三作用多泵多马达输出转速和转矩的理论分析

　　随着液压技术的发展，对液压元件的效率、比功率、控制方式、节能等各方面的要求越来越高，元件的种类也需要进一步丰富[1-3].目前，国内外大多数研究人员都是在已有泵和马达工作原理的基础上从提高性能指标，改善各部件的材料、密封、润滑条件等方面进行研究，从而提高元件的实际使用寿命.还有一部分研究人员通过改变部分摩擦副的材料来提高元件的性能，并应用于特殊行业[4-6]，但在泵和马达的工作原理方面进行深入研究则较少.

　　1　多泵、多马达原理

　　目前，广泛应用在液压传动系统的核心元件均是由单泵和单马达组成的[7-9]，存在一些不易解决的难题.因此，开发新型的液压元件和传动方式是解决实际需求的方法之一.本文成功试验了等宽曲线双定子泵[10]，典型结构的(双滚柱连杆型)实物照片如图1所示.

　　新型结构的元件既可以作泵使用，又可以作马达使用.当作为泵使用时，将几个泵制作在一个壳体内，形成了多个泵.多泵是由1个转子(或1个定子)对应2个定子(或2个转子)所形成的一体多泵，特点是体积小、重量轻、结构简单和比功率大，并且可以有多个不同流量的输出.

　　当作为马达使用时，在一个壳体内可实现具有多个马达的功能，可以有多个不同流量的输入，可形成多速马达和差动马达，因此被称为一体多马达.双滚柱连杆型三作用等宽曲线双定子泵(马达)的原理简图如图2所示.它在一个泵壳内实现了由3个输入流量相同的外泵和3个输出流量相同的内泵组成的6个泵，当作为马达使用时，就是3个输入流量相同的外马达、内马达所组成的6个马达[11-12].

　　当转子转动时，三作用双定子泵在一个泵体内形成了多个泵(偶数个)，3个外泵是由转子、外定子、滚柱滑块组(滚柱、滑块)、配流装置、侧板形成的，而3个内泵是由转子与内定子、滚柱滑块组(滚柱、滑块)、配流装置、侧板形成的.随着转子的转动，内泵吸油时外泵压油，外泵吸油时内泵压油，所有内泵或外泵的流量相同，且每个内泵和外泵的流量成一定比例，因此三作用双定子泵在一个泵体内形成了同时工作的多个等比例输出的泵.在一个泵体上可有多个进油口和出油口，它们可以单独输出，也可以组合输出.当所有外泵和、内泵和为1个输出时，泵的输出流量是成比例的，可作为等比例输出双泵使用.

　　2　多泵、多马达符号的规定及供油方式

　　2.1　符号规定

　　多泵多马达的传动系统是由新型元件多泵、多马达组成的，因此应对它们的职能符号的表示方法作出规定，才能设计好多泵多马达传动图.将液压传动中所使用的泵称为单泵，而单泵是指在1个壳体内只有1个转子对应1个定子所形成的泵，当作为马达使用时只有1个输入.以圆圈表示泵(马达)，圆内加三角表示液体的流动方向;三角尖向外时为泵，向内时为马达，同时还分为单向、双向和变量的.为了能表示出多泵、多马达的特性，对多泵、多马达的符号除了参照以上的规定外，还作出了如下的规定：①由于多泵(马达)中存在多个内泵(马达)和多个外泵(马达)，且在一个壳体内实现，共用一个转子和定子，同为一个轴传动，因此采用同轴连接的符号(见图3);②外泵(马达)采用与单泵(马达)相同的单个圆圈的符号，而内泵采用双圆圈的图形来区分(见图4);③一个泵体内有几个内、外泵(马达)，就在圆圈里加几个三角;④双向的参照现有的规定，在圆圈内加双向三角(见图5).按照这些规定就可以画出多泵多马达传动中各种多泵、多马达的符号.