大家好啊，今天是我们液压故障大作战的第4期，让我们一起来分析一个关于闭式系统泵和马达壳体流量的问题。
最近收到一个客户的问题如下：
我们公司之前使用开式系统比较多，所以经常会检测液压泵和马达的壳体压力和流量来判断元件的使用情况和是否磨损。最近装了一套闭式系统后也准备这样做，我在闭式液压泵的壳体泄油口也装了一个流量计，但是我发现，即使当我把马达排量调节为0时，这个泵的壳体泄油口的流量也一直保持和补油泵的流量差不多大，这样的壳体泄漏量算是正常吗，我这个泵或马达有没有坏？
图1 壳体泄油口位置示意
一，闭式系统结构
回答这个问题之前，我们先来回顾一下闭式系统的基础信息：闭式系统，我们有时候也把它叫静液压传动装置，它由一个闭式变量泵和一个固定或变量马达组成，在一个封闭回路中共同运行。在闭式回路中，马达出口的油液不回油箱，直接流向泵的进油口。闭式泵输出的油液流量不仅是可变的，还可以通过内部斜盘过中位的方式来变方向，这样就可以通过控制泵来调节马达的旋转方向和速度，从而省掉了在开式系统中用的方向控制阀和流量（速度）控制阀。
图2 闭式系统基本原理示意
二，补油泵组成
由于闭式液压泵和液压马达内部会泄漏，这些泄漏会使油液从传动回路中逸出并流回油箱，所以我们必须要用一个补油泵给系统补充流量，来确保在正常运行期间回路中始终充满油液。补油泵通常安装在闭式泵的后面，或者系统中单独配置也可以。根据一般经验，其输出流量大约为泵输出流量的 20%，或者泵加马达流量的10%，当然如果系统泄漏较大或者温度较高也可以稍微增大。
在实际应用中，补油泵的出口设定压力大约为 18到 36bar，具体压力值取决于泵的厂商设定和客户需求。一个基本的补油回路包括补油泵、补油溢流阀和两个补油单向阀，通过这些工作部件，补油泵才可以为闭式回路补充油液。一旦回路压力达到补油溢流阀的设定压力，补油泵的流量就会通过补油溢流阀流经泵或马达的壳体，或者两者都流经，然后流回油箱。
图3 补油泵元件拆解图展示
三，检测壳体泄油流量的作用
当泵或马达磨损或损坏时，内部泄漏会增加，因此可用于做有用功的流量就会减少。这意味着可以通过测量泵或马达壳体泄油管中的流量（内部泄漏），并对比其相对理论或设计流量的百分比来确定泵或马达的状况。
在开式系统中监测泵或马达的壳体压力和泄漏量很常见，有时候现场发现设备动力不足，怀疑是液压泵的原因，操作者甚至会拧开壳体压力的堵头让它往外喷油，并根据喷油的高度和流量来判断泵的泄漏量是否超标了，从而判断泵是否过度磨损了，当然这样做比较危险，而且也浪费液压油，小编不推荐，改为接一个流量计测试一下实际的流量是比较正规的做法。
四，闭式壳体泄油的特殊性
而如果要来检测静液压传动装置时的壳体流量时，就必须要考虑补油泵的流量了。在大多数闭式系统中，补油泵的溢流阀会排放到泵或马达的壳体中。有的客户会将泵和马达的壳体回油单独接到油箱，有的客户会将泵和马达的泄油合并再回油箱。
回到咱们这个案例中，如果客户把液压马达的壳体泄油管接到泵的壳体，然后通过泵的壳体流回油箱，就有可能看到泵壳体泄油管中的流量计读数大约等于补油泵流量。原因如下：我们假设补油泵的流量为 11 L/min，其中 4 L/min 通过马达内部（壳体泄油）从回路中泄漏出去，3 L/ min通过泵内部从回路中泄漏出去。那剩下的4L/min怎么办？它得有个出路，不可能凭空消失的，所以此时补油溢流阀就开始起作用，让这4L/min的流量流走，但最终仍会根据溢流阀的流向进入泵或马达的壳体中。
所以如果本案例中马达的壳体泄油管通过传动泵的壳体流回油箱，你就会看到泵壳体泄油管中的流量计读数大约为这三个流量之和（11L/min）。这个表现就是正常的。如果不是那就有可能泵的泄漏量太大了。
五，总结
如果要单独监测闭式泵或者马达的壳体泄漏量，你必须得确定补油溢流阀排放到哪个壳体（马达或泵）中，并且最好将两个壳体泄油管（马达和泵）单独回油箱。因为如果无法确定补油溢流阀排放到哪个壳体中，你就无法确定这个元件壳体泄油流量中有多少是由于内部泄漏引起的，多少是从别的地方来的，所以无法判断元件的工作状态。所以如果补油溢流阀排放到泵的壳体中，那么可以通过测量马达的壳体泄油流量来确定马达的状况，但不能确定泵的状况。如果补油溢流阀排放到马达的壳体中，那么可以通过测量泵的壳体泄油流量来确定泵的状况，但不能确定马达的状况。当然，你在进行测试的时候也可以想办法把补油溢流阀的流量接到单独的回油管路上，但这么搞就太费劲了。
当然了，有的小伙伴可能要说了，我不需要根据流量的准确值判断，我只要一直监测这个值，如果初始状态是11L/min，我就以它作为一个标准，如果有一天流量突然增大了，比如到2~30L了，那我就知道系统肯定出问题了，虽然不知道是泵还是马达，但肯定有问题。小编觉得这个方法虽然不很精准，但也是绝对有效可行的，很多液压泵寿命预测系统也是基于这个机理进行的。
最后，如果在不完全了解闭式回路的配置的情况下，使用壳体泄油流量来确定静液压传动中泵或马达的状况可能会导致错误的结论和对可使用部件的不必要更换，从而造成不必要的浪费。
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