图3-10所示是内啮合齿轮泵的工作原理图
它是由配油盘(前、后盖)、外转子(从动轮)和偏心安置在泵体内的内转子(主动轮)等组成。内、外转子相差一齿,图中内转子为六齿,外转子为七齿,由于内外转子是多齿啮合,这就形成了若干密封容积。内转子带动外转子作同向旋转。这时,由内转子齿顶和外转子齿谷间形成的密封容积 (图中阴线部分),随着转子的转动密封容积就逐渐扩大,于是就形成局部真空,油液被吸入密封腔,当封闭容积达到最大时吸油完毕。当转子继续旋转时,充满油液的密封容积便逐渐减小,油液受挤压,于是通过另一配油窗口将油排出，压油完毕。内转子每转一周,由内转子齿顶和外转子齿谷所构成的每个密封容积,完成吸、压油各一次,当内转子连续转动时,即完成了液压泵的吸排油工作。
内啮合齿轮泵的外转子齿形是圆弧,内转子齿形为短幅外摆线的等距线,故又称为内啮合摆线齿轮泵,也叫转子泵。
内啮合齿轮泵有许多优点,如结构紧凑,体积小,零件少,转速可高达10000r/mim，运动平稳,噪声低,容积效率较高等。缺点是流量脉动大,转子的制造工艺复杂等,目前已采用粉末冶金压制成型。随着工业技术的发展,摆线齿轮泵的应用将会愈来愈广泛；内啮合齿轮泵可正、反转,可作液压马达用。
第三节 叶片泵
叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。
根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分为两类，即完成一次吸、排油液的单作用叶片泵和完成两次吸、排油液的双作用叶片泵。单作用叶片泵多为变量泵，工作压力最大为7.0Mpa，双作用叶片泵均为定量泵，一般最大工作压力亦为7.0Mpa，结构经改进的高压叶片泵最大的工作压力可达16.0～21.0Mpa。
一、双作用叶片泵
1.双作用叶片泵的工作原理
双作用叶片泵的工作原理如图3-11所示,泵由定子1、转子2、叶片3和配油盘(图中未画出)等组成。转子和定子中心重合,定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表面,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封
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空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。
图3-11双作用叶片泵的工作原理 1—定子 2—转子 3—叶片
2.双作用叶片泵的排量和流量计算
双作用叶片泵的排量计算简图如图3-12所示,由于转子在转一周的过程中,每个密封空间完成两次吸油和压油,所以当定子的大圆弧半径为R,小圆弧半径为r、定子宽度为B,两叶片间的夹角为??2?/z弧度时,每个密封容积排出的油液体积为半径为R和r、扇形角为?、厚度为B的两扇形体积之差的两倍,因而在不考虑叶片的厚度和倾角时双作用叶片泵的排量为：
图3-12双作用叶片泵排量计算简图
V?2?(R?r)B (3-16)
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一般在双作用叶片泵中,叶片底部全部接通压力油腔,因而叶片在槽中作往复运动时,叶片槽底部的吸油和压油不能补偿由于叶片厚度所造成的排量减小,为此双作用叶片泵当叶片厚度为b、叶片安放的倾角为?时的排量为：
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V?2??R2?r2?B?2(3-17) R?r??22bzB?2B??R?r?bz? cos?cos???R?r??所以当双作用叶片泵的转数为n,泵的容积效率为?V时,泵的理论流量和实际输出流量分别为：
qi?Vn?2B??R2?r2??bz?n (3-18) ?cos??? q?qi?V?2B??R2?r2??bz?n?V (3-19) ?cos???双作用叶片泵如不考虑叶片厚度,泵的输出流量是均匀的,但实际叶片是有厚度的,长半径圆弧和短半径圆弧也不可能完全同心,尤其是叶片底部槽与压油腔相通,因此泵的输出流量将出现微小的脉动,但其脉动率较其他形式的泵(螺杆泵除外)小得多,且在叶片数为4的整数倍时最小,为此，双作用叶片泵的叶片数一般为12或16片。
3.双作用叶片泵的结构
YB双作用叶片泵的结构如图3-13所示。它由前泵体6、和后泵体7、左右配油盘1、5、定子4、转子、叶片、转动轴3等组成，右配油盘5的右侧与高压油腔相通，使配油盘与定子端面紧密配合，对转子端面间隙自动补偿。
?R?r??R?r? 图3-13 双作用叶片泵的典型结构
1、5—配油盘 2、8—轴承 3—传动轴 4—定子 6—后泵体 7—前泵体 9—密封圈 10—盖板 11—叶片 12—转子 13—定位销
(1)配油盘 双作用叶片泵的配油盘如图3-14所示,
图3-14配油盘
1、3—压油窗口 2、4—吸油窗口c—环形槽
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在盘上有两个吸油窗口2、4和两个压油窗口1、3,窗口之间为封油区,通常应使封油区对应的中心角?稍大于或等于两个叶片之间的夹角，否则会使吸油腔和压油腔连通，造成泄漏，当两个叶片间密封油液从吸油区过渡到封油区(长半径圆弧处)时,其压力基本上与吸油压力相同,但当转子再继续旋转一个微小角度时，使该密封腔突然与压油腔相通，使其中油液压力突然升高,油液的体积突然收缩,压油腔中的油倒流进该腔,使液压泵的瞬时流量突然减小,引起液压泵的流量脉动、压力脉动和噪声,为此在配油盘的压油窗口靠叶片从封油区进入压油区的一边开有一个截面形状为三角形的三角槽(又称眉毛槽),使两叶片之间的封闭油液在未进入压油区之前就通过该三角槽与压力油相连,其压力逐渐上升,因而缓减了流量和压力脉动，并降低了噪声。环形槽c与压油腔相通并与转子叶片槽底部相通,使叶片的底部作用有压力油。
(2)定子曲线 定子曲线是由四段圆弧和四段过渡曲线组成的。过渡曲线应保证叶片贴紧在定子内表面上,保证叶片在转子槽中径向运动时速度和加速度的变化均匀, 四段圆弧和四段过渡曲线接点处应圆滑过渡，以避免冲击、噪音和磨损。目前常用的过渡曲线有阿基米德螺旋线,“等加速一等减速”曲线等。
(3)叶片的倾角 叶片在工作过程中,受离心力和叶片根部压力油的作用,使叶片和定子紧密接触。当叶片转至压油区时,定子内表面迫使叶片推向转子中心,它的工作情况和凸轮相似,叶片与定子内表面接触有一压力角为?,且大小是变化的,其变化规律与叶片径向速度变化规律相同,即从零逐渐增加到最大,又从最大逐渐减小到零,因而在双作用叶片泵中,将叶片顺着转子回转方向前倾一个?角，使压力角减小到??,这样就可以减小侧向力FT,因而叶片泵叶片的倾角?一般10°～14°。YB型叶片泵叶片相对于转子径向连线前倾13°。但近年的研究表明,叶片倾角并非完全必要,某些高压双作用叶片泵的转子槽是径向的,且使用情况良好。
4.提高双作用叶片泵压力的措施
由于一般双作用叶片泵的叶片底部通压力油,就使得处于吸油区的叶片顶部和底部的液压作用力不平衡,叶片顶部以很大的压紧力抵在定子吸油区的内表面上,使磨损加剧,影响叶片泵的使用寿命,尤其是工作压力较高时,磨损更严重,因此吸油区叶片两端压力不平衡,限制了双作用叶片泵工作压力的提高。所以在高压叶片泵的结构上必须采取措施,使叶片压向定子的作用力减小。常用的措施有:
(1)减小作用在叶片底部的油液压力。将泵的压油腔的油通过阻尼槽或内装式小减压阀通到吸油区的叶片底部,使叶片经过吸油腔时,叶片压向定子内表面的作用力不致过大。
(2)减小叶片底部承受压力油作用的面积。叶片底部受压面积为叶片的宽度和叶片厚度的乘积,因此减小叶片的实际受力宽度和厚度,就可减小叶片受压面积。如图3-15所示,这种结构中采用了复合式叶片(亦称子母叶片),叶片分成母叶片1与子叶片2两部分。通过配油盘使母子叶片间的小腔a总是和压力油相通,而母叶片底部c腔,则借助于虚线所示的油孔,始终与顶部油液压力相同。当叶片处在吸油腔工作时,叶片根部不受高压油作用，只受a腔的高压油作用压向定子内表面,由于a腔面积不大，所以减小了叶片和定子内表面间的作用力，但能使叶片与定子接触，保证密封。
图3-15减小叶片作用面积的子母叶片式结构
1—母叶片 2—子叶片 3—转子
(3)使叶片顶端和底部的液压作用力平衡。图3-16(a)所示的泵采用双叶片结构,叶片槽
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