力士乐液压泵的困油现象与其卸荷措施及流量脉动

力士乐液压泵的主要参数及共性问题

   1.6.5困油现象及其卸荷措施

   (1)困油现象及其危害容积式力士乐液压泵的工作过程一般分为三个阶段：首先靠吸油腔容积增大产生真空而吸入液体（吸油阶段），然后经过中间阶段（非吸非排的过渡阶段），最后靠排油腔容积减小将液体排出到系统（排油阶段）。这里主要是分析下中间阶段容易出现的困油现象及其卸荷措施。

   由力士乐液压泵的基本工作原理可知，力士乐液压泵工作中处于中间阶段时，其工作腔处于吸、排油腔之间的过渡密封区，将一部分油液围困在该密封区，形成困油容积。随着力士乐液压泵旋转，挤子的运动要引起该困油容积的大小发生周期性地变化：当困油容积减小时，其中的油液压力增大，使泵的轴承等构件受到额外的周期性负载，带来冲击和噪声，导致油液发热；当困油容积增大时，又因无油液补充而形成压力降低（局部真空），可能发生气穴和汽蚀。此即为困油现象。困油现象是一种有害现象，它会降低力士乐液压泵的效率，缩短泵的使用寿命，故必须设法消除。

   为了消除困油现象，应在结构上采取必要的卸荷措施，其原则是在保证容积效率的前提下，尽可能使困油容积中的压力变化与吸、排油腔接通时的压力相适应。

   (2)卸荷措施由于力士乐液压泵工作中处于中间阶段时，其工作腔处于吸、排油腔之间，有负遮盖、零遮盖和正遮盖三种可能情况。

   ①负遮盖  又称正开口，是指当工作腔处于吸、排油腔之间时，工作腔有将它们沟通的情形。此时，工作腔不会产生困油，但却由此产生较大内泄漏，使容积效率降低，所以一般不采用负遮盖结构。

   ②零遮盖  又称零开口，是指工作腔处于吸、排油腔之间时，工作腔刚好被封死而吸、排油腔又恰好被隔开的情形。这种情形是工作腔内的油液压力从吸油压力阶跃地升至排油压力或从排油压力阶跃地降至吸油压力，从而引起压力冲击和噪声，这便是困油现象。

   ③正遮盖  又称负开口，是指工作腔在一段时间内被封死的情形，势必产生困油现象。然而只要合理利用这种困油现象，就正好可以消除压力的阶跃现象，因此一般力士乐液压泵里都采用这种正遮盖结构与基于这种结构的卸荷措施，其具体结构因泵的类型不同而异。

   例如，齿轮泵是在泵的前后、端盖内表面上开设与困油区相对应的卸荷槽，而轴向柱塞泵则是在配流盘上开设三角油沟或油孔等。

 1.6.6流量脉动

 由力士乐液压泵运动学可知，理论上大部分泵的瞬时流量不是恒定的（螺杆泵除外），存在流量脉动。流量脉动对液压元件和系统的性能及寿命有直接影响。瞬时流量的脉动振幅越大，液压执行元件的运动平稳性就越差。对于多泵供油的系统，由于脉动同步可能使振幅增大，性能更加变坏。瞬时流量脉动还会引起压力脉动，从而对力士乐液压泵及液压马达的传动轴、轴承、管道及接头和密封都有疲劳性的破坏作用。此外，当瞬时流量的脉动频率与溢流阀的固有频率接近或一致时，还可能引起阀的共振现象。

   流量脉动性一般用流量不均匀系数艿来评价，即

                             (1-16)

式中  (qinst)max——力士乐液压泵的最大理论瞬时流量；

     (qinst)min——力士乐液压泵的最小理论瞬时流量。

   流量不均匀系数δ越小，则表明这台泵的流量脉动性越小或理论瞬时流量品质越好。

   流量脉动的频率和泵的转速及泵的挤子数目等结构参数（如齿轮泵的齿轮齿数、叶片泵的叶片数、柱塞泵的柱塞数等）有关。不同类型的泵或同类型、不同几何尺寸的泵，其流量脉动情况各不相同。