(2)雙作用葉片泵的工作原理及幾個(gè)應(yīng)注意的問題

①工作原理  圖E所示為雙作用葉片泵的工作原理。定子1的內(nèi)表面形似橢圓形，由兩段半徑為R的大圓弧、兩段半徑為r的小圓弧以及連接大小圓弧的四段過渡曲線組成。轉(zhuǎn)子2和定子1同心。轉(zhuǎn)子上開有均勻分布的徑向滑槽，矩形葉片3裝在轉(zhuǎn)子的滑槽內(nèi)并可靈活伸縮。轉(zhuǎn)子、葉片、定子都夾在前后兩個(gè)配流盤中間。矩形葉片將兩個(gè)配流盤和轉(zhuǎn)子及定子間形成的空間沿圓周分割為與葉片數(shù)量（均為偶數(shù)）相同的密封工作腔。由于轉(zhuǎn)子和定子間的徑向距離在過渡區(qū)沿圓周變化，故在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中這些密封工作腔會(huì)發(fā)生周期性的擴(kuò)大和縮小變化。配油盤上開設(shè)的四個(gè)配流窗口分別與吸、壓油窗口相通。在圖E所示轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片受離心力和葉片槽底部所通壓力油的作用而緊貼定子內(nèi)表面。當(dāng)葉片從定子內(nèi)表面的小圓弧區(qū)向大圓弧區(qū)移動(dòng)時(shí)，密封工作腔的容積逐漸增大，通過配流盤上左上角和右下角的吸油窗口吸油；當(dāng)從大圓弧區(qū)向小圓弧區(qū)移動(dòng)時(shí)，密封工作腔的容積逐漸減小，通過配流盤上左下角和右上角的壓油窗口壓油。吸油區(qū)和壓油區(qū)之間的一段封油區(qū)將吸、壓油區(qū)隔開。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每一葉片在槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)兩次，每個(gè)密封工作腔完成吸油和壓油動(dòng)作各兩次，故稱為雙作用葉片泵。基于同樣的原理，可制成三作用甚至更多作用次數(shù)的葉片泵，但均很少見。

    ②應(yīng)注意的幾個(gè)問題

    a．只能作定量泵與單作用葉片泵不同，雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子中心和定子中心之間同心，故雙作用泵只能作定量泵使用。

    b．徑向液壓力相互平衡  由于雙作用葉片泵的兩個(gè)吸、壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，故在轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)軸及軸承上所作用的徑向液壓力相互平衡，所以雙作用葉片泵又稱卸荷式泵。因此有利于泵的工作壓力的提高，且壽命較長(zhǎng)。

    c．定子內(nèi)表面曲線及其角度分配  雙作用葉片泵的定子內(nèi)表面曲線對(duì)泵的流量均勻性、吸人性能和壽命有很大影響。由前述已知，定子內(nèi)表面由兩段半徑為R的大圓弧、兩段半徑為r的小圓弧以及連接大小圓弧的四段過渡曲線所組成。

    為了保證工作平穩(wěn)和輸出流量均勻，理想的過渡曲線具備下列特征：應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)不“脫空”（與定子內(nèi)表面脫離），以免發(fā)生撞擊，產(chǎn)生噪聲，降低泵的使用壽命；在泵轉(zhuǎn)動(dòng)到過渡曲線和圓弧交接處或沿過渡曲線滑行時(shí)，葉片伸縮的徑向速度和加速度變化均勻，不會(huì)發(fā)生突變并引起硬沖現(xiàn)象，以減小沖擊、噪聲和磨損。過渡曲線有修正的阿基米德螺線、正弦加速曲線、等加速等減速曲線和高次曲線等幾種。雙作用葉片泵一般都使用綜合性能較好的等加速等減速曲線作為過渡曲線；有些高性能泵的過渡曲線則采用高次曲線。

    圓弧區(qū)段一般取小圓弧半徑r=r₀+(0.5～1)mm(r₀為轉(zhuǎn)子半徑)。增大大圓弧半徑與小圓弧半徑之差(R-r)可增大泵的排量，但受到葉片和轉(zhuǎn)子強(qiáng)度及葉片不脫空條件的制約。分析計(jì)算表明，當(dāng)葉片徑向運(yùn)動(dòng)按等加速等減速規(guī)律變化時(shí)，允許選用較大的R/r值，因而可得到較大的(R-r)值，故定子內(nèi)表面過渡曲線多采用等加速等減速曲線。

    為了保證吸油腔與壓油腔之間的密封及避免困油現(xiàn)象，定子內(nèi)表面曲線的角度分配應(yīng)滿足一定條件。圖F所示為配流盤與定子曲線相對(duì)位置關(guān)系，可以看到：若泵的葉片數(shù)為z，為了保證吸油腔與壓油腔之間的密封，大圓弧區(qū)段及小圓弧區(qū)段的吸、排油腔之間的密封角α₁和α₂應(yīng)滿足的條件為α₁≥2π/z和α₂≥2π/z。為了避免發(fā)生困油現(xiàn)象，應(yīng)使兩封油葉片之間的容腔在α1和α₂角度范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)（此時(shí)容腔與高、低壓腔均不相通），其容積大小保持不變，即保證大圓弧區(qū)段及小圓弧區(qū)段對(duì)應(yīng)的中心角β_l和β₂滿足β_l≥a₁和β₂≥α₂。

    d．壓力沖擊及減振  若泵的轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩相鄰葉片間的工作腔從吸油區(qū)進(jìn)人大圓弧區(qū)時(shí)，油腔中的壓力保持為最低。當(dāng)此工作腔轉(zhuǎn)至開始與排油區(qū)接通時(shí)，高壓油液流人此密封容腔并壓縮其中的油液，因此壓力驟升。這個(gè)過程將引起壓力沖擊和噪聲。解決這個(gè)問題的常用方法是設(shè)置三角減振槽（圖F），使高、低壓油逐漸接通，高壓油進(jìn)入密封容腔時(shí)受到節(jié)流阻尼，從而減緩壓力沖擊現(xiàn)象，起消振作用。

e．葉片前傾安放  當(dāng)葉片在壓油區(qū)沿定子曲線滑動(dòng)時(shí)，定子內(nèi)表面對(duì)葉片的法向接觸反力F_n可分解為沿葉片槽方向的分力F_p和橫向分力F_t，由于葉片的外伸部分是懸臂梁結(jié)構(gòu)，故橫向分力會(huì)在葉片與槽側(cè)壁的接觸處產(chǎn)生較大的摩擦力，葉片與定子曲線的接觸壓力角α（定子曲線接觸點(diǎn)處的法線方向與葉片方向的夾角）越小，橫向分力F_t=F_nsinα越小，越有利于葉片在其槽內(nèi)自如滑動(dòng)，并減小摩擦力從而減少葉片與槽之間的磨損。故葉片槽不徑向開設(shè)，而是順轉(zhuǎn)向前傾一個(gè)角度θ（通常θ=10°～14°）開設(shè)，使α＜φ，即α=φ-θ[圖G(a)]。否則，壓力角a=φ將較大，F_t也較大。但這樣做的結(jié)論并不適用于吸油區(qū)[圖G(b)]，一方面在吸油區(qū)葉片槽前傾反而使壓力角α增大，變?yōu)棣?span lang="EN-US">=φ+θ，使葉片的受力情況更加惡化；另一方面葉片沿定子曲線滑動(dòng)時(shí)，其頂部實(shí)際上除了受到定子內(nèi)表面反作用力外，還受到與滑動(dòng)方向相反的摩擦力Ff作用，兩者的合力F才是計(jì)算有害橫向分力F_t的依據(jù)，故上述僅以法向接觸反力Fn作為依據(jù)勢(shì)必得出壓力角越小越好的錯(cuò)誤結(jié)論。新的觀點(diǎn)認(rèn)為取θ=0°更為合理，目前國(guó)外一些雙作用葉片泵的葉片槽是徑向開設(shè)的，所以關(guān)于葉片安放角問題仍值得進(jìn)行深入探討。