双作用叶片泵的工作原理和应用

1.结构和工作原理

双作用叶片泵的结构如图2.4.6所示，也是由壳体、配流盘、泵盖、驱动轴、定子、转子、叶片等组成。它的工作原理和单作用叶片泵相似，不同之处在于定子内表面是由2段长半径圆弧、2段短半径圆弧和4段过渡曲线组成，且定子和转子是同心的。由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配流盘形成若干个密闭容腔。

图2.4.6　双作用叶片泵结构图

1—左壳体；2—左配流盘；3—右配流盘；4—右壳体；5—泵盖；6—驱动轴；7—定子；8—转子；9—叶片

如图2.4.7所示，当转子顺时针旋转时，密闭容腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区；在左下角和右上角处逐渐减小，为排油区。吸油区和排油区之间有一段封油区，将吸、排油区隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和排油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。

图2.4.7　双作用叶片泵的工作原理

1—定子；2—转子；3—叶片

为了要使径向力完全平衡，密封容腔数（即叶片数）应当是偶数，泵的两个吸油区和两个排油区是径向对称布置的，作用在转子上的压力径向平衡，所以又称为平衡式（或卸荷式）叶片泵。

双作用叶片泵的排量不可调，是定量泵。

2.排量

图2.4.8为双作用叶片泵排量计算示意图。当两叶片从a、b位置逆时针转到c、d位置时，排出油液的体积为ΔV=V1-V2；从c、d转到e、f时，吸进油液的体积为ΔV；从e、f转到g、h时，又排出了体积为ΔV的油液；再从g、h转回到a、b时又吸进了体积为ΔV的油液。这样转子转一周，两叶片间的密闭容腔完成两次吸、排油，每次的体积都为ΔV。当叶片数为Z时，转子转一周，所排出油液的体积为2×Z个ΔV。若不计叶片的厚度，此值正好为以r和R为内、外半径，厚度与转子相同的圆环体积的2倍。因此，双作用叶片泵的排量为

图2.4.8　双作用叶片泵排量计算示意图

式中，R——定子长半径；(www.xing528.com)

r——定子短半径；

B——转子厚度。

3.双作用叶片泵的相关问题

1）定子过渡曲线

定子曲线是由4段圆弧和4段过渡曲线组成的。定子所采用的过渡曲线要保证叶片在转子槽中滑动时的速度和加速度均匀变化，以减小叶片对定子内表面的冲击。目前双作用叶片泵的定子曲线多采用性能良好的等加速等减速曲线。

2）叶片安放角

在传统设计中，为了保证叶片顺利地从叶片槽滑出，减小叶片的压力角，减少压油区的叶片沿槽道向槽里运动时的摩擦力和因此造成的磨损，通常将叶片相对转子半径朝旋转方向前倾一个角度θ（10°～14°），称为叶片安放角，有叶片安放角的叶片泵不允许反转。

但近年的研究表明，叶片安放角并非完全必要，某些高压双作用式叶片泵的转子槽是径向的，但并没有因此而引起明显的不良后果。

3）端面间隙的自动补偿

为了提高泵的额定压力，减少端面泄漏，可以采取端面间隙自动补偿措施，将配流盘的外侧与压油腔连通，使配流盘在液压力的作用下压向转子。泵的工作压力越高，配流盘就会越加贴紧转子，对转子端面间隙进行自动补偿。

由于双作用叶片泵转子上的径向力是平衡的，因此不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制，其最高工作压力可以达到20～30 MPa。