Chương 2: MÁY BƠM
2.1 Các loại máy bơm
Trong bất kì hệ thống thủy lực nào, máy bơm tạo ra lưu lượng cho
lưu chất. Nó không tạo ra áp suất nhưng phải thắng được lực cản
để truyền lưu lượng vào hệ thống. có 2 loại bơm cơ bản là bơm
động lực học và bơm thể tích.
Bơm động lực học
Một máy bơm động lực học điển hình là bơm ly tâm ở đó việc cung
cấp của bơm giảm khi có áp suất chống lại cái mà phải tăng khi
vận hành. Nếu đầu xả của bơm ly tâm bị khóa hoàn toàn bơm ‘tắt’
và giá trị đầu hút cũng là không. Bơm ly tâm được được biểu diện
trong sơ đồ hình 2.1 cùng với đặc điểm vận hành của nó. Roto
quay và làm lưu chất bị hút qua ngỏ vào và chảy ra ngỏ ra dưới tác
dụng của lực ly tâm.
Việc sử dụng bơm động lực học trong hệ thống thủy lực công suất
là có giới hạn nó dùng để cung cấp thêm cho bơm thể tích chính,
để chuyển lưu chất trong hệ thống hoặc làm mát và điều hòa hệ

thống.
Bơm thể tích
Một máy bơm thể tích cố định được minh họa trong hình 2.2
Khoảng làm việc của piston là L và tốc độ quay của bơm là n p
vòng/phút. Dung tích mỗi vòng là Dp = d2/4 x L


Qp thực tế là lượng ra của bơm mỗi giây, Tp là moment đầu vào
trung bình của trục bơm.
Lưu lượng đầu ra = dung tích x số vòng quay trên phút.
=
Việc lưu lượng máy bơm thực tế sẽ ít hơn so với lưu lượng
đầu ra do rò rỉ và trượt bên trong:

Tại đó
(2.1)
Hiệu suất thể tích sẽ giảm khi áp suất trên bơm và tốc độ
tăng.Momen xoắn hoặc hiệu suất cơ học của máy bơm là tỷ lệ giữa
đầu ra công tác với đầu vào công tác trên mỗi vòng quay của trục
bơm.Xem xét công
Đầu vào công trên mỗi vòng quay=
Đầu ra công từ máy bơm=
Hiệu suất cơ học =
(2.2)
Hiệu suất bơm tổng thể là tỷ lệ công suất được cung cấp
cho đầu vào của máy bơm
(2.3)
Từ phương trình (2.3) ta có :
(2.4)
Từ (2.1) ; (2.2) và (2.4):

VÍ DỤ 2.1
Một máy bơm có độ dịch chuyển 14 (cm/ vòng) được quay ở tốc
độ 1440 (vòng / phút) và hoạt động với áp suất tối đa 150 bar.
Hiệu suất thể tích là 0,90 và hiệu suất tổng thể là 0,80. Tính:
(i) Bơm cung cấp tính bằng lít mỗi phút.
(ii) Công suất đầu vào cần thiết tại trục bơm tính bằng kilowatt.
(ii) Mô-men xoắn truyền động tại trục bơm.
Lưu lượng bơm là :
=Hiệu suất thể tích x chuyển vị trên mỗi vòng quay x tốc độ bơm


=
=18.14 lít/phút

Công suất vào=
Nếu lưu lượng Q tính bằng (lít / phút) .Áp suất P là bar.Khi đó:
Công suất thủy lực =
Công vào =
=5.67 kW
Hiệu suất cơ= =
Moment xoắn :
=
=37.6 (N.m)
Một bơm thể tích trong đó về mặt lý thuyết cung cấp một
khối lượng chất lỏng trên mỗi vòng quay , với điều kiện không có
điều khiển dịch chuyển được kết hợp trong máy bơm. Nếu Bơm
phía xả của bơm thể tích bị chặn, áp suất phân phối sẽ tăng rất
nhanh đến giá trị mà tại đó bơm bị hỏng cơ.
VÍ DỤ 2.2
Một máy bơm thể tích với tốc độ lưu lượng 1 (1/ phút) được đưa
vào một đường ống với tổng thể tích 1 lít. Nếu đầu ống bị chặn đột
ngột, hãy tính áp suất tăng sau 1 giây. (Mô-đun khối của chất lỏng
được bơm có thể được lấy là 2000 MPa (20 000 bar); bỏ qua mọi
thay đổi về thể tích của ống.)
Lưu ý: Pascal (Pa) là tên gọi khác của đơn vị áp suất .
1 MPa (Mega Pascal) 1.000.000 . = 10 bar
Modun khối là:
=
Trong đó là sự thay đổi áp suất , là sự thay đổi thể tích , V là
thể tích ban đầu.
=Lưu lượng bơm trong 1 giây
=1/60 lít
=
=33.3

=333 bar.


Áp suất tăng nhanh này cho thấy sự cần thiết phải có một số
cách kiểm soát để hạn chế sự gia tăng áp lực trong một hệ thống
nên một máy bơm bị quá tải. Sự điều khiển có thể được tích hợp
vào máy bơm hoặc có thể một thiết bị giới hạn áp suất bên ngoài
như van xả.
Bơm động học luôn được sử dụng làm máy bơm chính trong các
mạch thủy lực. Có hai loại chính – bơm cơ học và bơm pít tông và trong các nhóm này có rất nhiều kiểu dáng.
2.1.1 Bơm động học
Các loại hình được tạo ra
Chúng có dạng các phần tử được tạo ra hai chiều được cắt theo
các chiều rộng khác nhau để tạo ra các chuyển vị quét khác nhau.
BƠM BÁNH RĂNG CHÍNH XÁC VỚI BÁNH RĂNG ĂN KHỚP
Điều này bao gồm một cặp, hoặc số cặp, bánh răng xen kẽ
bên ngoài chạy trong vỏ với khoảng hở rất nhỏ giữa các đầu răng
và đường kính trong của vỏ. Các tấm cuối có áp suất hoặc lò xo,
bịt kín các mặt bánh răng.

(a)

(b)

4
3.5
3

Axis Title


2.5
2
Theoretical
Actual

1.5
1
0.5
0
0

0.5

1

1.5

2

2.5

Axis Title

(c)


Hình 2.3: (a) Bơm bánh răng ăn khớp ngoài (b) Bơm bánh răng ăn
khớp trong
(c) Đặc tính dòng chảy/ áp suất
Bánh răng thẳng có thể được sử dụng mà áp suát làm việc đến áp

suất 210 bar, nhưng bơm gây ra tiếng ồn. Độ ồn có thể được giảm
nếu dùng bánh răng xoắn, nhưng khi vấn đề làm kín sẽ trở nên khó
khăn dẫn đến hiệu suất thể tích của bơm bị giảm. Phần sơ đồ của
bơm bánh rẳng ăn khớp trong và bơm bánh răng ăn khớp ngoài
được thể hiện trong hình 2.3, cùng với đường cong đặc tính dòng
chảy và áp suất. Với từng kích cỡ bánh răng, nhiều chuyển vị đạt
được bằng cách sử dụng các yếu tố làm việc và chiều rộng thân
khác nhau. Trong mỗi phạm vi, một số thành phần như mũ kết
thúc, vòng bi, con dấu, vv sẽ được phổ biến. Hiện tại máy bơm
bánh răng ăn khớp ngoài có chuyển vị dao động từ 0,2 đến 400
cm3 mỗi vòng quay và tốc độ dao động từ 500 đến 6000 vòng /
phút có thể cao hơn nhiều. Hiệu suất tổng thể thay đổi đáng kể
tùy thuộc vào dung sai sản xuất và chi tiết thiết kế nhưng một số
kiểu máy có thể vượt quá 90% và áp suất vận hành tối đa có thể
lên tới 300 bar.
Sự dịch chuyển lý thuyết (khối lượng quét một vòng) của bơm
bánh răng ăn khớp ngoài được tính bằng:
D=Pi/4*(d2a-d2d)*w
trong đó: da là đường kính vòng tròn phụ lục, da đường kính vòng
tròn phụ lục và w là chiều rộng bánh răng.
Sự dịch chuyển thực tế sẽ ít hơn do rò rỉ trên các bánh răng và
khối lượng chất lỏng bị mắc kẹt ở chân răng.
Bơm bánh răng ăn khớp ngoài với con dấu lưỡi liềm
Trong máy bơm này, một bơm bên trong được điều khiển bởi một
bơm bên ngoài. Tâm của hai bánh răng được bù theo một hướng
và hình lưỡi liềm cố định nằm giữa đầu vào và đầu ra của bơm
hoạt động như một bộ phận làm kín. Khi răng ra khỏi lưới, một
vùng hút được hình thành. Bởi vì điều này được lan truyền trên
một số răng, vận tốc dòng chảy và tiếng ồn do đó thấp hơn đáng
kể so với bơm bánh răng ngoài thông thường. Sự phóng điện từ

máy bơm xảy ra khi răng đi vào lưới cũng được trải trên một số
răng. Chiều dài của vùng hút và áp suất của bơm bánh răng bên


trong lớn hơn khoảng ba lần so với chiều dài của bơm bánh răng
ngoài.
Bơm bánh răng bên trong loại dấu lưỡi liềm có sẵn với xếp hạng áp
suất lên đến 100 bar và lưu lượng lên tới 200 l/ phút. Bằng cách
kết hợp hai hoặc nhiều bơm bánh răng bên trong nối tiếp, có thể
đạt được áp suất làm việc cao hơn (các mô hình hiện tại được đánh
giá lên tới 300 bar với lưu lượng 125 1 / phút). Bơm bánh răng
nhiều tầng là một số máy bơm yên tĩnh nhất hiện có.
Bơm bánh răng trong – loại cánh quạt (gerotor)
Buồng bơm của bơm này cũng bao gồm một bên ngoài và một
bánh răng xen kẽ. Bánh răng bên ngoài có một răng ít hơn bánh
răng bên trong và tâm của bánh răng được bù khoảng một nửa độ
sâu răng. Như với bơm bánh răng bên trong hình lưỡi liềm, việc
hút và phân phối diễn ra trên một số răng cho hoạt động êm hơn
so với bất kỳ bơm bánh răng bên ngoài nào. Bơm Gerotor cũng có
xu hướng cực kỳ chống bụi bẩn. Cũng như các máy bơm dạng tạo
khác, công suất khác nhau thu được trong mỗi phạm vi kích thước
bằng cách sử dụng các chiều rộng khác nhau của phần tử làm
việc. Chúng có thể được lắp vào một vòng lệch tâm giúp đơn giản
hóa việc gia công vỏ bơm. Vòng lệch tâm thường được ghim trong
vỏ để tránh xoay nhưng một biến thể trên thiết kế như trong Hình
2.4 cho phép vòng xoay qua 1800 đảo ngược độ lệch tâm. Do đó,
hướng của dòng chảy là như nhau cho cả xoay theo chiều kim
đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ.
Hình 2.4: Bơm Gerotor


Bơm cánh gạt
Máy bơm cánh gạt đơn giản
Một máy bơm cánh gạt đơn giản cố định được trình bày sơ đồ
trong Hình 2.5 (a). Nó có một cánh quạt có rãnh mang các van có
thể trượt triệt để ra vào. Tổ hợp rôto được gắn lệch tâm trong vỏ


vòng và các mặt cuối được bịt kín bằng các tấm. Khi rôto quay
khối lượng bị mắc kẹt giữa các lưỡi liền kề và vòng thay đổi, dẫn
đến hành động bơm. Các van được ném ra bởi lực ly tâm vào vòng
và lực này được tăng lên nhờ áp lực dầu áp vào mặt dưới của các
van cải thiện các đặc tính niêm phong. Bơm cánh gạt có tốc độ
hoạt động tối thiểu khoảng 600 vòng / phút để tạo ra lực ly tâm đủ
để làm cho các van bịt kín hiệu quả trên vòng. Độ dịch chuyển
gần đúng trên mỗi vòng quay của bơm cánh gạt bỏ qua độ dày
của các van là:
2*Pi*e*w
Trong đó D là đường kính trong của vỏ, e là độ lệch tâm của rôto so
với vỏ và w là chiều rộng của cánh quạt.
Máy bơm cánh quạt cân bằng
Nếu vòng bơm cánh gạt có hình bầu dục, các van chuyển động hai
lần trong một vòng quay của rôto, do đó tạo ra hai hành động bơm
cho mỗi vòng quay. Tác động kép này có ưu điểm là cân bằng các
lực áp lực lên rôto và một bơm như vậy, được gọi là "bơm cánh gạt
cân bằng", được thể hiện trong Hình 2.5 (b). Một tinh chỉnh hơn
nữa cho máy bơm cánh cân bằng là nguyên tắc 'bên trong cánh
quạt'. Dầu áp suất được đưa vào mặt dưới của cánh quạt theo
cách sao cho lực tối đa xảy ra trên cánh quạt khi nó phải bịt kín áp
suất cao nhất; tại thời điểm khác, một lực thấp hơn được áp dụng.
Điều này làm giảm hao mòn và kéo dài tuổi thọ máy bơm. Cánh

cân bằng. máy bơm thường có thể sửa chữa tại chỗ bằng cách
thay thế trực tiếp hộp mực bơm. Hộp mực bao gồm rôto, van và
vòng lệch tâm, là những bộ phận thường được mặc.


Trong đó: Eccentric casing: Vỏ lập dị
Inler port: đầu vào
Vanes: van
Rotor: cánh quạt
Eccentricity: Độ lệch tâm
Outlet port: đầu ra
Rotation: vòng quay
Delivery port: cổng phân phối
Suction port: Cổng hút
Bơm cánh gạt thay đổi được lưu lượng
Nếu trong máy bơm cánh quạt không cân bằng, vòng được di
chuyển so với rôto, độ lệch tâm bị thay đổi nhưng có xu hướng tự
nhiên về áp suất trong các khoang bơm làm cho rôto và vòng tập
trung. Phương pháp kiểm soát thông thường, được gọi là 'bù áp', là
chống lại chuyển động này bằng lò xo. Khi áp suất tăng, lò xo bị
nén; độ lệch tâm và do đó lưu lượng được giảm tương ứng Phân
phối tối đa và, trong một số trường hợp, phân phối tối thiểu, có thể
được kiểm soát bằng các điểm dừng vít có thể điều chỉnh nhằm
hạn chế độ lệch tâm. Bơm cánh gạt biến thiên loại này thường
được giới hạn ở áp suất làm việc tối đa 70 bar với tốc độ giao hàng
lên tới 350 1/phút. Trong một số máy bơm cánh quạt biến áp bù, lò
xo được thay thế bằng piston và van điều khiển áp suất. Khi áp
suất hệ thống đạt đến cài đặt của van điều khiển, nó sẽ được áp
dụng cho pít-tông tập trung vào vòng và rô-to, làm giảm sự dịch
chuyển của bơm về không. Một loạt các thiết bị điều khiển có sẵn

cả áp lực và nhạy cảm với dòng chảy, và được điều khiển bên
trong hoặc bên ngoài, bao gồm phản ứng theo tỷ lệ và từng bước.
Các điều khiển tiết kiệm năng lượng như vậy sẽ được thảo luận sau
trong chương này và chương 8.
2.1.2 Máy bơm pittông
Bơm pittông chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống có áp suất vận hành từ 140
bar trở lên. Đặc tính chính của bơm pittông là hiệu suất cao ở áp suất cao. Điều này
có tầm quan trọng lớn khi cần một dòng chảy liên tục, không phụ thuộc vào sự thay
đổi áp suất.
Có ba loại chính của máy bơm thủ lực đa hướng trục, hướng tâm và pittông thắng
hang.


Hướng trục bơm pittông
Chúng bao gồm một số pittong được gây ra để đáp ứng bởi sự quay tương đối của
một tấm nghiêng hoặc bằng cách đặt khối pittông liên quan đến trục truyền động.
Bắng cách sử dụng các van phù hợp hoặc lắp ráp tấm van, pittông có thể được chế
tạo để bơm chất lỏng từ cổng hút đến cổng chuyển

Swash plate (non-rotating):Tấm swash (không quay):
Shoe plate (rotating):Tấm giày (xoay):
Pump body:Thân bơm
Pistons:Pít-tông
Inlet and outlet ports: Cổng ra và vào
Valve Plate slots: Khe cắm van
Piston block (rotating): Khối pit-tông (quay)
Valve plate (non-rotating): Tấm van ( không quay )


Pump displacement : Dịch chuyển bơm

Swash plate angle: Gốc tấm Swash
Reverse flow: Dòng chảy ngược
Principle of axial piston pump: Nguyên lý của máy bơm pittông hướng trục
(a) Section : Phần của vật
(b) Characteristics : Đặc điểm
Hình 2.6 minh họa các yếu tố làm việc của tấm van piston hướng trục để chuyển
chất lỏng. Các tấm cam nghiêng gây ra đối ứng là không quay và được gọi là một
tấm swash. Trong một số khối trên xi lanh đứng yên và tấm cam quay với trục
truyền động; trong trường hợp như vậy thường được mô tả như một tấm lắc lư
Nếu độ nghiêng của tấm swash bị thay đổi, khoảng cách di chuyển của piston sẽ
thay đổi và lượng chất lỏng được bơm cũng vậy. Đây là nguyên tắc của một bơm
piston hướng trục phân phối biến. Đưa tấm swash qua góc swash bằng không (nghĩa
là quá mức) đảo ngược hướng của dòng chảy mặc dù hướng quay của trục truyền
động vẫn không thay đổi.
Bơm pít-tông ial có van ngồi có khả năng hoạt động x ở áp suất cao hơn so với
những máy sử dụng tấm cổng nhưng không hoàn nguyên phù hợp với áp suất lên
đến 700 bar và các loại khác cho tốc độ dòng chảy 640 l / phút. Các mô hình sử
dụng các tấm cổng có lưu lượng lên tới 1400 1 / phút hoặc áp suất lên tới 350 bar.
Hình 2.7 cho thấy nguyên lý của bơm trục uốn cong cố định trong đó sự chuyển
động của pít-tông là kết quả của khối xy lanh được đặt ở một góc với trục truyền
động. Việc truyền động tới các pít-tông và khối xi-lanh thông qua một bánh răng
côn nhưng các thiết kế khác sử dụng các thanh nối. Dòng chảy vào và ra khỏi buồng
bơm thông qua một tấm cổng van. Một lần nữa máy bơm trục uốn cong sử dụng các
tấm cổng thay vì van ngồi có áp suất hoạt động tối đa thấp hơn (thường là tối đa
khoảng 350 bar) nhưng có xu hướng hoạt động êm hơn. Bơm trục Bent có sẵn với


tốc độ dòng chảy lên tới 3500 1 / phút. Máy bơm trong hình 2.7 cũng sẽ hoạt động
như một động cơ.
Trong một số thiết kế nhất định có thể thay đổi góc giữa các trục; điều này làm thay

đổi khoảng cách di chuyển của pít-tông và do đó lượng chất lỏng được bơm cách
mạng pe. Bơm dịch chuyển biến đổi cơ bản có thể có một số thiết bị điều khiển cho
phép các đặc tính bơm khác nhau. Những điều này sẽ được thảo luận sau trong Mục
2.1.3 sible. Mô hình hiện có

Hình 2.7 : Sửa chữa trục bơm pittông / động cơ
Bơm piston hướng tâm
Máy bơm trong hình 2.8 có các pít-tông được gắn hướng tâm trong vỏ chính và
được nạp lò xo vào ổ trục lệch tâm trên trục truyền động. Chất lỏng được đưa đến
và đi từ các pít-tông thông qua các van không quay trở lại và trong thiết kế đặc biệt
này, đầu ra từ các pít-tông riêng lẻ có thể được sử dụng riêng
Một hình thức khác của bơm piston hướng tâm có pít-tông nằm trong một khối quay
trong vòng lệch tâm. Chất lỏng được chuyển qua trục trung tâm hoặc pintle và phân
phối biến đổi có thể đạt được bằng cách thay đổi độ lệch tâm của vòng.
Một số kiểu máy hoạt động ở áp suất lên tới 1700 bar và tốc độ dòng chảy lên tới
1000 1 / phút
Bơm piston hướng tâm áp suất kép bao gồm các pít-tông áp suất thấp lớn và các píttông áp suất cao nhỏ được đối ứng bởi cùng một lệch tâm. Chúng đã được phát triển


đặc biệt cho các ứng dụng báo chí để cung cấp một tiến bộ áp suất thấp tốc độ cao,
sau đó là một hoạt động áp suất cao tốc độ chậm. Loại mạch này được xem xét chi
tiết trong Mục 2.2.3.

*Radial piston pump : máy bơm hướng tâm
Bearing housing : thân ổ trục
Gland plate : tấm đệm
Ball thrust bearing : bạc đạn dọc trục
Oil seal : vòng đệm chặn dầu
Back up ring : vòng dự phòng
Pump shaft : trục bơm

Shaft circlip : trục tuần hoàn
Circlip : vòng chặn
Side bearing : ổ trượt
Side bearing spacer : vòng đệm bên
Eccentric bearing : vòng bi lệch tâm
End bearing spacer : cuối vòng đệm
End bearing : ổ mút


Pump body : thân bơm
Thrust spacer (outer) : lực đẩy miếng đệm bên ngoài
Thrust bearing : bạc đạn dọc trục
Thrust spacer (inner) : lực đẩy miếng đệm bên trong
Nut : đai ốc
End cover : bảo vệ cuối cùng
*Suction valve : van hút
Valve body : thân van
Washer : vòng đệm
Spring : lò xo
Spring support : hỗ trợ lò xo
Circlip : vòng chặn
Ball : bi
Valve seat : ổ tựa van
Valve cap : nắp van

*Piston assembly : lắp ráp pittông
Spring : lò xo
Pin : chốt ngang
Cylinder cap : nắp hình trụ
Ball : bi

Vent screw : lỗ thông hơi
Copper washer : vòng đệm đồng
Vent tube : ống thoát khí
*Discharge valve : van bơm
Valve seat : ổ tựa van
Copper washer: vòng đệm đồng
Ball : bi
Spring : lò xo


Valve body : thân van

Xi lanh thông qua van chịu tải bằng lò xo. Đầu ra của bơm pít
tông không thể đảo ngược và cung cấp cố định các loại thông
dụng nhất. Chúng có hiệu suất thể tích lớn và một số sẽ hoạt động
áp lực vượt quá 1000 bar. Tốc độ dòng chảy lên tới 600l/phút.
2.1.3 Hệ thống điều khiển bơm biến thiên:
Việc điều chỉnh bơm biến thiên được điều chỉnh bằng cách thay
đổi độ dịch chuyển của bơm. Điều này được thực hiện trong các
bơm piston hướng tâm bằng cách thay đổi độ lệch tâm giữa roto
và stato. Bơm piston hướng trục được thay đổi bằng cách uốn cong
trục của ống xilanh ra khỏi đường thẳng đối với trục truyền động
(bơm trục uốn cong) hoặc bằng cách điều chỉnh góc đĩa ( bơm đĩa
lắc ).
Chỉ điều khiển của bơm pít tông đĩa nghiêng sẽ được cân nhắc
các phương pháp điều khiển có thể áp dụng được cho các loại bơm
biến thiên lưu lượng.
Theo hình 2.6, sự dịch chuyển của pít tông phụ thuộc vào góc α
của đĩa lắc và hành trình pít tông x = dpc .tan α trong đó dpc =
đường kính lỗ của pít tông và α = độ nghiêng hoặc góc nghiêng.



Độ dịch chuyển lý thuyết của bơm trên mỗi vòng quay = nAd pc
tan α trong đó n= trị số của pít tông và A là diện tích của pít tông.
Đưa tấm đĩa qua góc 0 ( nghĩa là trên trung tâm ) đảo ngược
hướng trực tiếp của dòng chảy. Do áp lực mà máy bơm vận hành,
nên cần một lực tương đối cao để điều chỉnh góc của tấm đĩa và hệ
thống servo thường được sử dụng
Điều khiển thủ công hệ thống servo
Trong điều khiển như hình 2.10 , bộ điều khiển áp suất liên tục
được áp dụng cho cổng A. cần điều khiển thủ công được di chuyển
sang bên phải, nó xoay trên van chỉ sang phải. Điều này cung cấp
áp suất điều khiển servo đến cổng xilanh B buộc pít tông sang trái.
Pít tông làm cho cần điều khiển bằng tay di chuyển sang trái, đặt
lại ống chỉ về trạng thái đóng. Do đó, chuyển động của tấm đĩa tỷ
lệ thuận với chuyển động của cần điều khiển.

Hình 2.10
Nếu cần gạt được di chuyển sang trái, ống chỉ mở cổng xi lanh
B đến đường bể. Áp suất dòng chảy liên tục được áp dụng cho
cổng A của xi lanh buộc pít tông sang phải, cái mà mang cần gạt
điều khiển với nó,đặt lại ống chỉ van về điều kiện mo. Bộ định vị
vật lí được kết hợp vào cơ chế hạn chế góc tấm đĩa tối đa. Phương
pháp điều khiển này có thể được sử dụng cho máy bơm không đảo


ngược. Đặc điểm của servo thủ công là lưu lượng tỷ lệ thuận với
chuyển động của momen cần gạt.(hình 2.11)
Bơm không đổi chiều với lưu lượng biến đổi, thông thường sẽ có
lưu lượng tối thiểu để cung cấp dầu bôi trơn và làm mát ( nghĩa là

góc tấm đĩa không bao giờ bằng 0). Bơm lưu lượng có thể đảo
ngược tạo thành một phần của cơ cấu vòng lặp thủy tĩnh kín có
bơm bù hoặc bơm tăng áp suất riêng biệt để cung cấp dòng bôi
trơn và làm mát ngay cả khi bơm chính ở góc 0.

Hình 2.11
Điều chỉnh bù áp suất
Góc tấm đĩa được điều chỉnh tự động để bơm cung cấp để duy
trì áp suất cài đặt. Máy bơm bù áp được thể hiện theo sơ đồ và
tượng trưng cho hình 2.12.
Khi áp suất hệ thống đạt đến cài đặt lò xo của van điều khiển,
nó sẽ đưa chất lỏng vào đầu khoan của xilanh. Do sự khác biệt
trong toàn bộ khu vực lỗ khoan và vành , xi lanh mở rộng làm
giảm góc tấm đĩa. Nếu áp suất tụt , ống van được di chuyển sang
bên trái bởi lò xo điều chỉnh, liên kết với bể chứa toàn bộ lỗ khoan
của xilanh lúc này sẽ rút lại tăng góc tấm đĩa. Bộ giới hạn hành
trình được trang bị cho một số máy bơm để tạo ra một góc tấm đĩa
tối đa có thể điều chỉnh và do đó cung cấp máy bơm tối đa vận tốc
quay nhất định.
Vì có một số độ trễ giữa áp suất cài đặt tối đa mà bơm cung
cấp và sự giảm góc nghiêng, nên sử dụng van xả tác động nhanh ở
áp suất cao hơn khoảng 20% so với cài đặt bù của bơm ngay sau
khi bơm ngăn chặn sự gia tăng áp lực có thể xảy ra khi máy bơm
bị “áp suất chết”. Do đó trong một số thiết kế của bơm, góc của
tấm đĩa không bao giờ bằng 0.


Hình 2.12

Để mà cung cấp dòng dầu boi trơn trong trường họp này. Ở đây cần thiết có một cái

van cứu trợ. Hình 2.13 cho thấy đường cong đặc tính cho áp suất bù lại của bom.
Góc và từ đây đĩa lắc của bơm phân phối thì tự động điều chỉnh như cách áp hệ
thống suất vẫn còn bao gồm giá trị thiết lập bởi lò xo bù. Nếu áp suất rơi xuống
dưới xuống giá trị thiết lập thì đĩa lắc tăng lên, kết quả là bơm phân phối ra.
Điều khiển áp suất bù chỉ có thể được dùng trên bơm không đổi chiều.
Điều khiển công suất không đổi
Giới hạn năng lượng tối đa này đặt vào trong bơm. Vì áp suất ra của bơm tăng, nên
đĩa lắc giảm để mà sản phẩm bơm ra và áp suất hệ thống không đổi. Sự điều khiển
được thể hiện ở sơ đồ và kí hiệu trong hình 2.14. Như áp suất hệ thống tăng xi lanh
kéo dài lò xo nén lại. Cung cấp đầu mồi cho động cơ đẩy hoạt động với tốc độ
không đổi công suất ra sẽ không đổi trong giới hạn hợp lí, như có thể được nhìn
thấy trong hình 2.15.


Với điều khiển công suất không đổi, khi áp suất tăng lưu lượng giảm đến mức cài
đặt van bảo vệ, tại đó áp suất tất cả các dòng vượt qua van bảo vệ. Ngay thời điển
này, năng lượng tiêu hao ở van bảo vệ là trọn vẹn công suất vào của bơm. Để tránh
điều này, điều khiển áp suất bù có thể được dùng cùng với điều khiển công suất
không đổi, như được biểu thị trong hình 2.16 cùng với đường công đặc tính.

\


Dòng bơm giảm dần khi áp suất hệ thống tăng lên đến thiết đặc của bộ bù áp. Khi
đạt đên áp suất này, bộ bù áp sẽ tự động giảm lưu lượng đầu ra của bơm xuống mức
vừa đủ để duy trì áp suất đó. Không có đi qua van cứu trợ.
Điều khiển lưu lượng
Điều này cho phép đầu ra của bơm không đổi được duy trì độc lập với những thay
đổi về hiệu suất thể tích và tốc độ truyền của bơm. Phương pháp điều khiển này
được sử dụng trên các ổ bơm động cơ đốt trong để duy trì lưu lượng không đổi khi

tốc độ động cơ thay đổi. Nó được hiển thị một cách tượng trưng trong hình 2.17
cùng với đường cong đặc trưng của nó. Một lỗ điều khiển trong đường xã của bơm
gây ra sự sụt áp là chức năng của lượng chất lỏng chảy, nhưng không phụ thuộc vào
áp suất hệ thống. Áp suất 2 bên của lỗ điều khiển được áp dụng cho các mặt điều
khiển lò xo. Ống chỉ van có thể chiếm bất kì vị trí nào giữa mở hoàn toàn với bể và
mở hoàn toàn vơi áp suất.

Khi lưu lượng vượt quá cài đặt yêu cầu, P1 lớn hơn P2 cộng với lò xo, và ống chỉ di
chuyển sang chất lỏng và cấp liệu bên phải dưới áp suất về phía sau của pít tông.
Điều này làm giảm đầu ra bơm, từ đó giảm áp suất trên toàn thể. Ống van điều
khiển liên tục di chuyển và điều chỉnh đầu ra của bơm. Giảm xóc trong đường thẳng
tới pít tông làm giảm tốc độ chuyển động của đĩa lắc. Điều chỉnh lò xo trên van điều
khiển làm thay đổi cài đặt dòng chảy của bơm.
2.1.4 Lựa chọn bơm
Các thông số chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn một loại máy bơm cụ thể:
Áp suất vận hàng tối đa
Phân phối tốc độ tối đa
Tốc độ truyền động bơm
Loại chất lỏng


Dung sai bơm
Độ ồn của bơm
Kích thước và trọng lượng của bơm
Hiệu suất bơm
Chi phí thẳng có và khả năng thay thế lẫn nhau
Bảo trì và phụ tùng
Áp suất vận hành tối đa
Điều này được xác định bởi các yêu cầu công suất của mạch, ứng dụng cụ thể, có
sẵn các bộ phận, loại chất lỏng và ở một mức độ nào đó, môi trường và mức độ lao

động cả khi sử dụng và bảo trì thiết bị.
Nói chung, áp suất vận hành càng cao thì chi phí linh kiện càng cao và sự lựa chọn
linh kiện càng thấp. Ưu điểm chính của áp suất làm việc cao hơn là giảm tốc độ
dòng chất lỏng cho công suất hệ thống nhất định, dẫn đến máy bơm nhỏ hơn, ống
khoan nhỏ hơn và các thành phần nhỏ hơn.
Nhược điểm là áp suất làm việc cao hơn, độ nén của chất lỏng được sử dụng có thể
có tác động bất lệ đáng kể trong đó yêu cầu kiểm soát trong phạm vi tải rộng.



Nhưng bất lợi khi làm việc ở áp suất cao ,việc nén lưu chất có thể
có bất lơi đáng kể khi sự điều khiển chính xác yêu cầu cần nhiều
sức lực
Xu hướng chung dẩn tới sư tăng vận hành áp suất .Điển hình áp
suất tối đa cho nhiều hệ thống cho ở bảng 2.1 . Sự vận hành áp
suất của máy bơm phụ thuộc vào mức độ lưu chất dược sử dụng ,
lưu chất dể cháy nói chung không bôi trơn tốt như dầu khoáng . Vì
thế để có máy bơm hợp lí khi sử dung lưu chất dể cháy , áp suất
vận hành lớn nhất phải được giảm và nó thích hợp với việc chế tạo
máy bơm .
Áp suất vận hành lớn nhất và lưu lượng khác nhau của các loại
máy bơm lưu chất thể hiện ở bảng 2.2 .Các số liệu đưa ra bao gồm
kích thước và vật liệu , giá trị lớn nhất của đầu ra và áp suất sẽ
không ảnh hưởng đến máy bơm . Ví dụ một máy bơm bánh răng
trong giai đoạn …. Cho phép lưu lượng 740 l/phút .Nhưng khi khác
lại hoạt động với áp suất 300 bar ,nhưng 740 l/phút tại 300bar thì
không có một máy bơm nào phù hợp trong danh sách này
Lớn nhất ở đầu ra
Hệ thống đường ống được chọn theo yêu cầu sự vận chuyển lưu
lượng đầu ra bởi mạch phải lớn nhất .Nếu mạch đòi hỏi sự hợp lí ,

chọn một máy bơm thể tích .Khi yêu cầu ở mức cao hơn ,hệ thống
nhiều bơm được sử dụng .Với yêu cầu khác nhau trong một dãy
tương đối hẹp sử dụng máy bơm thể tích .Nếu có sự khác biệt về
hệ thống ,mạch tính tích luỹ có thể đáp ứng tốt yêu cầu
Có nhiều mạch bơm khác nhau được miêu tả ở bảng 2.2
Công suất bơm được các nhà sản xuất tính toán cho một độ nhớt
lưu chất và vận hành với nhiệt độ và áp suất.Bất kì sự gia tăng
nhiệt độ và từ đó làm giảm độ nhớt hoặc làm tăng áp suất khởi
động sẽ là nguyên nhân rò rỉ máy bơm và làm giảm lưu lượng đầu
ra.Như máy bơm hao phí rò rỉ sẽ tăng .khi tính toán yêu cầu đầu ra
máy bơm cho một hệ thống cụ thể ,Phải xem xét trước .Nó thường
chọn máy bơm với dung tích hơn 10% giá tri yêu cầu đã tính
toán .phải có dung sai cho sự giảm hiệu suất thể tích bởi sự mài
mòn .
Máy bơm có thể chấp nhận với dòng chảy từ đoạn từ 1 l/phút tới
1000 l/phút và ngược lại .
Loại điều khiển


Có nhiều loại điều khiển máy bơm được nói đến ;chọn điều khiển
dựa trên yêu cầu của mạch .
Tốc đĩa quay máy bơm
Phần lớn các máy bơm chạy bằng động cơ điện hoặc động cơ đốt
trong vì thế sẽ biết được tốc độ . lưu lượng đầu ra sẽ dựa trên tốc
độ đĩa quay . Mỗi sự thiết kế tốc độ vận hành nhỏ nhất và lớn
nhât ; nhanh hơn khi bơm chạy , chậm hơn với tuổi thọ của nó
Loại lưu chất
Máy bơm được thiết kế vận hành dựa trên độ nhớt của lưu chất.
Dầu khoáng có độ nhớt hợp lí sẽ hoat động tốt với những máy bơm
cung cấp dầu sạch .

Vận hành với tổng hợp hoặc nước dựa vào lưu chất giảm tuổi thọ
giới hạn của máy bơm với …. Trong lưu chất lỏng để bôi trơn vòng
bi và các bộ phận chuyển động . Khi các chất lỏng khác so với dầu
khoáng thì được sử dụng thích hợp tìm theo lời khuyên nhà sản
xuất máy bơm
Sự bẩn của lưu chất
Bất kì chất lỏng dơ nào củng gây hại cho máy bơm .Sự chính xác
của máy bơm với những khoảng trống thì rất dể bị hư .nếu chất
lỏng dơ bơm như là làm sạch vòng trong phải dặt biệt chú ý đến
việc lựa chọn máy bơm
Máy bơm bánh rang không chính xác ,bơm thuỳ và bơm gerotor là
loại chịu được bụi bẩn. Bất kể loại nào được lắp phải gắn bộ lọc ở
đầu hút .
Trong trường hợp máy bơm chính xác ,nhà sản xuất sẽ đề cập đến
đầu lọc phải tuân theo nếu không tuổi thọ sẽ bị giảm và chi phí
bảo hành cao ,
Tiếng ồn máy bơm
Tiếng ồn trở nên quan trọng với môi trường .Mức đọ vận hành khác
nhau đáng kể giữa các máy bơm cùng loại nhưng khác nhau ,và
các nhà sản xuất đang làm việc trên phương diện thiết kế đĩa
giảm tiếng ồn theo đoạn trên ,áp suất điều khiển , vật liệu và
phương pháp thực hiện .Nói chung âm thanh tạo ra tăng theo tốc
độ và áp suất .Một số loại có thể ,tuy nhiên ,chỉ là tiếng ồn nhỏ
hơn ,đặt biệt là máy bơm có bánh răng,Một bơm bánh răng được
tạo bởi nhà sản xuất có tên là Q Pump chữ Q có nghĩa là im lặng


Kích thước và cân nặng của bơm
Nói chung kích thước và cân nặng cảu hệ thống thuỷ lực chỉ quan
trọng trong việc lắp đặt. Kích thước và cân nặng chỉ là một phần

trong hệ thống và đó là phần quan trọng .Trong những xu hướng
thuỷ lực sẽ giảm cân nặng bởi các hệ thống thuỷ lực như :
a) Tăng áp suất vận hành
b) Giảm kich thước bể chứa và sử dụng hiệu quả bộ làm lạnh
bằng dầu
Năng lượng tốt nhất : tỉ lệ cân nặng có thể đạt được trong 200-300
bar áp suất vận hành
Kích thước và cân nặng thực tế của máy bom phụ thuộc vào thiết
kế nhà sản xuất . Các đơn vị nhỏ gọn đã được phát triển trong
ngành hang không nhưng lại cực kì đắt Hiệu quả
Bơm tịnh tiến đảo chiều có hiệu suất tăng cao hơn so với máy bơm
quay .Hiệu quả thực chất phụ thuộc vào thiết kế , áp suất vận
hành , tốc độ và độ nhớt của chất lỏng
Bảng 2.3 biểu thị hiệu suất các loại bơm khác nhau
2.3 hiệu suất các dòng máy bơm
Loại máy bơm
Piston

Hiệu suất thể tích

Hiệu suất toàn phần

Piston xếp hàng

≤99%

≤95%

Xuyên tâm


>95%

>90%

Quanh trục

>95%

>90%

Bánh răng chính xác ≤95%

≤90%

Bơm van
Giá

≤80%

≤90%

Chi phí ban đầu của một máy bơm thường có tầm quan trọng thứ
yếu trong việc vận hành và bảo trì trừ các nhà sản xuất thiết bị
liên quan số lượng sản phẩm .
Các đơn vị chi phí thấp như bánh rang van bơm ,các loại piston
được đùng nhiều , với bớm piston thẳng hàng thì đắt nhất
Khai thác và thay thế
Nhà sản xuất bơm bánh răng các đơn vị tiêu chuẩn CETOP và SAE
cho đến nay như hình thức bên ngoài .Điều này cho phép thay thế
trực tiếp máy bơm bánh rang của nhà sản xuất khác . Các trục ,bề



mặt lắp và cổng kết nối của hầu hết các loại khác cũng tuân thủ
theo các tiêu chuẩn quốc tế cho phép chúng thay thế nhau
Bảo trì và phụ tùng
Trong các loại bơm ,các bộ phận sẽ bị mòn sau một thời gian và
cần thay thế.trong máy bơm bánh rang ,nó thường thay thế toàn
bộ máy bơm .Với loại máy bơm van các bộ phần hao mòn được
thiết kế như nhau có thể dể dàng thay thế mà không cần tháo .
Trong một số trường hợp .có thể nên đảm bảo rằng nhà sản xuất
cung cấp dịch vụ bảo trì nhanh ,và cho các phần quan trọng mang
theo máy bơm dự phòng
2.2 Mạch bơm
Có một số mạch bơm cơ bản tạo thành trái tim của hện thống thuỷ
lực
1) Mở hệ thống kin
Bơm thể tích cố định đơn
Bơm thể tích cố định đơn và bộ tích luỹ
Bơm ….
Bơm thay đổi thể tích
2)Đóng hệ thống kín
Bơm chuyển đổi thuỷ lực
Trong mở hệ thống kín , chất lỏng được bơm từ bể chứa bằng hệ
thống bơm hay máy bơm ,được sử dụng để điều khiển các thiết bị
và truyền trở lại .Các mạch chuyên dụng tìm trong sự vận chuyển
lưu chất sử dụng nguyên tắc trong đó chất lỏng trở về từ bộ truyền
động (đông cơ thuỷ lực) được đưa trực tiếp vào máy hút tạo thành
một hệ kín . Mục 4.4trong phần 4 sẽ giải thích chi tiết về mạch này
2.2.1 Máy bơm thể tích cố định đơn
Phần lớn mạch thuỷ lực đơn giản sử dụng máy bom thể tích đơn

điều khiển bằng động cơ điện tốc độ không đổi (hình 2.18) .Sản
phẩm này tạo ra lưu lượng không đổi khi động cơ chạy . Hệ thống
áp suất giới hạn trong cài đặt xả van .Bất kì dòng nào trong máy
bơm vượt quá nhu cầu mạch sẽ xả qua van xả ở hệ thống áp
xuất ,tạo ra năng lượng nhiệt làm tăng nhiệt độ chất lỏng .Sự sinh
nhiệt quá mức dẫn đến quá nhiệt và thay đổi tính chất chat lỏng