液压液力传动概述及流体力学基础(1)电子教案

1、液压液力传动概述及流体力学基础(1) Chapter one 第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述 Overview of the hydrodynamic drive technology 1 液压传动的基本原理2 液力传动的基本原理3 34 4 Contents 液压液力传动与汽车工程 液压液力传动技术的特点l 液压液力传动在汽车中的作用液压液力传动在汽车中的作用传动系统流体传动第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.1 液压液力传动技术与汽车工程l 传动技术传动技术驱动轮发动机机械传动电力传动液压传动气动传动液力传动第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述p 汽车的进

2、化1.1 液压液力传动技术与汽车工程l 液压液力传动在汽车中的作用液压液力传动在汽车中的作用机械机、电、液、控一体化p 主要应用领域u 自动变速器(automatic transmission, AT)u 电控液压悬架(Electronically controlled hydraulic suspension, EHS)u 制动防抱死系统(AntiBlockierSystem, ABS)u 助力转向系统(power steering system, PSS)第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 如何用很小的力，抬起很重的物体？如何用很小的力，抬起很重的物体

3、？p 杠杆原理p1=F1/S1S1S2F1F2F2=p2.S2p1=p2 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。 p 帕斯卡定律图1-1 液压传动原理2211SFFS第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理图1-2 液压千斤顶结构简图1 杠杆；2 小活塞；3、6 液压缸；4、5 单向阀；7 大活塞；8 重物；9 放油阀l 液压千斤顶液压千斤顶p 动力元件p 执行元件p 控制元件p 辅助元件：滤油器、油管等p 工作介质：油液第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 液压传动的基本组成液压传动的基本组成图1-2 液压

4、千斤顶结构简图1 杠杆；2 小活塞；3、6 液压缸；4、5 单向阀；7 大活塞；8 重物；9 放油阀液压泵液压马达、液压缸第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 液体的不可压缩性液体的不可压缩性液体几乎是不可压缩的，动力的传送可以立即发生。l 液压传动的优点液压传动的优点u 结构紧凑，质量轻、惯性矩小u 柔性连接、控制方便灵活u 可传递大功率、可以实现无级调速u 具有自润滑作用u 传动效率低u 成本高u 传动比不精确，工作时受温度影响较大l 缺点缺点第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.3 液压传动的特点主动风扇 风 被动风扇水泵 水（油） 涡轮机第

5、第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理图1-3 液力传动的基本原理l 液力传动基本形式液力传动基本形式l 液力传动的基本元件液力传动的基本元件第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理图1-4 液力耦合器图1-5 液力变矩器l 液力传动的基本结构组成液力传动的基本结构组成p 能量输入部件（泵轮）p 能量输出部件（涡轮）p 导流部件（导轮）第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理机械能 液体动能液体动能 机械能l 液力传动的优点液力传动的优点u 传动效率低u 结构复杂，成本高l 缺点缺点u 防振隔振性好u 可

6、以在一定范围内自适应外部负载变化u 易于实现自动控制u 可以带载启动，且具有良好的低速运行能力第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.5 液力传动的特点 Chapter Two 第第2章章 流体力学基础流体力学基础 Foundation of fluid mechanics Contents 123液体静力学基础液体静力学基础液体动力学基础液体动力学基础液体流动状态与雷诺数液体流动状态与雷诺数4管路液体压力损失分析管路液体压力损失分析第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础l 液体静压力液体静压力(static pressure)(static pressure) 处

7、于相对静止状态下的流体，由于本身的重力或其他外力的作用，在流体内部及流体与容器壁面之间存在着垂直于接触面的作用力，这种作用力称为流体的静压力。l 压强压强帕(Pa) 1Pa=1N/m2 l 特性特性 （1）流体静压力垂直于其作用面； （2）同一点上各个方向的流体静压力都相等。图2-1 液体静压力l 液体静压力基本方程液体静压力基本方程第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础0p ApAVgmg gh A图2-2 液体静压力方程计算图 0ppghl 压力的表示方法压力的表示方法第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础1 绝对压力绝对压力 2 相对压力相对压力

8、3 真空度真空度 图2-3 绝对压力、相对压力和真空度的相互关系 以绝对零压力为基准所表示的压力 以大气压力为基准所表示的压力 大气压力与绝对压力之差 第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础l 流量流量l 流速流速在单位时间里流过截面的液体的体积，称为流量。常用q表示； 单位m3/s ，L/min1m3/s=6x104L/min常用v表示； 单位m/sq AudAvAvA第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础l 连续性方程连续性方程图2-4 连续性方程示意图 12qq1122v Av A 在同一管路中，只要液体是连续的，不论流通面积怎么变化，通过任一截面

9、的流量是相等的。iiv ACl 伯努利方程伯努利方程第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础图2-5 伯努利方程推导简图 第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.3 管路中液体流动状态图2-6 层流与紊流的流动特点(a) 层流； (b) 紊流 l 层流与紊流层流与紊流19世纪末 雷诺l 流动状态影响因素流动状态影响因素 平均流速 v管径 d运动粘度 第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.3 管路中液体流动状态l 雷诺数雷诺数Revd液体流动时究竟是层流还是紊流，应用雷诺数来判断l 临界雷诺数临界雷诺数Rec管道形式Rec管道形式Rec光滑金属圆管2000光滑同心环状缝隙11

10、00橡胶软管1600光滑偏心环状缝隙1000圆柱滑阀阀口260锥阀阀口20图2-6 层流与紊流的流动特点(a) 层流； (b) 紊流 表2-1 常见的临界雷诺数第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失计算l 沿程压力损失沿程压力损失22flvpdl 局部压力损失局部压力损失22rvp主要包括沿程压力损失与局部压力损失两部分2()rnnqppq v: 油液流速l: 直管长度d: 管道内径: 局部阻力系数: 沿程阻力系数查手册所得的压力损失第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失计算在汽车液压系统中，常采用以下方法来减少管路中的压力损失：（1）改善液压系统中管路内壁的粗糙度；（2）缩短管路的使用长度；（3）减少液压系统中管路截面的突变和弯曲。l 管路系统总压力损失管路系统总压力损失222()22frnnlvvqppppdq 总总 结结（1）液压与液力传动技术在汽车中的应用；（2）液压传动的基本原理；（3）液压千斤顶的工作流程；（4）液