外啮合式派克齿轮泵的结构特点

关于外啮合式派克齿轮泵的结构特点，柯兰液压从困油现象及消除措施、泄漏及其改善措施以及径向力不平衡问题及其改善措施三个方面来了解。一种泵的结构特点是怎样的，在我们了解其优缺点以及改善措施后，那么这种泵在我们面前将再无神秘感。

（１）困油现象及消除措施：为使齿轮泵能连续平稳地供油，齿轮泵齿轮啮合的重叠系数ε必须大于１ ，齿轮旋转时，前一对轮齿尚未脱开之前，后一对轮齿已经进入啮合。这时，两对啮合轮齿之间形成一个与吸、压油腔均不相通的封闭容积，称为困油区，留在该封闭容积中的油液便被困在里边〔见图13-5（a）〕。随着齿轮的转动，困油区的容积发生变化。当容积逐渐减小时〔由图13-5（a）过渡到图13-5（b）〕，由于无法排油，被困油液受到挤压，压力急剧升高，油液从零件配合表面的缝隙中强行挤出，使齿轮和轴承受到很大的径向力，降低了轴承的寿命，同时产生功率损失，还会使油温升高；当容积逐渐增大时〔由图13-5（b）过渡到图13-5c）〕，由于无法补油，困油区产生局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生空穴现象，使流量不均匀或造成很大噪声。这种现象称为齿轮泵的困油现象。

消除困油现象的措施，是在泵的前、后盖板上开两个卸荷槽，如图13-5d 中的双点划线所示，其中一个通压油腔，另一个通吸油腔。当困油区容积由大变小时，通过右边的卸荷槽与压油腔相通；当困油区容积由小变大时，通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。卸荷槽的位置要适当，使困油区既能排出油液，又能吸进油液。但两卸荷槽之间的距离a 不能太小，以防止吸、压油腔通过困油区串通。

（２）泄漏及其改善措施：外啮合齿轮泵高压腔的压力油泄漏到低压腔中主要有三条途径：一是通过齿轮端面与前、后盖板之间的端面间隙；二是通过齿顶圆与泵体内孔之间的径向间隙；三是通过齿轮啮合处的接触间隙。其中通过端面间隙的泄漏量最大，可占总泄漏量的75%-80%。理论分析证明，泄漏量的大小与间隙的三次方成正比，与压力差成正比。因此，普通齿轮泵的容积效率较低，输出压力也不易提高。
依据上述分析，要提高齿轮泵的压力和容积效率，首要的问题是减小端面间隙。因此，在中高压和高压齿轮泵中为减小端面间隙，提高容积效率，一般都采用端面间隙自动补偿。端面间隙自动补偿是在齿轮与前、后盖板之间增加补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在补偿零件的背面引入压力油。此压力油形成的压力差使浮动轴套或浮动侧板压紧齿轮端面，使端面间隙减小。

（３）径向力不平衡问题及其改善措施：齿轮泵工作时，压油腔的油压高于吸油腔的油压，因此作用在齿轮外圆上的压力是不相等的。在压油腔和吸油腔处齿轮外圆和齿廓表面分别承受着工作压力和吸油腔压力；在齿轮和泵体内孔的径向间隙中，由于高压油液通过该间隙泄漏，因而可以认为压力由压油腔压力依次递减为吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向的作用力，这就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。齿轮泵工作压力愈高，径向不平衡力愈大，其结果是加速了轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴弯曲，造成齿顶与泵体内孔表面的摩擦，影响泵的正常工作。

为了减小径向不平衡力的影响，通常采取的措施有两个：一是缩小压油口的直径，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围内，这样压力油作用于齿轮上的面积缩小了，因而径向力也相应减小。二是采用开压力平衡槽的办法来解决径向不平衡力的问题。如图13-6所示，通过在盖板上开设平衡槽A 、B ，使它们分别与压油腔和吸油腔相通，产生一个与压油腔和吸油腔对应的液压径向力，起到平衡作用。这种办法可使作用到齿轮上的径向力大体上获得平衡，但会使泵的高、低压油区接近，引起泄漏增加，从而降低容积效率。