[科普中国]-液压泵流量脉动

液压泵在吸油和压油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。但是，在液压泵连续转动时，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，这种现象称为液压泵的流量脉动。

简介常用液压泵的类型主要可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等四类。齿轮泵属于容积型回转式一类的泵通过借助于齿轮副轮齿脱开啮合侧和进入啮合侧在密封壳体内形成的工作容积的周期性变化，实现工作流体的输送。叶片泵通过叶片受离心力紧贴定子内表面移动形成工作容积的周期性变化完成吸排油。柱塞泵用柱塞和油缸体作为主要工作构件，当柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动时，由柱塞和缸体组成的密闭容积工作容积发生容积变化，完成吸排油过程。螺杆泵依靠旋转的螺杆相互之间形成周期性变化的容积完成吸排油过程。

由于其结构等原因，液压泵产生的流量是周期性脉动的，由此可引起液压系统压力产生周期性的脉动。这种压力脉动在系统中会产生周期性的压力波将导致系统中各元件作周期性的振动、爬行、噪声，甚至损坏。1

原理考虑如右图所示的简单的液压泵一直管道一加载阀系统。山于管道及阀对泵的加载，液压泵的流量脉动在上述系统中就会形成一定的压力脉动。此脉动波以声速在流体内传播，从源端出发，在行进中碰到阀就会被反射，此反射波传播到源端又会被再反射，结果是在管道内形成驻波。2

流量脉动率一般运用流量脉动率σ来评价瞬时流量的脉动。设qmax、qmin表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，q表示平均流量，则流量脉动率可以用式：σ=（qmax-qmin）/q表示3。

流量脉动对工作部件的影响液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道，阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。

降噪噪声污染成为世界范围内的环境问题，在工业领域尤为严重。轴向柱塞泵是液压系统主要噪声源，其流体噪声能够激发相连管道、阀等相关元件振动，致使整个液压系统气动噪声加剧。泵源流量脉动是轴向柱塞泵流体噪声的主要激振源，具有高频、大流量的特点，由于现有高频动态流量计不能直接测试，只能采用间接方法测量。ISO标准“二次源”法是测试容积泵泵源流量脉动的间接方法，该方法基于波的传递理论和管道压力动态特性，应用频率特性已知的辅助泵、阀等改变被测泵所在测试系统的终端阻抗，通过传感器同步测试被测泵和辅助泵、阀之间相连管道不同位置处动态压力推导泵源流量脉动。这一方法适用于多种类型容积泵，测试精度较高，但是系统构成复杂，当传感器距离是压力波波长的整数倍时，不能准确测试泵源流量脉动。4

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学