液壓馬達概述

一. 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入工作液體，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，也可變爲液壓泵工況。因爲它們具有同樣的基本結構要素——密閉而又可以週期變化的容積和相應的配油機構。

但是，由於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；液壓馬達的轉速範圍需要足夠大，特別對它的最低穩定轉速有一定的要求，因此它通常都採用滾動軸承或靜壓滑動軸承；其次，液壓馬達由於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啓動轉矩。由於存在着這些差別，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爲齒輪式、葉片式、柱塞式等幾種，按額定轉速可分爲高速和低速兩大類。額定轉速高於500r/min的屬於高速液壓馬達，額定轉速低於500r/min的屬於低速液壓馬達。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，便於啓動和制動，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，所以又稱爲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，使傳動機構大爲簡化，通常低速液壓馬達輸出轉矩較大，所以又稱爲低速大轉矩液壓馬達。

二. 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，其原則差別在於：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爲液壓馬達的排量VM，單位時間所需輸入的液體體積稱爲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 (1-1)

但由於液壓馬達存在泄漏，故實際所需流量應大於理論流量。設液壓馬達的泄漏量爲△q，則實際供給液壓馬達的流量爲

qM=qtM+△q (1-2)

液壓馬達的容積效率ηVM爲理論流量qtM比實際流量qM，即

ηVM=qtM/qM=(VMnM)/qM (1-3)

液壓馬達的轉速nM公式爲

nM=(qM/Vm) ηVM (1-4)

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範圍。

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小於理論轉矩TtM，設由摩擦造成的轉矩損失爲△TM，則TM=TtM-△TM，液壓馬達的機械效率ηmM爲實際輸出轉矩TM與理論轉矩TtM的比值，即

ηmM=TM/TtM (1-5)

則液壓馬達的輸出轉矩表達式爲

TM=TtMηmM=(△pVM/2π) ηmM (1-6)

式中，△p爲液壓馬達進、出口處的壓力差。

3．液壓馬達的總效率

液壓馬達的總效率爲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 (1-7)

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