單作用葉片泵的工作原理與結構

    1．單作用葉片泵的工作原理

    單作用葉片泵的工作原理如圖E所示，與雙作用葉片泵相類似，單作用葉片泵的主要結構也由轉子l、定子2、葉片3和端蓋等組成。但其定子的工作表面為圓柱形內表面，且定子和轉子間設置有偏心距，當轉子回轉時，由于葉片的離心力作用，使葉片緊靠在定子內壁，這樣，在定子、轉子、葉片和兩側配油盤間就形成若干個密封的工作空間。當轉子按圖示的方向（逆時針）回轉時，在定子腔體的右部，葉片要逐漸伸出，葉片間的工作空間將逐漸增大，形成了吸油條件，而當它轉動到油腔的左邊時，葉片被定子內壁逐漸壓進槽內，密封空間逐漸縮小，形成了壓油條件，將油液從壓油口壓出。在吸油腔和壓油腔之間有一段封油區，把吸油腔和壓油腔隔開。這種葉片泵的轉子每轉一周，每個密封空間只完成一次吸油和壓油，因此稱其為單作用葉片泵。轉子不停地旋轉，泵就不斷地進行吸油和壓油的工作循環。

    2．單作用式葉片泵的特點與應用

    與雙作用葉片泵相比較，單作用葉片泵具有以下特點。

    (1)泵流量可以調節。改變定子和轉于之間的偏心距大小便可以改變各個密封容積的變化幅度，從而改變泵的排量和流量。

    (2)吸、壓油路可以反向。當轉子與定子的偏心方向反向時，外部油路的吸油壓油方向也相反，所以可以實現吸、壓油路的方向改變。

    (3)轉子的徑向力不平衡。由于定子與轉子的偏心安裝結構，油泵的轉子會受到不平衡的徑向力的作用，所以這種泵一般只用于低壓變量的應用場合。

    單作用葉片泵多為低壓變量泵，其最高工作壓力一般為7MPa。

    3. 限壓式變量葉片泵的工作原理

    限壓式變量葉片泵是一種單作用葉片泵，通過改變定子與轉子間的偏心距e，就能改變泵的輸出流量。

    限壓式變量泵的工作原理如圖F所示，其轉子的回轉中心是固定的，而定子套相對轉子的偏心安裝是活動可調的，定子套的右側設置有反饋油缸6和活塞4，左側設置有調壓彈簧9和調壓螺釘10，而反饋油缸的作用油液來源于泵的壓力油口，所以泵在正常工作時，定子在出口油的反饋壓力和調壓彈簧9的相互作用下處于一個相對平衡的位置。

    這種泵的工作原理大致可以分為以下4種情況來分析。

    (1)當泵剛剛開始工作，而泵的出口壓力尚未建立起來時，或者當外部載荷較小而系統的油壓很低，活塞4上的作用力還不足以克服調壓彈簧9的作用力時，定子2在調壓彈簧9的作用下處于最右邊的位置，即泵處于最大偏心和最大輸出流量的狀態。

    (2)當泵的出口壓力達到工作壓力p時，在系統壓力作用下，活塞4克服了調壓彈簧g的作用力向左推動定子套，使定子2在活塞4和調壓彈簧9的共同作用下處于某一個相對平衡的工作位置，定子的偏心距及輸出流量都處于一個相對平衡的狀態。

    (3)當外部載荷有變化時，引起的系統壓力變化會導致泵的供油量做相應的變化調整：當外載增大引起系統壓力升高時，定子2會在活塞4的作用下向左移動，導致了偏心距減小，流量減小，液壓執行元件的移動速度相應地減慢；當外載減小時，會引起定子向右移動，移動速度將相應加快。

    (4)當泵的出口壓力由于系統的超載或過載而超過調壓彈簧9和調壓螺釘10所調定的最高限定壓力pB時，調壓彈簧9將處于最大壓縮狀態，活塞4將定子2壓到最左位置，此時的定子偏心距為零（或接近于零），泵將停止向外供油，從而防止了出口壓力的繼續升高，起到了安全保護的作用。

    由于這種泵的最高輸出壓力可以通過調壓彈簧9和調壓螺釘10來加以控制，所以稱為限壓式泵。又因為這種泵的反饋控制是作用到定子套的外部，所以也稱為外反饋式限壓泵。

    4. 限壓武變量葉片泵的工作特性

    限壓式變量葉片泵工作特性曲線如圖G所示。當工作壓力p小于預先調定的最小限定壓力時，液壓作用力不能克服彈簧9的作用力，這時定子的偏心距保持最大，泵的輸出流量qA將保持最大值，又因供油壓力的增大將使泵的泄漏流量q1也增加，所以泵的實際輸出流量q略有減少，如圖G中工作曲線的AB段所示。

    當工作壓力p超過最小限定壓力時，液壓作用力大于彈簧9的作用力，此時彈簧9開始壓縮，定子向偏心量減小的方向移動，使泵的輸出流量減小，壓力愈高，彈簧壓縮量愈大，偏心量愈小，輸出流量愈小。在彈簧9的有效彈性變形范圍內，流量與系統工作壓力的關系基本呈特性曲線BC段所示的線形變化規律。

    調節調壓螺釘10可以改變最高調定壓力pB的大小，這時特性曲線的BC段將左右平移；而改變調壓彈簧的剛度可以改變BC段的斜率，彈簧越“軟”，BC段越陡。

    調節流量調節螺釘5，可以調節最大偏心距（初始偏心量）的大小，從而改變泵的最大輸出流量qA，使特性曲線AB段上下平移。

    5．限壓式變量葉片泵的應用

    限壓式變量葉片泵結構復雜，輪廓尺寸大，相對運動的機件多，泄漏較大，同時轉子軸上承受較大的不平衡徑向液壓力，噪聲也較大，容積效率和機械效率都沒有定量葉片泵高。而從另外一方面看，在泵的工作壓力條件下，它能按外載和壓力的波動來自動詞節流量，節省了能源，減少了油液的發熱，對機械動作和變化的外載具有一定的白適應調整性。

  限壓式變量葉片泵對那些要實現空行程快速移動和工作行程慢速進給（慢速移動）的液壓驅動是一種較合適的動力源，一般快速行程需要快的移動速度和大的工作流量，而負載壓力較低，這正好對應了特性曲線的AB起始段；而工作進給時需要較高壓力，同時移動速度較低，所需流量減少，對應了特性曲線的BC段。因此，這種泵特別適用于那些要求執行元件有快速、慢速和保壓階段的中、低壓系統，有利于節能和簡化回路。