液壓馬達的概述

1. 液壓馬達的作用和分類

    從能量轉換的觀點來看，液壓泵與液壓馬達是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸人工作液體，都可使其變成液壓馬達工況；反之，當液壓馬達的主軸由外力矩驅動旋轉時，也可變為液壓泵工況。因為它們具有同樣的基本結構要素——密閉而又可以周期變化的容積和相應的配油機構。

    但是，由于液壓馬達和液壓泵的工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣，所以同類型的液壓馬達和液壓泵之間，仍存在許多差別。首先，液壓馬達應能夠正、反轉，因而要求其內部結構對稱；液壓馬達的轉速范圍需要足夠大，特別對它的最低穩定轉速有一定的要求，因此它通常都采用滾動軸承或靜壓滑動軸承；其次，液壓馬達由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性才能提供必要的啟動轉矩。由于存在著這些差別，使得液壓馬達和液壓泵在結構上比較相似，但不能可逆工作。

    液壓馬達按其結構來分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式等幾種，按額定轉速可分為高速和低速兩大類。額定轉速高于500r/min的屬于高速液壓馬達，額定轉速低于500r/min的屬于低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉速較高、轉動慣量小，便于啟動和制動，調節（調速及換向）靈敏度高。通常高速液壓馬達輸出轉矩不大，所以又稱為高速小轉矩液壓馬達。低速液壓馬達的基本形式是徑向柱塞式，此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結構形式，低速液壓馬達的主要特點是排量大、體積大轉速低（有時可達每分鐘幾轉甚至零點幾轉），因此可直接與工作機構連接，不需要減速裝置，使傳動機構大為簡化，通常低速液壓馬達輸出轉矩較大，所以又稱為低速大轉矩液壓馬達。

2. 液壓馬達的性能參數

    1．液壓馬達的客積效率和轉速

    在液壓馬達的各項性能參數中，壓力、排量、流量等參數與液壓泵同類參數有相似的含義，其原則差別在于：在泵中它們是輸出參數，在液壓馬達中則是輸入參數。

    在不考慮泄漏的情況下，液壓馬達每轉所需要輸入的液體體積稱為液壓馬達的排量VM，單位時間所需輸入的液體體積稱為液壓馬達的理論流量qTm即真正轉換成輸出轉速所需的流量，則

                            qTm=VMnM                          (4-1)

但由于液壓馬達存在泄漏，故實際所需流量應大于理論流量。設液壓馬達的泄漏量為q，則實際供給液壓馬達的流量為

                        qM=qtM+△q                        (4-2)

  液壓馬達的容積效率ηVM為理論流量qtM比實際流量qM，即

                        ηVM=qtM/qM=(VMnM)/qM                    (4-3)

  液壓馬達的轉速nM公式為

                          nM=(qM/Vm) ηVM                     (4-4)

    衡量液壓馬達轉速性能好壞的一個重要指標是最低穩定轉速，它是指液壓馬達在額定負載下不出現爬行（抖動或時轉時停）現象的最低轉速。在實際工作中，一般都希望最低穩定轉速越小越好，這樣就可以擴大液壓馬達的變速范圍。

    2．液壓馬達的機械效率和轉矩

    因液壓馬達存在摩擦損失，使液壓馬達輸出的實際轉矩TM小于理論轉矩TtM，設由摩擦造成的轉矩損失為△TM，則TM=TtM-△TM，液壓馬達的機械效率ηmM為實際輸出轉矩TM與理論轉矩TtM的比值，即

                           ηmM=TM/TtM                      (4-5)

  則液壓馬達的輸出轉矩表達式為

                       TM=TtMηmM=(△pVM/2π) ηmM              (4-6)

式中，△p為液壓馬達進、出口處的壓力差。

    3．液壓馬達的總效率

    液壓馬達的總效率為液壓馬達的輸出功率PoM與液壓馬達的輸入功率PiM之比，即

                      ηM=PoM/PiM=T2πnM/pq=ηVMηmM              (4-7)

    由上式可知，液壓馬達的總效率等于液壓馬達的容積效率ηVM與液壓馬達的機械效率ηmM的乘積。