1、船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 1 第三節第三節 液壓馬達液壓馬達/ /油馬達油馬達Section 3 Hydraulic Motor第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 2 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油液壓泵液壓泵高速小扭矩液壓馬達高速小扭矩液壓馬達專門設計的低速大扭矩液壓馬達專門設計的低速大扭矩液壓馬達連桿式連桿式五星輪式五星輪式內曲線式內曲線式徑向柱塞式徑向柱塞式葉片式葉片式齒輪、螺桿、葉片、軸向柱塞式齒輪、螺桿、葉片、軸向柱塞式船舶輔機船舶輔機Marin

2、e Auxiliary Machinery 3 一一 液壓馬達的性能參數液壓馬達的性能參數第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油1.1.轉速轉速( () )MMtqQn60理論：理論：實際：實際：vtMvMnqQn 60Q QM M- -供油流量供油流量q qM M- -每轉排量每轉排量 V V- -容積效率容積效率船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 4 一一 液壓馬達的性能參數液壓馬達的性能參數第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油理論：理論：實際：實際：2.2.扭矩扭矩( () )2MtpqM2MMmtpqMM p p- -進出油壓差進出油

3、壓差 m m- -機械效率機械效率船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 5 一一 液壓馬達的性能參數液壓馬達的性能參數第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油3.3.輸出功率輸出功率( () ) p p- -進出油壓差進出油壓差MpQP2Q QM M- -供油流量供油流量 - -總效率，總效率， = = V V m m船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 6 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油對性能參數的分析：對性能參數的分析：(1)(1)MvMqQn60調速方法：調速方法：容積調速容積調速變量泵，改變變量泵，改

4、變Q QM M；變量馬達，改變變量馬達，改變q qM M；節流調速節流調速：利用控制閥，改變：利用控制閥，改變Q QM M；(2)(2)2MMmtpqMM排量排量q qM M不變時，負載越大，工作壓力越高。不變時，負載越大，工作壓力越高。船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 7 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油對性能參數的分析：對性能參數的分析：(3)(3)額定壓力高，元件尺寸小。額定壓力高，元件尺寸小。(4)(4)變量馬達變量馬達M M增加時，可將增加時，可將q qM M增大，增大， p p保持不變；保持不變；Q QM M既定既定時時n n降低；

5、輸出功率不變降低；輸出功率不變( (恒恒功率功率) )。vtMvMnqQn 602MMmtpqMMMpQP2船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 8 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油對性能參數的分析：對性能參數的分析：2MMmtpqMMq qM M大，大，M M大，大，n n低：低： 低速大扭矩液壓馬達。低速大扭矩液壓馬達。q qM M小，小，M M小，小，n n高：高： 高速小扭矩液壓馬達。高速小扭矩液壓馬達。低速：低速：n500r/minn500r/minn500r/min；vtMvMnqQn 60船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliar

6、y Machinery 9 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油1 1 工作原理工作原理轉動中心轉動中心力力轉向轉向偏心距偏心距圓心圓心二二 連桿式液壓馬達連桿式液壓馬達- -Staffa船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 10 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油1 1 工作原理工作原理(1)(1)進回油方向，轉向；進回油方向，轉向；(3)(3)曲軸固定，殼轉式；曲軸固定，殼轉式；(2)(2)偏心距大小，調速；偏心距大小，調速；二二 連桿式液壓馬達連桿式液壓馬達- -Staffa船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machi

7、nery 11 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 結構結構1 1曲軸曲軸 2 2油封油封 3 3、7 7軸承軸承 4 4殼體蓋殼體蓋 5 5殼體殼體 6 6抱環抱環 8 8配流殼體配流殼體 9 9十字滑塊十字滑塊 1010法蘭連法蘭連接板接板 1111配流軸配流軸 1212端蓋端蓋 1313調整墊片調整墊片 1414密封環密封環 1515調整環墊調整環墊 1616連桿連桿 1717球承座球承座 1818活塞活塞 1919、2222密封圈密封圈 2020油缸蓋油缸蓋 2121活塞活塞環環 2323彈性擋圈彈性擋圈 2424過濾帽過濾帽 2525節流器節流器船舶輔機船舶輔機Ma

8、rine Auxiliary Machinery 12 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油1818對開式球頭座對開式球頭座 1919彈簧擋圈彈簧擋圈 2020過濾帽過濾帽 2121節流器節流器 2323調整墊片調整墊片 2424密封圈密封圈 2525、2626螺釘螺釘 2727密封圈密封圈2 2 結構結構1 1曲軸曲軸 2 2骨架油封骨架油封 3 3前蓋前蓋 4 4殼體殼體 5 5抱環抱環 6 6、7 7錐錐形滾柱軸承形滾柱軸承 8 8配流軸殼體配流軸殼體 9 9十字形滑塊聯軸節十字形滑塊聯軸節 1010法蘭連接板法蘭連接板 1111配流軸配流軸 1212端蓋端蓋 1313密封環密

9、封環(6(6道道) ) 1414環形墊片環形墊片 1515缸蓋缸蓋 1616活塞活塞 1717連桿連桿 船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 13 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 14 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油配流軸配流軸配流殼配流殼船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 15 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油CLJMCLJM型的改進型的改進(1)(1)配流軸靜壓平衡。配流軸靜壓平衡。(2)(2)連桿靜壓平衡。連桿

10、靜壓平衡。(3)(3)配流軸的密封環和活塞的密封環均由配流軸的密封環和活塞的密封環均由O O形圈形圈改為活塞環。改為活塞環。船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 16 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油脈動率和爬行現象：脈動率和爬行現象：偏心輪偏心輪在不同的轉角時，進在不同的轉角時，進油缸油缸數數和各柱塞和各柱塞的瞬時速的瞬時速度在變化，度在變化，故瞬時故瞬時排量隨排量隨轉角脈動；工作轉角脈動；工作油壓既定時，油壓既定時，瞬時扭矩也隨轉角脈動瞬時扭矩也隨轉角脈動。扭矩扭矩脈動率脈動率：mminmaxMMMMM Mmaxmax- -最大扭矩；最大扭矩；

11、M Mminmin- -最小扭矩；最小扭矩；M Mm m- -平均扭矩；平均扭矩；低速工作時，因為瞬時排量不均勻，低速工作時，因為瞬時排量不均勻，出現時快出現時快時時慢，甚至時動時停的現象慢，甚至時動時停的現象稱稱爬行爬行現象現象。五缸：五缸： M M=7.5% =7.5% 七缸：七缸： M M=2.8% =2.8% 額定額定負載下不出現爬行現象的負載下不出現爬行現象的最低轉速稱最低轉速稱最低最低穩定轉速。穩定轉速。船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 17 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油3 3 變量方法變量方法排量排量q qM M=0.5=0.

12、5 d d2 2ezez， 調調e e即可調速。即可調速。1-1-偏心環偏心環2-2-小控制活塞小控制活塞3-3-大控制活塞大控制活塞4-4-殼體殼體5-5-滑塊滑塊6-6-隔套隔套7-7-集流器集流器船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 18 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油3 3 變量方法變量方法船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 19 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油三三 五星輪式液壓馬達五星輪式液壓馬達- -Roston1 1 工作原理工作原理1 1殼體殼體 2 2柱塞柱塞 3 3五星輪五星輪

13、 4 4壓力環壓力環 5 5偏心輪偏心輪船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 20 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 雙列油缸式結構雙列油缸式結構1 1配流套配流套 2 2殼體殼體 3 3曲軸曲軸 4 4五星輪五星輪 5 5柱柱塞塞 6 6定位套定位套 7 7內套內套 8 8壓力環壓力環 9 9尼龍擋尼龍擋圈圈船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 21 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 雙列油缸式結構雙列油缸式結構船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 22 第

14、八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 雙列油缸式結構雙列油缸式結構(2)(2)配流軸和曲軸做成一體；配流軸和曲軸做成一體；(1)(1)無連桿，設五星輪；無連桿，設五星輪；(3)(3)取消殼體的流道；取消殼體的流道；(4)(4)雙列結構可以降低不平衡徑向力，但有力矩。雙列結構可以降低不平衡徑向力，但有力矩。五星輪式和連桿式的主要不同：五星輪式和連桿式的主要不同：船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 23 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油柱塞、壓力環、五星輪油壓力基本平衡，稱柱塞、壓力環、五星輪油壓力基本平衡，稱靜壓平衡。靜壓平衡。柱塞：

15、頂面液壓力柱塞：頂面液壓力+ +彈簧力彈簧力 底面液壓力，壓緊。底面液壓力，壓緊。壓力環：底面液壓力壓力環：底面液壓力 頂面液壓力。頂面液壓力。五星輪：靜壓平衡，浮動狀態。五星輪：靜壓平衡，浮動狀態。3 3 主要部件的靜壓平衡主要部件的靜壓平衡力矩，力矩，導致柱導致柱塞磨損塞磨損船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 24 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油(1)(1)靜壓平衡；無連桿和球鉸；雙列式可減小靜壓平衡；無連桿和球鉸；雙列式可減小軸承負荷；壽命長。軸承負荷；壽命長。(2)(2)扭矩脈動率小，最低扭矩脈動率小，最低2r/min2r/min。(3

16、)(3)殼體內無流道。殼體內無流道。(4)(4)五星輪所需空間大，尺寸和重量較大。五星輪所需空間大，尺寸和重量較大。(5)(5)側向力較大，缸壁磨損側向力較大，缸壁磨損快快。4 4 主要特點主要特點船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 25 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油四四 內曲線式液壓馬達內曲線式液壓馬達1 1 結構和工作原理結構和工作原理船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 26 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油每個油缸的作用次數每個油缸的作用次數= =導軌曲面段數導軌曲面段數K K。導軌曲面上

17、應有一段圓弧，以防困油現象。導軌曲面上應有一段圓弧，以防困油現象。1 1輸出軸輸出軸 2 2殼體殼體 3 3缸體缸體 4 4柱塞柱塞 5 5橫梁橫梁 6 6滾輪滾輪 7 7端蓋端蓋 8 8偏心銷偏心銷 9 9鎖緊螺母鎖緊螺母 1010配流軸配流軸 1111密封圈密封圈船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 27 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油偏心銷偏心銷8 8用于微調，以彌補制造和安裝誤差。用于微調，以彌補制造和安裝誤差。1 1輸出軸輸出軸 2 2殼體殼體 3 3缸體缸體 4 4柱塞柱塞 5 5橫梁橫梁 6 6滾輪滾輪 7 7端蓋端蓋 8 8偏心銷

18、偏心銷 9 9鎖緊螺母鎖緊螺母 1010配流軸配流軸 1111密封圈密封圈配流窗口密封段對準導軌曲面過渡段時，不困油。配流窗口密封段對準導軌曲面過渡段時，不困油。發生困油時，將配油軸在周向進行微調。發生困油時，將配油軸在周向進行微調。船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 28 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油1 1輸出軸輸出軸 2 2殼體殼體 3 3缸體缸體 4 4柱塞柱塞 5 5橫梁橫梁 6 6滾輪滾輪 7 7端蓋端蓋 8 8偏心銷偏心銷 9 9鎖緊螺母鎖緊螺母 1010配流軸配流軸 1111密封圈密封圈配油軸上的配油軸上的配油窗口數目等于導軌曲

19、面段數配油窗口數目等于導軌曲面段數 2 2。0.5-1.0MPa0.5-1.0MPa回油背壓防止排油段滾輪脫離導軌。回油背壓防止排油段滾輪脫離導軌。主要泄漏：主要泄漏：配流軸圓周面上各配流窗口之間配流軸圓周面上各配流窗口之間船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 29 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 變量方式變量方式改變改變柱塞的有效作用數或改變多列柱塞的工作柱塞的有效作用數或改變多列柱塞的工作列列數實現數實現有級調速有級調速。六作用、八柱塞、雙速內曲線馬達六作用、八柱塞、雙速內曲線馬達調速原理調速原理A A、A A 進油，進油，B B回油，

20、回油，重載低速。重載低速。手柄左位：手柄左位：船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 30 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 變量方式變量方式改變改變柱塞的有效作用數或改變多列柱塞的工作柱塞的有效作用數或改變多列柱塞的工作列列數實現數實現有級調速有級調速。六作用、八柱塞、雙速內曲線馬達六作用、八柱塞、雙速內曲線馬達調速原理調速原理A A進油，進油，A A 、B B回油，回油，輕載高速。輕載高速。手柄右位：手柄右位：船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 31 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油3 3 主

21、要特點主要特點(1)(1)扭矩脈動率低，最低扭矩脈動率低，最低0.5r/min0.5r/min。(2)(2)徑向力平衡；徑向力平衡；起動起動效率效率 m0m0( (起動扭矩與理起動扭矩與理論扭矩之比論扭矩之比)98%)98%。(3)(3)作用數作用數K=4-10K=4-10，雙列或三列，可，雙列或三列，可得到較大得到較大的馬達排量的馬達排量q qM M和輸出扭矩。和輸出扭矩。(4)(4)零件多，工藝和材料的要求較高。零件多，工藝和材料的要求較高。船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 32 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油五五 葉片式液壓馬達葉片式液

22、壓馬達1 1 結構和工作原理結構和工作原理葉片式馬達和葉片泵的區別：葉片式馬達和葉片泵的區別：(1)(1)馬達必須有葉片壓緊機構，保證起動；馬達必須有葉片壓緊機構，保證起動；(2)(2)泵單向轉動，馬達雙向轉動；泵單向轉動，馬達雙向轉動；馬達葉片徑向放置，葉片頂端左右對稱；馬達葉片徑向放置，葉片頂端左右對稱；主油口口徑相同；主油口口徑相同；內泄露油有單獨通油箱的泄油管；內泄露油有單獨通油箱的泄油管；葉片根部和壓力側板背面與壓力油相通；葉片根部和壓力側板背面與壓力油相通；船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 33 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油葉片

23、式液壓馬達實例葉片式液壓馬達實例(IHI(IHI、三作用、中低壓、三作用、中低壓) )1 1安全閥安全閥 2 2殼體殼體( (定子定子) 3) 3轉子轉子 4 4、5 5弧形挺桿弧形挺桿 6 6補償彈簧補償彈簧 7 7葉片葉片 8 8柱銷柱銷 9 9放氣放氣塞塞 1010定距環定距環 1111軸承蓋軸承蓋 1212軸封壓蓋軸封壓蓋 1313軸承軸承 1414前端蓋前端蓋 1515泄油管泄油管 1616后端蓋后端蓋船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 34 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油2 2 船用低速葉片式馬達的主要形式船用低速葉片式馬達的主要形式1 1轉子轉子 2 2、5 5配油窗口配油窗口 3 3定子定子 4 4補償彈補償彈簧簧 6 6柱銷柱銷 7 7搖臂搖臂 8 8葉片葉片 9 9挺挺桿桿搖臂挺桿葉片壓緊機構搖臂挺桿葉片壓緊機構(IHI)(IHI)IHI IHI FUKUSHIMA FUKUSHIMA VICERSVICERS船舶輔機船舶輔機Marine Auxiliary Machinery 35 第八章第八章 液壓元件和液壓油液壓元件和液壓油液壓馬達的簡單對比液壓馬達的簡單對比連桿式連桿式五星輪式五星輪式內曲線式內曲線式葉片式葉片式受力受力活塞、連桿、配活塞、連桿、配流軸靜壓平衡流軸靜壓平