工程實用計算公式

為了便于液壓泵的選擇、使用與維護，下表給出了工程上常用的液壓泵計算公式。

工程上常用的液壓泵計算公式

    特性曲線

    液壓泵的特性曲線包括一般特性曲線、全特性曲線和無因次特性曲線。了解這些特性曲線，有利于液壓泵的分析、研制、使用與維護工作的進行。

    (1) 一般特性曲線液壓泵一般特性曲線是實際流量q、輸入功率P_i、容積效率η_v、機械效率η_m、總效率η等性能參數與工作壓力戶之間的關系曲線。這種性能曲線是對應一定品種的工作介質，在某個轉速和某一溫度下通過試驗得出的，如圖K所示。由圖可見：

    ①在不同的工作壓力下液壓泵的這些參數值都是不同的。

    ②泵的容積效率η_v，（或實際流量q）隨工作壓力p增大而減小。因為工作壓力p等于零時，理論輸出功率為零，相應的機械效率為零，當壓力升高后，zui初機械效率η_m。迅速上升，而后變緩，所以總效率始于零，且有一個zui高點，液壓泵應工作在此點附近。

    (2)全特性曲線  為了揭示某種液壓泵在整個允許工作的轉速范圍內的全特性，常用泵的全特性（通用特性）曲線表示。如圖L所示，通常曲線的橫坐標用壓力p（或壓力相對值p/p_max）表示；縱坐標一側表示流量q（或流量相對值q/q_max），另一側表示轉速n（或轉速相對值n/n_max）。在圖中要繪出等效率曲線η_i、等功率曲線P_ii以及等容積效率曲線η_vi等。

通用特性曲線的繪制方法是，分別在i個不同工作轉速n_i下，作出i個如圖K所示的特性曲線，然后找出每張圖中的等功率點和等效率點，繪入圖L中即得。

    (3)無因次特性曲線流量與容積效率、轉矩與機械效率、功率與總效率等這些液壓泵的基本特性與泵的壓差△p、介質黏度μ（動力黏度）和轉速n等運行工況參數有關，如果它們之中的任何一個發(fā)生變化，都將引起泵的流量、轉矩、功率和效率等特性曲線的變化，故特性曲線數不勝數。

    為了便于采用流體動力學的相似理論對液壓泵進行系列化設計，有時要用到泵的無因次特性曲線。這種特性曲線反映了上述泵的基本特性參數與無因次變量（△p/μn）之間的關系，可以代表上述數不勝數的特性曲線。作為示例，此處僅給出液壓泵的無因次效率特性曲線（圖M）。由圖M容易看出液壓泵的容積效率η_v隨泵的壓力差△p的增大而減小，隨油液動力黏度μ及轉速n的增大而增大；機械效率η_m隨壓力差△p的增大而增大，隨油液黏度μ及轉速n的增大而減小。為了使液壓泵能夠在下運轉，應特別注意正確選擇和使用泵的工況條件。

   排量與流量

    ①排量v  液壓泵的傳動主軸每轉一轉（或一弧度），由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得到的排出液體的體積，稱為液壓泵的排量，亦即在無泄漏的情況下，泵軸轉一轉所能排出的液體體積。排量的法定計量單位為m³/r（立方米每轉），工程實踐中的常用單位為mL/r（毫升每轉）(1mL/r=lOOOmm³/r，1m³/r=10⁶ mL/r)。

GB/T 2347-1980規(guī)定了液壓泵及液壓馬達公稱排量系列（下表）。

                       液壓泵及液壓馬達公稱排量系列                 mL·r^-1

    ②理論流量q_t  液壓泵在單位時間內由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得到的排出的液體體積，亦即在無泄漏的情況下單位時間內所能排出的液體體積，稱為液壓泵的理論流量，一般是指不計液壓泵輸出的液體的脈動性的平均理論流量。在工程實際中，常把零壓差下泵的流量視為理論流量。

    流量（理論流量、瞬時流量、平均流量、實際流量和泄漏流量等）的法定計量單位為m³/s（立方米每秒）。工程實際中的常用單位為L/min（升每分）(1L/min= 10⁶ mm³/min， 1m³/s =60000L/min)。

    液壓泵理論流量q_t與泵的排量V之間的關系如下：

                         q_t=(V_n/60)×l0^-6 (m³/s)                  (1-1)

式中 V——液壓泵的排量，mL/r；

n——液壓泵的轉速，r/min。

    ③瞬時流量q_inst  泵在每一瞬時的流量稱為液壓泵的瞬時流量，一般指瞬時理論（幾何）流量，該流量具有一定的脈動性。

    ④平均流量q_av  按平均時間計算出的流量稱為液壓泵的平均流量。

    ⑤額定流量q_n  液壓泵在額定壓力和額定轉速下運轉時，按試驗標準規(guī)定，液壓泵必須保證的輸出流量。

    ⑥實際流量q  液壓泵工作時實際排出的流量，稱為液壓泵的實際流量。

    由于液壓泵工作時存在泄漏及液體受到壓縮等因素而損失部分流量，因此液壓泵的額定流量q_n和實際流量q都小于泵的理論流量q_t。

    實際流量q可表示為

                              q=q_t-q₁=V_n-k₁△p                   (1-2)

式中  q₁——液壓泵向外部或低壓腔的泄漏及壓縮等原因而損失的流量；

      k₁——泵的泄漏系數；

     △p——泵的壓力差，當泵的進口（表壓力或相對壓力）壓力近似為零時，可用泵的出口工作壓力p來代替，下同。

    其余符號意義同前。

    由式(1-2)可知，q₁和q都與泵的工作壓力p有關，工作壓力增大時，損失流量q₁增大，而實際輸出的流量q減小。

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