏掉了。由于存在泄漏,液壓馬達的實際轉速低于理想轉速。發電機的負載轉矩越大,油壓差就越大,泄漏量也越大,所以液壓馬達的轉速隨負載轉矩增大而略有下降。

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