汽车机械基础电子科技大学第16章.ppt

第16章 液压传动,16.1 概论 16.2 液力传动,16.1 概论,16.1.1液压传动的工作原理 这里通过液压千斤顶的工作原理来说明液压传动的工作原理。如图16-1所示，液压千斤顶主要由大油缸6和活塞7、小油缸3、活塞2、单向阀4和5、截止阀9以及杠杆1等组成，另外还有重物8和油箱10。,图16-1液压千斤顶的工作原理图,工作时用手向上提起杠杆1，小活塞2被带动上升，于是小油缸3的下腔密封容积增大，腔内压力下降，形成局部真空，这时单向阀5将所在的通道关闭，油箱10中的油液在大气压力的作用下推开单向阀4沿进油通道进入油缸3的下腔，完成一次吸油动作。接着压下杠杆1，小活塞2下移，小油缸3的下腔密封容积减小，腔内压力升高，这时单向阀4自动关闭油液流回油箱10的通道，而油缸3下腔的压力油推开单向阀5挤入大油缸6的下腔，推动大活塞7向上移动，将重物8顶起一段距离。如此反复提压杠杆1，即可将重物不断升起，达到顶起重物的目的。 若将截止阀9旋转90，则在重物的重力作用下，大油缸中的油液流回油箱，大活塞7下降到原位。,16.1.2液压传动系统的组成 如图16-2所示是一个机床工作台液压传动系统，我们可以通过它进一步了解液压传动系统的基本原理和组成情况。,图16-2液压传动系统的工作原理及组成,从上例可知液压传动系统由以下五个部分组成： （1）动力元件。动力元件是指液压油泵，它将发动机或电动机输入的机械能转换为液压能，其作用是为系统提供具有一定压力和流量的液压油，是系统的动力源。 （2）执行元件。执行元件是指液压油缸和液压马达，它们是将液压能转换为机械能，输出力和速度或扭矩和转速，以驱动工作部件。 （3）控制元件。控制元件是指各类阀，其作用是用来控制系统中油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完成预定的动作。,（4）辅助元件。辅助元件是指油箱、油管、过滤器、冷却器及各种指示器和控制仪表等，它们的作用是提供必要的条件使系统得以完成正常工作。 （5）工作介质。工作介质是液压油，液压系统就是通过工作介质来实现运动和动力传递的。,16.1.3液压系统图及图形符号 如图16-1和图16-2所示的液压传动系统图是一种半结构式的工作原理图，这种图形直观性强、较易理解，但难于绘制，如果系统中元件过多时更是如此。为了便于阅读、分析、设计和绘制液压系统，在工程实际中，国内外都采用液压元件的图形符号来表示。按照规定，这些图形符号只表示元件的功能，不表示元件的结构和参数，并以元件的静止状态或零位状态来表示。如图16-3所示的液压系统图就是采用国家标准GB786.193规定的液压图形符号绘制的，使用这些图形符号，可使液压系统图形简单清晰，便于绘制。,图16-3液压传动系统工作原理图(用图形符号),16.1.4液压传动的特点 1.液压传动的优点 与其他传动形式相比液压传动的主要优点有： （1）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻。 （2）执行元件工作平稳，换向时冲击较小，可频繁换向。 （3）可方便实现过载保护，且工作油液能使液压元件实现自润滑，故使用寿命长。 （4）液压传动容易实现无级调速，且调速范围大。 （5）操纵简单、调节控制方便，特别是与机、电、气联合使用，易于实现复杂的自动工作循环。 （6）由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造、维修已大大简化。,2.液压传动的缺点 液压传动的主要缺点有： （1）液压传动中的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性。 （2）液压传动有较多的能量损失，传动效率较低，因此不宜作远距离传动。 （3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。 （4）液压系统出现故障时不易查找原因。 综上所述，液压传动的优点是主要的，它的缺点会随着科学技术的发展逐步得到解决。,16.2液力传动,16.2.1液力传动的工作原理 这里通过一组离心泵-涡轮机系统来说明液力传动的工作原理。如图16-4所示，发动机带动离心泵旋转，离心泵从液槽吸入液体并带动液体旋转，然后将液体以一定的速度输入导管，这样离心泵便把发动机的机械能转变成了液体的动能。由离心泵输出的高速液体经导管冲击涡轮机的叶片，使涡轮转动，从而输出机械能。,图16-4离心泵-涡轮机系统,16.2.2液力变矩器 液力传动是一种以液体为工作介质的能量转换装置，它主要包括：能量输入部件，一般称为泵轮，它将发动机的机械能转变为液体的动能；能量输出部件，一般称为涡轮，它将液体的动能转变为机械能。如果液力传动装置只有上述两个部件，则称这一传动装置为液力偶合器。若除上述两部件外还有一个固定的导流部件（一般称为导轮），则称这个液力传动装置为液力变矩器。,如图16-5所示是泵轮、涡轮和导轮各为一个的最简单的液力变矩器，在各工作轮上都安装着一定形状和角度的工作叶片。其工作过程如下： 发动机通过飞轮、驱动壳将动力传给泵轮，高速转动的泵轮将液体带动起来一起旋转，这样泵轮将发动机的机械能转变为液体的动能。液体以一定的速度沿导轮的叶片飞出，去冲击涡轮的叶片，使涡轮旋转，将动力向后边传递，这样涡轮就将液体的动能转变为机械能对外输出。同时沿涡轮叶片飞出的液流冲击固定不动的导轮，导轮通过液流对涡轮施加反作用力矩，从而使涡轮的输出力矩增大，这样就达到了变矩的目的，液流经过导轮回到泵轮进入下一个循环。,图16-5液力变矩器,16.2.3液力传动的特点 液力传动装置主要有以下优点： （1）使车辆具有良好的自动适应性。当外载荷增大时，变矩器能使车辆自动增大牵引力，同时车辆自动减速，以克服增大了的外载荷；反之，当外载荷减小时，车辆又能自动减小牵引力，提高车辆的速度。 （2）扩大了机械的适应范围。当工程机械的工作装置作业时，如果作业阻力增大，则工作装置的运动速度自动变慢；如果作业阻力减小，则工作装置的运动速度自动变快，以适应工作阻力的变化。,（3）保证发动机经常在额定工况下工作。发动机在额定工况下工作，可避免发动机因外负荷突然增大而熄火，同时也可满足车辆牵引工况和作业工况的需要。 （4）提高了车辆的使用寿命。由于液力传动的工作介质是液体，故能吸收并减少来自发动机和外载荷的振动和冲击，因此，可提高车辆的使用寿命。 （5）提高了车辆的舒适性。采用了液力传动后，车辆可以平稳起步，并在较大