汽车机械基础任务11-12液压传动

1、了解液压传动的基本参数掌握液压传动的基本原理重点掌握液压传动系统的组成及作用任务目标一、液压传动的基本概念 二、液压传动的工作原理 三、液压传动系统的组成 液压传动的基本概念 液压传液压传动是以动是以液体为液体为工作介工作介质，利质，利用液体用液体的压力的压力能进行能进行运动和运动和动力传动力传递的一递的一种传动种传动方式。方式。以液体以液体为工作为工作介质，介质，依靠密依靠密闭容积闭容积的变化的变化来传递来传递运动，运动，依靠油依靠油液内部液内部的压力的压力来传递来传递动力。动力。三、液压传动系统的组成 1 1 动力元件（液压泵）动力元件（液压泵）2 2 执行元件（液压缸、液压马达）执行元件

2、（液压缸、液压马达）它的作用是把原动机它的作用是把原动机(电动机或发动电动机或发动机机)的机械能转换成液压油的压力能，的机械能转换成液压油的压力能，是液压系统的动力源。是液压系统的动力源。 它们的作用是将液压油的压力能它们的作用是将液压油的压力能转换成机械能，实现往复直线运转换成机械能，实现往复直线运动、摆动或连续转动。动、摆动或连续转动。3 3 控制元件控制元件( (压力阀、流量阀和方向阀压力阀、流量阀和方向阀 ) ) 4 4 辅助元件辅助元件 ( (油箱、油管、管接头等油箱、油管、管接头等 ) )它们的作用是储存、输送、净化和密封液它们的作用是储存、输送、净化和密封液压油等，并有散热作用。

3、压油等，并有散热作用。它们的作用是改变液压传动系统压力、流它们的作用是改变液压传动系统压力、流量和流向，从而控制执行元件的动力、速量和流向，从而控制执行元件的动力、速度和方向。度和方向。 5 5 工作介质工作介质( (指各种液压油指各种液压油 ) )它的作用是在液压传动系统内传递能量。它的作用是在液压传动系统内传递能量。 一、压力二、流量静压力是指液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向静压力是指液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用力。静压力在液压传动中简称压力作用力。静压力在液压传动中简称压力(在物理学中则称在物理学中则称为压强为压强)。用字母。用字母p来表示是来表示是F=pA在液压

4、缸中，液压油作用在活塞有效面积上的力在液压缸中，液压油作用在活塞有效面积上的力FA为活塞的有效作用面积。为活塞的有效作用面积。一、压力F=GF=pAP=G/A液压缸中的工作压液压缸中的工作压力力p随随外界负载的变外界负载的变化而变化化而变化，负载大，负载大时压力就大，负载时压力就大，负载小时压力就小。因小时压力就小。因此，液压缸的工作此，液压缸的工作压力取决于外界负压力取决于外界负载。载。单位时间内流过管道某一截面的液体体积，用字母单位时间内流过管道某一截面的液体体积，用字母q表示表示若在时间若在时间t内流过液体的体积为内流过液体的体积为 ，则，则tVq V设管道的通流截面积为设管道的通流截面

5、积为A，则流过截面，则流过截面1-1的液体经时的液体经时间间t后到达截面后到达截面-处，所流过的距离为处，所流过的距离为 ，则流过，则流过的液体体积为的液体体积为 ，因此流量为，因此流量为lAlV AvtAltVq二、流量q了解液压元件的结构掌握液压元件的图形符号掌握液压元件的作用和工作原理任务目标1转向盘；转向盘；2转向轴；转向轴；3转向中间轴；转向中间轴；4转向节臂；转向节臂；5转向横拉杆；转向横拉杆；6转转向摇臂；向摇臂；7转向器；转向器； 8转向直拉杆；转向直拉杆；9转向减振器；转向减振器；10转向油罐；转向油罐；11转转向油泵；向油泵；12转向油管转向油管液压油要经过一定动力推动才能

6、流动液压油要经过一定动力推动才能流动, ,就像心脏推就像心脏推动血液流动一样。动力元件经过吸油、排油，最动血液流动一样。动力元件经过吸油、排油，最后将原动机输入的机械能转化成液压的压力能向后将原动机输入的机械能转化成液压的压力能向系统供油。系统供油。一、工作原理二、液压泵的分类柱塞柱塞2右移时，密封空间增大，单向阀右移时，密封空间增大，单向阀5关闭，单向阀关闭，单向阀6打开，打开，油箱内油液被吸入，实现吸油油箱内油液被吸入，实现吸油 柱塞柱塞2左移时，密封空间减小，单向阀左移时，密封空间减小，单向阀6关闭，单向阀关闭，单向阀5打开，打开， 油液被压出，实现压油油液被压出，实现压油一、工作原理依

7、靠密封容积的变化实现吸油和压油，故称之为容积式液压泵依靠密封容积的变化实现吸油和压油，故称之为容积式液压泵按单位时间内所输出的按单位时间内所输出的油液的体积是否可调油液的体积是否可调定量泵定量泵变量泵变量泵二、液压泵的分类1 齿轮泵齿轮泵齿轮泵的密封容积变化范围不能改变，故流量不可调，是定量泵齿轮泵的密封容积变化范围不能改变，故流量不可调，是定量泵优点：优点：结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。缺点缺点：流量脉动大，泄漏大，由此造成的能量损失也比流量脉动大，泄漏大，由此

8、造成的能量损失也比较大。较大。泵的铭牌中有泵的铭牌中有CB标志的为齿轮泵。齿轮泵一般为低压泵，多标志的为齿轮泵。齿轮泵一般为低压泵，多用作机油泵和液压转向泵。用作机油泵和液压转向泵。 2 叶片泵（按工作方式不同分为单作用式和双作用式）叶片泵（按工作方式不同分为单作用式和双作用式）单作用叶片泵单作用叶片泵单作用式单作用式转子每转一周，吸、排油各一次；转子每转一周，吸、排油各一次；改变转子与定子改变转子与定子的偏心量，即可的偏心量，即可改变泵的流量，改变泵的流量，偏心越大，流量偏心越大，流量越大，如调成几越大，如调成几乎是同心，则流乎是同心，则流量接近于零。因量接近于零。因此单作用叶片泵此单作用叶

9、片泵大多为变量泵。大多为变量泵。双作用叶片泵双作用叶片泵双作用式双作用式转子每转一周，吸、排油各两次，是定量泵。转子每转一周，吸、排油各两次，是定量泵。 组成：转子、定子、叶片、泵体组成：转子、定子、叶片、泵体泵的铭牌中型号有泵的铭牌中型号有YB标志的为叶片泵。叶片泵适用于中、高压系统，标志的为叶片泵。叶片泵适用于中、高压系统，如用作富康轿车的转向油泵。如用作富康轿车的转向油泵。3 柱塞泵柱塞泵柱塞式液压泵是利用柱塞在缸体柱塞孔内作往复运动时，柱塞式液压泵是利用柱塞在缸体柱塞孔内作往复运动时，使密封工作容积的变化来实现吸油和排油进行工作的。使密封工作容积的变化来实现吸油和排油进行工作的。按柱塞

10、排列方式不同：轴向柱塞泵、径向柱塞泵按柱塞排列方式不同：轴向柱塞泵、径向柱塞泵轴向柱塞泵：柱塞运动方向与液压缸体的中心线平行轴向柱塞泵：柱塞运动方向与液压缸体的中心线平行组成：配流盘、缸体（开有柱塞孔）、柱塞、斜盘组成：配流盘、缸体（开有柱塞孔）、柱塞、斜盘工作过程：工作过程：)(泵的铭牌中有泵的铭牌中有XB标志的为轴向柱塞泵，轴向柱塞泵是双标志的为轴向柱塞泵，轴向柱塞泵是双向变量泵，常适用于在高压、大功率的系统中或流量需向变量泵，常适用于在高压、大功率的系统中或流量需要调节液压系统中，如汽车液压吊车油泵等。要调节液压系统中，如汽车液压吊车油泵等。一、液压缸二、液压马达液压系统中液压油的压力能

11、最终要转换成机械能，以使主机的工作装置克服负载阻力而产生运动，工作装置实现的运动有往复直线运动、转动或摆动，运动形式不同，选用的执行元件也不同。液压助力转向系统中使用了液压缸将液体的压力能转换成了机械能。 液压缸液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。运动）的液压执行元件。根据常用液压缸的结构形式，可将其分为三种类型根据常用液压缸的结构形式，可将其分为三种类型：活塞式活塞式柱塞式柱塞式单活塞杆式单活塞杆式双活塞杆式双活塞杆式摆动式摆动式一、液压缸单杆活塞式液压缸单杆活塞式液压缸无杆腔进油、有杆腔回油，速度无杆腔

12、进油、有杆腔回油，速度v1=q/A1,推力推力F1=pA1有杆腔进油、无杆腔回油，速度有杆腔进油、无杆腔回油，速度v2=q/A2,推力推力F2=pA2因为因为A1A2,所以所以v1F2单杆液压缸的差动连接：单杆液压缸的差动连接： 单杆活塞液压缸两腔同时通入压力油时，利用两端面积差单杆活塞液压缸两腔同时通入压力油时，利用两端面积差进行工作的连接形式。如下图所示。进行工作的连接形式。如下图所示。即：即：A A1 1 v v3 3= A= A2 2v v3 3 + q + qv v3 3 = q/= q/（A A1 1-A-A2 2) )单杆液压缸的差动连接压力差F3=F1-F2=pA1-pA2左腔

13、排出油液流量qh=A2v3右腔进油总量qz=A1v3=qh+q=A2v3+qA3A2V2v1,得到快速运动。在不增加流量的前提下，实现快速运动在不增加流量的前提下，实现快速运动二、液压马达液压马达按其结构类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式液压马达按其结构类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式等其它形式。等其它形式。叶片式液压马达的工作原理液压助力转向系统的转向器中采用方向控制阀来调节油液的流向，以满足汽车转向的要求。为了保证执行元件能按设计要求安全可靠地工作，不仅要对液压油流动的方向进行控制，还要对液压油的压力和流量进行控制，这些控制元件就是液压控制阀，按其用途分为方向控制阀、压力控制阀和

14、流量控制阀3类。一、方向控制阀二、压力控制阀三、流量控制阀 单向阀单向阀 and 换向阀换向阀1 单向阀单向阀-使油液单向流动使油液单向流动一、方向控制阀液控单向阀功用：功用：无控制油时，油液单向流动；有控制油时，无控制油时，油液单向流动；有控制油时，油液可双向流动。油液可双向流动。2 换向阀换向阀功用：功用：利用阀芯和阀体相对位置的改变，来变换油流利用阀芯和阀体相对位置的改变，来变换油流的方向、接通或关闭油路，从而控制执行元件的换向、的方向、接通或关闭油路，从而控制执行元件的换向、起动或停止。起动或停止。通阀体与系统中油路相通的油口。如四个油口，叫四通阀体与系统中油路相通的油口。如四个油口，

15、叫四通。按阀芯在阀体内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分为：二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等等位阀心相对于阀体有几种不同的工作位置，叫做阀心相对于阀体有几种不同的工作位置，叫做“位位”。分类：1、位数位数用方格数方格数表示。2.在一个方格内箭头或封闭符号在一个方格内箭头或封闭符号与方格的交点数与方格的交点数为油口通路数，即通数，箭头表示两油口连通；为油口通路数，即通数，箭头表示两油口连通； 表示该油口不流通。表示该油口不流通。5.三位阀中格、二位阀画有弹簧的一个为常态位。三位阀中格、二位阀画有弹簧的一个为常态位。 常态位应画出外部连接油口。常态位应画出外部连接

16、油口。4.P P-进油口进油口，T-T-回油口回油口，A、B-其他工作油口其他工作油口3.控制机构和复位弹簧画在主体的任意位置（通常位于控制机构和复位弹簧画在主体的任意位置（通常位于一边或中间）一边或中间）换向阀的符号表示方法：按阀芯控制的方式分：PTABABPT溢流阀溢流阀液压泵液压泵ABPT溢流阀溢流阀液压泵液压泵PTAB功用：控制液压系统的压力，或利用系统中压力的变化来控制液压系统的压力，或利用系统中压力的变化来控制某些液压元件的动作控制某些液压元件的动作二、压力控制阀1 溢流阀溢流阀功用：功用：控制和调整液压系统的压力，控制和调整液压系统的压力，以保证系统在一定的压力或安全压以保证系统

17、在一定的压力或安全压力下工作，常用于溢流稳压，防止力下工作，常用于溢流稳压，防止过载，实现远程调压等场合。过载，实现远程调压等场合。类型（按结构原理分）：直动式、先导式。应用：低压小流量处调节螺钉调节螺钉锥阀锥阀 锥阀座锥阀座调压弹簧调压弹簧阀体阀体主阀芯主阀芯主阀体主阀体主阀弹簧主阀弹簧遥控口遥控口K进油口进油口P出油口出油口TPT符号符号2 减压阀减压阀功用：降低某一支路的油液压力。功用：降低某一支路的油液压力。当回路内有两个以当回路内有两个以上液压缸，其中之上液压缸，其中之一需要较低的工作一需要较低的工作压力，同时其它的压力，同时其它的液压缸仍需高压运液压缸仍需高压运作时，此刻就得用作时

18、，此刻就得用减压阀提供一较系减压阀提供一较系统压力为低的压力统压力为低的压力给低压缸。给低压缸。3 顺序阀顺序阀 顺序阀是使用在一个顺序阀是使用在一个液压泵要供给两个以上液压泵要供给两个以上液压缸依一定顺序动作液压缸依一定顺序动作场合的一种压力阀。场合的一种压力阀。 顺序阀的构造及其动顺序阀的构造及其动作原理类似溢流阀，有作原理类似溢流阀，有直动式和先导式两种，直动式和先导式两种，目前较常用直动式。顺目前较常用直动式。顺序阀与溢流阀不同的是：序阀与溢流阀不同的是：出口直接接执行元件，出口直接接执行元件，另外有专门的泄油口另外有专门的泄油口。用于控制液压系统中液体的流量。用于控制液压系统中液体的

19、流量。流量阀是液压系统中的调速元件，其调速原理是依靠是依靠改变阀口的改变阀口的通流截面积通流截面积来控制液体的流量，以来控制液体的流量，以调节执行元件的运动速度。调节执行元件的运动速度。节流阀节流阀 and and 调速阀调速阀三、流量控制阀结构和工作过程结构和工作过程1节流阀节流阀功用：改变阀口通流面积来调节输出流量，从而调功用：改变阀口通流面积来调节输出流量，从而调节执行元件运动速度。节执行元件运动速度。应用：负载变应用：负载变化不大，速度稳化不大，速度稳定性要求不高的定性要求不高的场合。场合。主要特点：负载变主要特点：负载变化时，输出流量会变化时，输出流量会变化，因而速度稳定性化，因而速

20、度稳定性不高。不高。2 调速阀调速阀功用：改变阀口通流面功用：改变阀口通流面积来调节输出流量，从而积来调节输出流量，从而调节执行元件运动速度。调节执行元件运动速度。结构和工作过程结构和工作过程保证负载变化时，流量阀两保证负载变化时，流量阀两端的压力差不变，流量基本端的压力差不变，流量基本不变，活塞的运动速度稳定。不变，活塞的运动速度稳定。主要特点：负载变化主要特点：负载变化时，输出流量基本不变，时，输出流量基本不变，因而速度稳定性高。因而速度稳定性高。应用：负载变化大，应用：负载变化大，速度稳定性要求高的速度稳定性要求高的场合。场合。液压系统中的辅助元件有滤油器、蓄能器、油箱、热交换器、密封装

21、置等，如液压动力转向装置中的转向油罐就是辅助元件。这些元件虽然仅起到辅助作用，但是对系统的工作性能有直接的影响，甚至影响到系统正常工作，必须给予足够的重视。一、滤油器二、蓄能器三、其他辅助元件 一、滤油器滤油器的功用是过滤混在液压油中的杂质，保证系统正常滤油器的功用是过滤混在液压油中的杂质，保证系统正常工作。工作。 滤油器按其滤芯材料的过滤机制分为表面型滤油器、深滤油器按其滤芯材料的过滤机制分为表面型滤油器、深度型滤油器和吸附型滤油器三种度型滤油器和吸附型滤油器三种.1 作用作用2 类型类型名称名称结构图结构图特点说明特点说明图形符号图形符号表表面面型型 网式过滤器依靠铜丝网层数及网式过滤器依

22、靠铜丝网层数及网孔大小过滤。其特点是结构网孔大小过滤。其特点是结构简单，油液通流能力大，清洗简单，油液通流能力大，清洗方便，但过滤精度低。方便，但过滤精度低。线隙式过滤器依靠线间微小间线隙式过滤器依靠线间微小间隙来过滤油液中的杂质。其特隙来过滤油液中的杂质。其特点是结构简单，油液通流能力点是结构简单，油液通流能力大，过滤精度高，便滤芯材料大，过滤精度高，便滤芯材料强度低，不易清洗。强度低，不易清洗。深深度度型型纸芯式过滤器的结构与线隙式纸芯式过滤器的结构与线隙式相同，为了增大过滤面积，纸相同，为了增大过滤面积，纸芯常制成折叠形。其特点是过芯常制成折叠形。其特点是过滤精度高，但堵塞后无法清洗，滤精度高，但堵塞后无法清洗，必须更换纸芯。必须更换纸芯。吸吸附附型型磁性滤油器的滤芯由永久磁铁磁性滤油器的滤芯由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉和可带磁性的磨料等。可铁粉和可带磁性的磨料等。可用磁铁代替。用磁铁代替。二、蓄能器蓄能器主要有弹簧式和充气式两类，汽车上常用的有弹蓄能器主要有弹簧式和充气式两类，汽车上常用的有弹簧式蓄能器和皮囊式蓄能器簧式蓄能器和皮