第四章 液压执行元件 第一节 液压马达(4)

　　切向力 对与曲轴的旋转中心 产生扭矩，使曲轴绕中心 逆时针方向旋转。

　　柱塞缸①和③也与此相似，只是由于它们相对于主轴的位置不同，所以产生的扭矩的大小与缸②不同。使曲轴旋转总扭矩应等于与高压腔相通的柱塞缸（在图示情况下为①、②和③）所产生的扭矩之和。曲轴旋转时，缸①、②、③的容积增大，④、⑤的容积变小，油液通过壳体油道④、⑤经配流轴的排油腔排出。

　　当配流轴隧马达转过一个角度后配流轴"隔墙"封闭了油道③，此时缸③与高、低压腔均不相通，缸①、缸②通高压油，使马达产生扭矩，缸③和缸⑤排油。当曲轴连同配流轴再转过一个角度后，缸⑤、①、②通高压油，使马达产生扭矩，缸③、④排油。由于配流轴随曲轴一起旋转，进油腔和排油腔分别依次与各柱塞缸接通，从而保证曲轴连续旋转。

　　若将进、出油口交换，马达就反转。

　　以上讨论的是壳体固定、曲轴旋转的情况。若将曲轴固定，进、排油直接接通到配流轴中，即可使外壳旋转。外壳旋转的马达用来驱动车轮、卷筒十分方便。

１、单作用连杆型径向柱塞式液压马达的工作原理

　　如图所示为曲轴连杆式柱塞径向马达。在壳体2内沿圆周均匀布置了五个（或七个）柱塞缸，柱塞上有密封环9，以保证密封良好，提高容积效率，降低加工精度要求。连杆3与柱塞10以球头铰接，并用卡环8锁紧。连杆大端的鞍型圆柱面紧贴在曲轴5的偏心轮上，并用两个挡圈4夹持住。曲轴5支承在两个滚柱轴承6中，一端外伸作为输出轴，另一端与配流轴7连接，式配流轴7与曲轴5一起转动。该配流轴采用了静压平衡结构。由B－B剖面进来的高压油，经轴向通路流入C－C剖面右半部后，一方面进入相应的缸孔，另一方面又借助轴向小孔G将其引导A－A剖面和E－E剖面的左半部。与此同时，由相应缸孔排出到C-C剖面左半部的低压油，一方面经轴向通路进入D－D剖面后排出，另一方面借助轴向小孔F将其引到A－A剖面和E－E剖面的右半部。由此可见，只要C－C剖面的轴向宽度是A－A（或E－E）剖面轴向宽度得两倍时，配流轴的径向力就大为减少。另外，缸孔内的高压油经连杆中部节流器1引入连杆大端的鞍型圆柱面与曲轴5的偏心轮之间的油室中，以形成静压支承，避免金属直接接触。虽然在起动和停车时仍不免有金属接触现象发生，但总的来说，机械摩擦损失大为减少。据资料介绍，这种结构形式的、缸径为100mm的马达，额定角速度达17.5rad/s，容积效率达95％，总效率达90％，起动机械效率可达88％～98％，最低稳定角速度达0.3rad/s。

 ２、单作用连杆型径向柱塞式液压马达的典型结构

五、多作用内曲线径向柱塞式液压马达

概 述

　　多作用－定子的内曲面可以多达十几段（多次行程曲线）。每一个柱塞经过每一段时都要吸排油各一次，也就是说转子每转一转，柱塞要进行多次进退（对输出轴产生多次渐增转矩，并通过输出轴带动负载旋转）因此称作多作用马达。

优点：结构紧凑，体积小，输出转矩大，而且输出的转矩和转速很均匀。在低速时也有很好的均匀性（如果设计合理，在转速低于2r/min时仍能很稳定），这是单作用径向柱塞马达所不及的。

缺点：由于结构复杂，加工制造较难，所以宜用于外形尺寸受到限制，要求转速及转矩特别平稳或要求转矩特别大的场合。

　　 如上图所示为多作用内曲线径向柱塞式液压马达的结构图。凸轮环1的内壁由x个（图中x=6）均布的形状完全相同的曲线组成，每个曲线凹部顶点将曲线分成对称的两个区段，一侧为进油区段（即工作区段），另一侧为回油区段（即空载区段），缸体14的圆周方向上有Z个均布的柱塞缸孔，其中x个窗孔与压力油相通，这2x个配流窗孔分别与x个凸轮环曲面的进油区段和回油区段相对应。