液壓齒輪泵的自吸性能,本質是其在啟動或運轉時,通過吸油腔容積擴大形成負壓、克服油液流動阻力并將油液吸入泵內的能力。該性能受泵體結構設計、油液特性、使用工況及安裝維護四大類因素直接影響,具體分析如下:
結構是決定自吸性能的核心,關鍵設計參數直接影響吸油腔的密封效果、容積變化效率及油液流動阻力:
密封間隙大小齒輪泵的密封間隙主要包括
齒輪嚙合間隙(外嚙合齒輪的齒側間隙、內嚙合齒輪的齒頂間隙)、
齒輪端面與端蓋的間隙(軸向間隙)。
吸油口與吸油通道設計
齒輪參數與容積效率齒輪的
模數、齒數、齒寬決定吸油腔的容積變化量:
排氣結構是否完善泵體內若殘留空氣(如啟動前殼體內未充滿油液),會導致吸油腔 “氣阻"—— 空氣壓縮性遠大于油液,容積擴大時負壓主要用于壓縮空氣,而非吸入油液。部分齒輪泵會設計
排氣孔(位于泵體最高處),啟動前可手動排出空氣,若排氣結構缺失或堵塞,自吸性能會顯著下降。
油液的物理性質直接影響其流動阻力和 “易吸入性",核心影響指標包括:
油液黏度黏度是油液流動阻力的核心指標,對自吸性能的影響呈 “雙向性":
黏度過低(如冬季使用低黏度油液或油液被過度稀釋):油液易通過泵體間隙泄漏,吸油腔真空度難以維持,同時油液潤滑性下降,可能導致齒輪干磨;
黏度過高(如夏季使用高黏度油液或油液老化變稠):油液流動阻力急劇增大,即使吸油腔形成負壓,油液也難以快速流入,表現為 “吸油緩慢"“啟動困難",甚至因油液無法及時潤滑導致部件磨損。
通常需根據齒輪泵的額定轉速和工作溫度,選擇黏度等級適配的液壓油(如 40℃時運動黏度為 20~40mm2/s)。
油液的清潔度與含氣量
實際運行條件會動態影響自吸性能,主要包括:
泵的轉速轉速通過影響 “容積變化速率" 和 “負壓形成速度" 作用于自吸性能:
轉速過低(如低于額定轉速的 50%):吸油腔容積擴大速度慢,形成的負壓不足以克服油液流動阻力,吸油效率低,易出現 “吸不上油";
轉速過高(如超過額定轉速的 120%):一方面,齒輪離心力增大,導致齒輪與端蓋的軸向間隙泄漏量增加,真空度下降;另一方面,吸油口油液流速過快,易產生 “空化"(油液流速超過臨界值時,局部壓力低于大氣壓,析出空氣),反而破壞自吸。
齒輪泵需在額定轉速范圍(通常為 1000~3000r/min)內工作,才能保證最佳自吸效果。
錯誤的安裝或不當的維護會直接破壞自吸條件,常見問題包括:
吸油高度過高“吸油高度" 指泵的吸油口中心線與油箱油面的垂直距離,是影響自吸性能的關鍵安裝參數。
齒輪泵的自吸能力有限,通常
最大允許吸油高度不超過 0.5~1m(部分高性能內嚙合齒輪泵可略高至 1.2m)。若吸油高度過高(如油箱位置過低、泵安裝位置過高),吸油腔需克服的油液重力勢能增大,負壓不足以將油液吸至泵內,必然導致自吸失敗。
吸油管路密封不良吸油管路(包括吸油口濾網、接頭、軟管)若存在泄漏(如接頭松動、軟管老化開裂),外界空氣會在吸油腔負壓作用下進入管路,與油液混合形成 “氣液混合物",導致吸油腔真空度下降,表現為 “泵運轉但無油輸出"“噪音異常"。
吸油口濾網堵塞或選型不當吸油口濾網的作用是過濾油液雜質,但:
長期使用后的部件磨損齒輪泵長期運轉后,齒輪齒面、端蓋密封面會因磨損導致
密封間隙增大(如軸向間隙從 0.05mm 磨損至 0.15mm),吸油腔的泄漏量顯著增加,真空度無法維持,自吸性能會隨磨損程度逐漸下降,直至wan全失效(需更換磨損的齒輪或端蓋)。
要保證液壓齒輪泵的良好自吸性能,需圍繞 “減少泄漏、降低阻力、避免進氣" 三大核心:
結構上:選擇密封間隙合理、吸油通道短粗的泵型;
油液上:使用黏度適配、清潔度達標的液壓油,避免油液含氣;
工況上:控制轉速在額定范圍,避免油溫過高或過低;
安裝維護上:嚴格控制吸油高度≤1m,確保管路密封,定期清理濾網并更換磨損部件