液壓泵在吸油和壓油過程中，瞬時流量是不均勻的，隨時間而變化。但是，在液壓泵連續轉動時，每轉中各瞬時的流量卻按同一規律重複變化，這種現象稱為液壓泵的流量脈動。
基本介紹
- 中文名：液壓泵流量脈動
- 外文名：Flow pulsation of hydraulic pump
- 學科：綜合能源
- 領域：工程技術
簡介,原理,流量脈動率,流量脈動對工作部件的影響,降噪,
簡介
常用液壓泵的類型主要可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵等四類。齒輪泵屬於容積型迴轉式一類的泵通過藉助於齒輪副輪齒脫開嚙合側和進入嚙合側在密封殼體內形成的工作容積的周期性變化，實現工作流體的輸送。葉片泵通過葉片受離心力緊貼定子內表面移動形成工作容積的周期性變化完成吸排油。柱塞泵用柱塞和油缸體作為主要工作構件，當柱塞在缸體的柱塞孔中作往復運動時，由柱塞和缸體組成的密閉容積工作容積發生容積變化，完成吸排油過程。螺桿泵依靠旋轉的螺桿相互之間形成周期性變化的容積完成吸排油過程。
由於其結構等原因，液壓泵產生的流量是周期性脈動的，由此可引起液壓系統壓力產生周期性的脈動。這種壓力脈動在系統中會產生周期性的壓力波將導致系統中各元件作周期性的振動、爬行、噪聲，甚至損壞。
原理
考慮如右圖所示的簡單的液壓泵一直管道一載入閥系統。由於管道及閥對泵的載入，液壓泵的流量脈動在上述系統中就會形成一定的壓力脈動。此脈動波以聲速在流體內傳播，從源端出發，在行進中碰到閥就會被反射，此反射波傳播到源端又會被再反射，結果是在管道內形成駐波。
圖1
圖1流量脈動率
一般運用流量脈動率σ來評價瞬時流量的脈動。設qmax、qmin表示最大瞬時流量和最小瞬時流量，q表示平均流量，則流量脈動率可以用式：σ=（qmax-qmin）/q表示。
流量脈動對工作部件的影響
液壓泵的流量脈動會引起壓力脈動，從而使管道，閥等元件產生振動和噪聲。而且，由於流量脈動致使泵的輸出流量不穩定，影響工作部件的運動平穩性，尤其是對精密的液壓傳動系統更為不利。通常，螺桿泵的流量脈動最小，雙作用葉片泵次之，齒輪泵和柱塞泵的流量脈動最大。
降噪
噪聲污染成為世界範圍內的環境問題，在工業領域尤為嚴重。軸向柱塞泵是液壓系統主要噪聲源，其流體噪聲能夠激發相連管道、閥等相關元件振動，致使整個液壓系統氣動噪聲加劇。泵源流量脈動是軸向柱塞泵流體噪聲的主要激振源，具有高頻、大流量的特點，由於現有高頻動態流量計不能直接測試，只能採用間接方法測量。ISO標準“二次源”法是測試容積泵泵源流量脈動的間接方法，該方法基於波的傳遞理論和管道壓力動態特性，套用頻率特性已知的輔助泵、閥等改變被測泵所在測試系統的終端阻抗，通過感測器同步測試被測泵和輔助泵、閥之間相連管道不同位置處動態壓力推導泵源流量脈動。這一方法適用於多種類型容積泵，測試精度較高，但是系統構成複雜，當感測器距離是壓力波波長的整數倍時，不能準確測試泵源流量脈動。
