如何运用容积效率确定液压泵的实际状况？

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在许多人的印象中，液压泵的效率似乎不是一个重要的参数。然而，事实并非如此。如果能充分利用效率参数，无论是在系统设计还是系统状态监测方面，都能发挥重要作用。

液压泵和液压马达的效率可以通过三种方式来表示：容积效率、机械效率和总效率。根据具体需求选择最适合描述问题的一种效率形式，可以更精准地解决实际问题。

液压泵的容积效率是通过给定压力下泵输送的实际流量除以其理论流量来确定的。

理论流量是通过将泵每转的排量乘以其驱动速度来计算的。因此，如果泵的排量为100 cc/rev，并以1000 RPM的速度转动，则其理论流量为 100L/min。而实际流量必须使用流量计测量，比如测试时，上述泵在200bar下的实际流量为90 L/min，我们可以说该泵在200bar下的容积效率为90%（90/100 = 90%）。

容积效率是我们在现场最常使用的参数，是确定液压泵状况的指标，可以看液压泵是否有因零件磨损或损坏而导致的内部泄漏增加问题。如果没有理论流量作为参考，流量计测量的实际流量就没什么意义了。

泵的机械效率是通过将驱动液压泵所需的理论扭矩除以驱动液压泵所需的实际扭矩来确定的。

机械效率为100%意味着如果泵在零压力下输送流量，则不需要任何力或扭矩来驱动它。很明显， 我们知道这是不可能的——因为存在机械和流体摩擦。

和理论流量一样，理论驱动扭矩也可以计算。对于上述液压泵，以SI单位表示：

100 cc/rev x 200 bar / 20 x Π = 319 Nm。

但与实际流量一样，现场必须用扭矩测量仪来测量实际的驱动扭矩，不然无法得到这个数据。这里，为了便于说明，我们假设实际驱动扭矩为 350 Nm。机械/液压效率为 91% (319 / 350 x 100 = 91%)。

液压泵的总效率只是容积效率和机械效率的乘积。因此，继续上述示例，泵的总效率为 0.9 x 0.91 x 100 = 82%。总效率用于计算给定流量和压力下液压泵所需的驱动功率。

例如，让我们以SI单位计算总效率为85%的外啮合齿轮泵所需的驱动功率，以及总效率为 92% 的柱塞泵。我们假设两个泵的输出流量和压力均为90L/min@200bar：

（1）外啮合齿轮泵：

90 x 200 / 600 x 0.85 = 35.3 kW

（2）柱塞泵：

90 x 200 / 600 x 0.92 = 32.6 kW

通过简单的计算可以看出：在输出流量和压力相同的情况下，效率更高的泵需要的驱动功率更小。

由于损失的效率都做功变成了系统里的热量，所以，通过一些数学运算，我们可以快速计算出每个泵的热负荷如下：

100% 效率（实际不存在）泵的驱动功率为：

90 x 200 / 600 x 1 = 30 kW

因此，在这种流量和压力下，每个泵的热负荷或热损失功率为：

（1）外啮合齿轮泵：

36.5-30 = 6.5 kW

（2）柱塞泵：

33.75-30 = 3.75 kW

因此，配备齿轮泵和电机的系统需要比配备柱塞泵和电机的同等系统（所有其他条件相同）更大的散热器，这样才比较合理。