汽车机械基础_第十六章.ppt

第十六章常见的液压油路,学习目标第一节典型液压回路分析第二节汽车常用液压系统,学习目标,学习目标掌握基本液压回路的功用及工作原理；能够分析常见的液压回路；了解汽车的油路系统；掌握汽车上常用液压系统的组成及工作原理。,返回,第一节典型液压回路分析,汽车中液压系统应用非常广泛，有的复杂，有的很简单，但它们都是由各种液压的基本回路构成的，如换向回路、调压回路、安全回路等。掌握了这些基本回路的组成和基本功能就能顺利地分析各种液压回路，并为汽车液压系统的维修打下良好的基础。一、基本液压回路液压系统的基本液压回路主要可分为以下几方面：方向控制回路、压力控制回路和顺序控制回路。,下一页,返回,第一节典型液压回路分析,1.换向回路如图16-1所示，它是由两位四通阀、直动溢流阀和液压泵等组成的回路。当电磁阀断电时，二位四通阀处于原始位置，液体经阀体进入执行元件的右侧缸中，推动执行元件向左移动。当电磁阀通电时，阀体换到左侧，此时液体进入左侧缸中，液压推动执行元件右移。还可以根据实际的需要换用二位三通或二位五通阀等。其控制方式有人力、机械和电力等。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,2.锁止回路锁止回路的作用是控制执行元件使其停在固定或某个位置上，使执行元件保持当时的状态。从图16-2中可以看出。当三位四通阀分别处于左侧位置或右侧位置时，执行元件就会进入运动状态，而当阀断电处于中间位置时，由液压泵送来的油液直接回到油箱，执行元件停在前一个位置上不动。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,二、压力控制回路1.增压回路增压回路的目的是要执行元件的压力高于主系统的压力。有的利用阀来实现，有的利用系统本身的结构实现。图16-3中就是利用系统本身的结构实现的。从图中可以看到工作缸的截面积是不同的，当液压泵将油液泵入液压油左腔中时，油液的压力将推动执行元件向右行。但在右腔中，后段的截面积变窄，此时的液压力称之为P2。由F1=P1A1F2=P2A2A1，A2分别为左右各缸的截面积。由于大小活塞是由一根活塞连杆相连的，所以不考虑摩擦等因素，理论上两边的力是相等的，即F1=F2，则有P1A1=P2A2。由于A1A2，所以就有了P1P2，油液流过此处压力被提升。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,2.减压回路当液压泵的输出压力高于局部回路或支路要求压力时，或系统要求出口压力小于系统主油道压力时，可以用减压回路保证系统的正常工作，如机床液压系统中的定位、夹紧、回路分度以及液压元件的控制油路等，它们往往要求比主油路低的压力。减压回路较为简单，一般是在所需低压的支路上串接减压阀。采用减压回路虽能方便地获得某支路稳定的低压，但压力油经减压阀口时要产生压力损失，这是它的缺点。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连，如图16-4(a)所示。回路中的单向阀在主油路压力降低（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压作用，减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压。图16-4(b)所示为利用先导式减压阀1的远控口，接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定减压值。为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力小0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度产生影响。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,3.调压回路当液压系统工作时，液压泵应向系统提供一定范围的液压油，而有些系统中各个支路所需的压力是不等的，所以应设置调压回路。在满足各支路压力要求的同时，又能节省能源，减少油液发热，提高执行元件运动的平稳性。当液压泵一直工作在系统的调定压力时，就要通过溢流阀调节并稳定液压泵的工作压力。在变量泵系统中或旁路节流调速系统中用溢流阀（当安全阀用）限制系统的最高安全压力。当系统在不同的工作时间内需要有不同的工作压力时，可采用二级或多级调压回路。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,1)单级调压回路如图16-5(a)所示，系统是由液压泵1和溢流阀2并联连接的，即可组成单级调压回路。通过调节溢流阀的压力，可以改变泵的输出压力。当溢流阀的调定压力确定后，液压泵就在溢流阀的调定压力下工作。从而实现了对液压系统进行调压和稳压控制。如果将液压泵1改换为变量泵，这时溢流阀将作为安全阀来使用。液压泵的工作压力低于溢流阀的调定压力，这时溢流阀不工作。当系统出现故障，液压泵的工作压力上升时，一旦压力达到溢流阀的调定压力，溢流阀将开启，并将液压泵的工作压力限制在溢流阀的调定压力下，使液压系统不至于因压力过载而受到破坏，从而保护了液压系统。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,2)二级调压系统图16-5(b)所示为二级调压回路，该回路可实现两种不同的系统压力控制。由先导型溢流阀2和直动式溢流阀4各调一级，当二位二通电磁阀3处于图示位置时，系统压力由阀2调定，当阀3通电后处于右位时，系统压力由阀调定。但要注意：阀的调定压力一定要小于阀2的调定压力，否则不能实现；当系统压力由阀4调定时，先导型溢流阀2的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀回油箱，这时阀亦处于工作状态，并有油液通过。应当指出：若将阀3与阀4对换位置，则仍可进行二级调压，并且在二级压力转换点上获得比图16-5(b)所示回路更为稳定的压力转换。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,3)多级调压回路图16-5(c)所示为三级调压回路，三级压力分别由溢流阀1、2、3调定，当电磁铁1YA、2YA断电时，系统压力由主溢流阀调定。当1YA通电时，系统压力由阀2调定。当2YA通电时，系统压力由阀3调定。在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于主溢流阀的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。当阀2或阀3工作时，阀2或阀3相当于阀上的另一个先导阀。,下一页,返回,上一页,第一节典型液压回路分析,4.平衡回路平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。图16-6所示为采用单向顺序阀的平衡回路，当换向阀2左位接入回路，活塞下行时，回油路上就存在着一定的背压，只要将这个背压调得能支撑住活塞和与之相连的工作部件，活塞就可以平稳地下落。当换向阀处于中位时，活塞就停止运动，不再继续下移。这种回路在活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,在汽车中液压系统的应用是非常广泛的，下面介绍几种典型的液压回路。一、汽车润滑系统良好的润滑是保证发动机正常工作的前提，也是保证其使用寿命的关键。汽车中的润滑系统是由液压泵、安全阀、旁通阀等元件组成的。当液压泵旋转时，油液通过管道吸入到系统中。由于转速发生改变，系统压力会有脉动。当系统压力高于安全阀的调定压力时，安全阀打开使多余的油液流回油底壳。如图16-7所示为一润滑油路。,下一页,返回,第二节汽车常用液压系统,二、汽车液压转向系统转向系统的功能是保持汽车稳定行驶性能，为保证行车安全，重型汽车、大型客车和越野车普遍采用动力转向装置；高速轿车为使驾驶更加舒适、安全，也采用助力转向。动力转向可分为液压式和气动式，其中前者结构紧凑，工作灵敏度较高，因而应用广泛。1.对动力转向的要求1)安全可靠为保证汽车在行驶或原地转向时灵活自如，助力系统应有足够的助力作用。例如，转向泵失效，应能够用机械系统手动操纵汽车转向。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,2)转向灵敏转向系统应响应及时，转向滞后时间要短。3)要有“路感”转向时，随着车速和路面上的阻力应给驾驶员适当的手感，并能成比例地反映到方向盘上。4)自动回正能力转向后易于自动回正，以保证汽车直线行驶的稳定性。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,2.助力转向液压系统如图16-8所示，当汽车直线行驶或等半径转向行驶时，方向盘6不动。转向控制滑阀15在定位弹簧张力作用下保持中位，液压缸7的两腔均与回油路相通，液压缸活塞处于平衡状态，对转向节臂不施加作用力，不起助力作用。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,左转方向盘6，螺杆8随之向左转动。因转向螺母经过转向节臂、直拉杆等与车轮相连，开始时由于车轮偏转阻力较大，螺母9暂不动。因此，螺母对螺杆产生一个向左的轴向反作力，迫使滑阀15相对阀体14向左移动，改变油路通道。这时从泵来的压力油只经转向控制阀进入液压缸7的右腔，推动活塞向左移动，通过转向摇臂10、直拉杆18、转向节臂19、梯形臂17、横拉杆20使车轮左转，实现助力转向。同理，当向右打方向盘时，滑阀15右移，从泵来的压力油经控制阀进入液压缸7的左腔，活塞右移，通过机械装置作用使车轮右转。放松方向盘，滑阀在中位弹簧的作用下恢复到中间位置，助力作用消失。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,泵由发动机带动。若泵转数增高时，流过节流阀4的阻力增加。节流阀上游压力增加，可使溢流阀3打开，泵出口的油可经溢流阀3回油箱。若因负载加大，节流阀4下游压力增加时，安全阀5打开限制了系统压力的进一步升高。当转向液压泵出故障而不能向系统供油时，这时进油道压力低、回油道压力高，压力差使单向阀13打开从而使进油道、回油道相通，以便减少液压油的阻力，从而可实现手动机械转向。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,三、汽车防抱死制动装置汽车防抱死装置分后二轮控制方式与四轮控制方式。后二轮控制方式可预防急刹车时后轮抱死所引起的车辆偏向，保证车辆的稳定性。四轮控制方式同时控制四轮，在保证车辆的稳定性同时还可保证转向性。下面以桑塔纳2000Gsi装备的MK20型ABS为例来介绍防抱死装置的结构与工作过程。该装置由ABS电子控制单元、液压控制单元和液压泵等组成，下面介绍其工作过程。,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,1.初始制动阶段开始制动时，驾驶员踩制动踏板，制动压力由制动主油缸产生，通过常开的不带电压的进油阀作用到车轮制动轮油缸上，整个过程和常规液压制动系统相同。此时，若制动压力不再上升则防抱死系统不起作用，如图16-9(a)所示。2.油压保持当驾驶员继续踩制动踏板，油压继续升高到车轮出现抱死趋势时，防抱死装置电子控制单元发出指令，进油阀通电并关闭阀门，出油阀依然不带电压仍保持关闭，系统油压保持不变，如图16-9(b)所示。3.油压降低若制动压力保持不变，车轮有抱死趋势时，防抱死装置电子控制单元给出油阀通电打开出油阀，系统油进入低压储液,下一页,返回,上一页,第二节汽车常用液压系统,罐从而降低油压，此时进油阀继续通电保持关闭状态，有抱死趋势的车轮被释放，车轮转速开始上升。与此同时，电动液压泵开始启动，将制动液由低压储液罐送至制动主油缸，如图16-9(c)所示。4.油压增加当车轮转速增加到一定值后，防抱死装置电子控制单元给出油阀断电，关闭此阀门，进油阀同样不带电而打开。电动液压泵继续工作，从低压储液罐中吸取制动液泵入液压制动系统，如图16-9(d)所示。随着制动压力的增加，车轮转速降低。这样反复循环地控制。以上是汽车制动系统的工作原理。在汽车中还有其他的部位也用到了液压系统，比如：动力转向系统、冷却系统、雨刷系统和自动变速器等。,返回,上一页,图16-1换向回路,返回,图16-2锁止回路,返回,图16-3增压回路,返回,图16-4减压回路,返回,1先导式减压阀；2远控溢流阀,图16-5调压回路,返回,图16-6平衡回路,返回,图16-7润滑油路,返回,1旁通；2液压泵；3集滤器；4油底壳；5放油塞；6安全阀；7机油滤清器