08汽车机械基础第八部分

,汽车机械基础,第八部分,液压传动,情境一：液压传动概述,掌握液压传动的基本知识和工作原理。掌握液压系统的组成及其表达方法。,本节导向,液压千斤顶是一个简单的液压传动装置。分析液压千斤顶的工作过程，可知液压传动是以液体为工作介质来传动的一种传动方式，它依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体内部的压力（由外界负载所引起）传递动力。液压传动系统本质是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，随后又将液压能转换为机械能而做功。,液压千斤顶的工作原理简图,当扳动换向阀的手柄使阀芯向右时，液压泵在电机的带动下从油箱中吸油，将电能转换为泵出口处油液的液压能。压力油经节流阀和换向阀后进入液压缸的左腔，推动活塞克服负载阻力带动工作台向右做直线运动，右腔的油液经过换向阀排回油箱。若扳动换向阀的手柄使阀芯向左时，压力油则进入液压缸的右腔，使液压缸克服负载阻力向左运动。当换向阀的手柄扳到图示中间位置时，液压缸的通道被封住，压力油经溢流阀溢回油箱。如右图所示。,机床工作台液压系统,（1）动力元件液压泵，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，是一种能量转换装置。,（2）执行元件液压缸或液压马达，其作用是将液压泵输出的液体压力能转换成工作部件运动的机械能，也是一种能量转换装置。,（3）控制元件各种液压阀，其作用是控制和调节油液的压力、流量及流动方向，以满足液压系统的工作需要。,（5）工作介质液压系统的工作介质为液体，一般为液压油。液压系统通过介质实现运动和动力的传递。,（4）辅助元件油箱、油管、过滤器、密封件和压力表等，其作用是保证液压系统能正常工作。,整个液压系统由以下几个部分组成,液压传动及液压控制系统所用工作介质主要可分为石油型、合成型和乳化型三大类。注意事项：目前，90以上的液压设备采用石油型液压油。它所用的添加剂有两类，一类用于改善其物理性质，如抗磨剂、增黏剂、降凝剂、防爬剂等；另一类用于改善其化学性质，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等。它们的黏度较高，润滑性能较好，但其抗燃性较差。在一些高温、易燃、易爆的工作场合，为安全起见，其液压系统常使用抗燃性能较好的合成型和乳化型工作介质。,1.液压油的种类,（1）密度单位体积液体的质量称为液体的密度，通常用表示。,（2）可压缩性液体在压力的作用下使体积变小的性质称为液体的可压缩性，通常用体积压缩系数K和体积弹性模量E表示。,（3）黏性液体在外力作用下流动时，分子之间由于内聚力而具有一种阻碍分子之间相对运动的内摩擦力，这一特性称为液体的黏性。,注意事项：工程上常用40时的运动黏度的厘斯数表示机械油的牌号。在考虑液压系统的某些特性时，要特别注意温度变化对黏度的影响以及由此带来的泄漏、流量等变化。,2.液压油的物理性质,（2）污染的危害固体杂质会加速元件的磨损，堵塞阀件的小孔和缝隙，堵塞滤油器，使泵吸油困难并产生噪音，还能擦伤密封件使油的泄漏量增加。,（1）污染的原因工作介质污染的主要因素是杂质，杂质有外界侵入的和工作过程中产生的两类。从外界侵入的主要是空气、尘埃、切屑、棉纱、水滴和冷却用乳化液等。,（3）污染的控制液压元件、油箱和各种管件在组装前应严格清洗，组装后应对系统进行全面、彻底的冲洗，并将清洗后的介质换掉；定期检查和更换工作介质。,情境二：液压元件,掌握液压泵的基本工作原理与分类。掌握液压缸的基本工作原理与分类。掌握液压控制阀的分类及原理。,本节导向,液压泵是液压系统的动力元件，是把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能的一种能量转换装置，图形符号如下表所示。,Cumsociisnatoquepenatibusetmagnisdisparturientmontes,添加标题文字,泵是靠密封工作腔的容积变化来实现油和压油的，其输出流量的多少取决于密封工作腔容积变化的大小。,液压泵的图形符号,液压泵的工作原理,齿轮泵是液压传动系统中常用的液压泵,它的主要优点是：结构简单，制造方便，造价低；质量轻，外形尺寸小；自吸性能好；对油的污染不敏感；工作可靠；允许转速高。其缺点是流量脉动较大；有困油现象；噪声较大，排量不可变。齿轮泵多用于中等速度、作用力不大的简单液压系统。齿轮泵又有外啮合式和内啮合式两类。,叶片泵有单作用式和双作用式两大类，在中高压系统中得到了广泛的应用。叶片泵输出流量均匀，脉动小，噪声小，但结构较复杂，吸油特性不大好，对油液的污染也比较敏感。,单作用式叶片泵工作原理,外啮合齿轮泵工作原理,定子具有圆柱形内表面，定子和转子间有偏心距e，叶片装在相对于转子旋转方向后倾的转子槽中，并可在槽中滑动。如右图所示。,在转子转动一转的过程中每个密封容积各完成两次吸油、压油，称为双作用叶片泵。,（1）单作用叶片泵工作原理,（2）双作用叶片泵工作原理,外反馈液压式变量叶片泵的工作原理,（1）轴向柱塞泵工作原理斜盘和配流盘固定不动，传动轴带动缸体和柱塞一起转动，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上。缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油和压油动作。,（2）径向柱塞泵工作原理衬套紧配在回转缸体孔内，随着回转缸体一起旋转，而配流轴则不动。当转子顺时针方向旋转时，柱塞一方面和转子一起旋转，另一方面又靠离心力压紧在定子内壁上。转子每转一转，柱塞在每个径向孔内吸油、压油各一次。,轴向柱塞泵的工作原理,径向柱塞泵工作原理,（1）单杆活塞缸活塞的一侧有伸出杆，两腔的有效工作面积不相等。当向缸两腔分别供油，且供油压力和流量相同时，活塞在两个方向的推力和运动速度不相等。如下图所示。,单杆活塞缸,单杆活塞缸差动连接,活塞的两侧都有伸出杆，当两活塞杆直径相同，缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞两个方向的运动速度和推力也都相等。,（2）双杆活塞缸,双杆活塞缸,增压缸及其符号,伸缩缸由两级或多级活塞缸套装而成。前一级的活塞与后一级的缸筒连为一体。活塞伸出的顺序是先大后小，相应的推力也是由大到小，而伸出时的速度是由慢到快。活塞缩回的顺序一般是先小后大，而缩回的速度是由快到慢。,注意事项：伸缩缸活塞杆伸出时行程大，而收缩后结构尺寸小，适用于需占空间小的机械上。,伸缩缸,（2）伸缩缸,（2）“O”形和“Y”形密封圈密封,（1）间隙密封,（3）“V”形密封圈,当液压缸的工作部件质量较大，运动速度较高，或换向平稳性要求较高时，应在液压缸中设置缓冲装置，以免在行程终端产生很大的冲击压力和噪声，甚至机械碰撞。,对速度的稳定性要求高的液压缸和大型液压缸需在其最高部位设置排气孔，用排气阀或排气塞来排气。,排气塞,排气阀,（1）单向阀单向阀是控制油液单方向流动的方向阀，不允许倒流，按阀芯结构分为球阀式、锥阀式。,链传动,（2）换向阀换向阀是用来改变油液流动路线，以改变工作机构的运动方向。它是利用阀芯相对阀体移动，接通或关闭相应的油路，从而改变液压系统的工作状态。按阀芯的运动方式不同，换向阀可分为滑阀式和转阀式两类。,换向阀的工作原理,（1）溢流阀溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压的作用。按其结构原理可分为直动式和先导式两种。,溢流阀的符号图,直动式溢流阀,减压阀可以用来减压、稳压，将较高的进口油压降为较低而稳定的出口油压。减压阀的工作原理是依靠压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值，缝隙越小，压力损失越大，减压作用就越强。,减压阀利用出口油压与弹簧力平衡，而溢流阀则利用进口油压与弹簧力平衡。减压阀的进、出油口均有压力，所以弹簧腔的泄油需要从外部单独接回油箱，而溢流阀的泄油可沿内部通道经回油口流回油箱。非工作状态时，减压阀的阀口常开，而溢流阀是常闭。,减压阀,减压阀与溢流阀的主要区别：,节流阀普通节流阀，采用轴向三角槽式节流口，工作时阀芯受力均匀、流量稳定性好、不易堵塞。压力油从进油口流入，经孔道和阀芯左端的节流沟槽进入