汽车机械基础课件：第七单元汽车液压传动任务二 液压元件

汽车机械基础任务二液压元件相关知识4任务目标1工作任务2任务分析3任务评价5技能训练63任务目标能够理解液压泵的工作原理和性能参数；1明确齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的结构特点和工作原理；2能够区分液压缸的分类、结构特点及工作原理；3能够区分换向阀的种类、结构及工作原理；4明确换向阀的滑阀机能；5能够区分压力控制阀分类、结构及工作原理；6明确节流阀、调速阀的结构及工作原理；7能够区分液压辅助元件的分类及原理。84

工作任务：现代汽车上100%都装有ABS防抱死装置，请注意汽车ABS防抱死装置工作中液压调节器总成的工作情况。汽车制动压力调节器5任务分析：ABS系统能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，加大轮胎与地面的摩擦力，使刹车效率达到90%以上。如图所示为汽车制动压力调节器，其功用是根据电子控制装置传送的命令信号控制制动总泵向车轮制动分泵提供的液压或气压，从而自动控制车轮速度。保证ABS制动防抱死控制的正常工作。相关知识：一、液压系统动力元件1.液压泵的工作原理、分类及主要参数（1）液压泵的工作原理液压泵的工作原理动画知识小结：液压泵要正常工作，必须具备下列条件：1)应具备大小能够交替变化的密封容积。2)应有配流装置。在吸油过程中密封容积与油箱相通，同时关闭供油管路；在压油过程，密封容积与供油管路相通，同时切断与油箱的连接。3)吸油过程中，油箱必须和大气相通。这是实现吸油的必要条件。一、液压系统动力元件（2）液压泵的分类一、液压系统动力元件1）压力①工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。②额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。③最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值，称为液压泵的最高允许压力。2）排量和流量①排量:排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为变量泵。②流量:为泵单位时间内排出的液体体积L/min。（3）液压泵的主要性能参数2.汽车上常用液压泵汽车上常用的液压泵主要有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等定量泵，也有少数车型采用变量叶片泵。（1）齿轮泵齿轮泵按其啮合形式可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。2.汽车上常用液压泵1）外啮合齿轮泵①的结构及工作原理外啮合齿轮泵原理动画外啮合齿轮泵的主要优点是结构简单紧凑，制造方便，价格低廉；工作可靠，自吸性能好；转速范围大；主要缺点是输油量不均，流量脉动大，噪声大；流量不能调节，只能用作定量泵。如汽车齿轮式机油泵。知识点滴：外啮合齿轮泵的优缺点汽车齿轮式机油泵②外啮合齿轮泵存在的问题2.汽车上常用液压泵泄漏外啮合齿轮泵运转时高压腔的压力油泄漏到低压腔中，主要有三种途径：一是齿顶与泵体内壁之间的径向间隙；二是齿轮端面与前后端盖之间的端面间隙；三是通过齿轮啮合处的接触间隙。端面间隙为外啮合齿轮泵泄漏最主要的原因，可占总泄漏量的75%—80%。2.汽车上常用液压泵b困油现象困油现象是指在实际工作中，当两对齿轮同时啮合时，由于齿轮的端面间隙很小，因此这两对轮齿之间的油液与泵的吸、排油腔互不相通，形成一个封闭容积。齿轮转动时，封闭容积会发生变化，造成封闭容积内液体的压力发生急剧变化的一种现象。困油现象知识点滴：消除困油现象的措施困油卸荷槽困油区封闭腔容积减小，油液受到挤压时，通过右边的卸荷槽与压油腔相通困油区封闭腔容积增大产生局部真空时，通过左边的卸荷槽与吸油腔相通在两侧盖板上开卸荷槽齿轮泵传动的轴上主要受两个力的作用。一是由齿轮啮合产生的力，它决定传递力矩的大小；二是液体压力产生的总径向力。后者远大于前者，齿轮和轴受到的径向力不平衡。2.汽车上常用液压泵c径向力不平衡知识点滴：减小径向力不平衡的措施：缩小排油口直径；开压力平衡槽和改善结构

2）内啮合齿轮泵2.汽车上常用液压泵内啮合齿轮泵工作原理图图2-14比一比：外啮合齿轮泵与内啮合齿轮泵的不同内啮合齿轮泵结构紧凑，尺寸小、重量轻，使用寿命长，最大优点是无困油现象，压力脉动和噪声都比外啮合齿轮泵较小。a)自动变速器齿轮泵b)汽车转子式机油泵内啮合齿轮泵在汽车上的运用（2）叶片泵2.汽车上常用液压泵叶片泵通常按每转吸、排油次数不同，分为双作用叶片泵和单作用叶片泵两种。1)双作用叶片泵①双作用叶片泵的结构原理

双作用叶片泵结构原理图动画（2）叶片泵2.汽车上常用液压泵1)双作用叶片泵①双作用叶片泵的结构原理

双作用叶片泵结构原理图想一想：为什么这种泵叫做双作用叶片泵？这种泵转子每转一转，每个密封工作容积完成两次吸油和压油，故称为双作用叶片泵。由于转子与定子同轴，转速选定后，泵的流量也就确定了，所以双作用叶片泵是定量泵。知识点滴：由于叶片有安装倾角，所以只允许转子朝倾斜的方向旋转，不得随意反转，否则可能将叶片折断。通常叶片的前倾角可取10°～14°。近年的研究成果表明，叶片倾角并非完全必要，某些高压双作用叶片泵的转子槽是径向的，且使用情况良好。2.汽车上常用液压泵②双作用叶片泵的优缺点2.汽车上常用液压泵汽车转向助力泵2）单作用叶片泵2.汽车上常用液压泵单作用叶片泵结构原理图及动画想一想：为什么称作单作用叶片泵？这种泵转子每回转一周，每个密封容积完成一次吸油和压油，所以称单作用叶片泵。比一比：双作用式叶片泵与单作用式叶片泵有什么不同？①单作用叶片泵的叶片数为奇数，一般为13或15片。双作用叶片泵的叶片数为偶数，一般取12或16片；②为了减少叶片与定子间的磨损，单作用式叶片槽常做成后倾结构，通常后倾角为°。双作用叶片泵的叶片的安装倾角前倾角取10°～14°；③单作用叶片泵的流量可变，双作用叶片泵的流量不可变。2.汽车上常用液压泵柱塞泵是利用柱塞在有柱塞孔的缸体内做往复运动，使密封容积发生变化而实现吸油和压油的。按柱塞排列方向不同，可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种。（3）柱塞泵2.汽车上常用液压泵1）轴向柱塞泵。轴向柱塞泵是指各柱塞的轴线平行于缸体轴线排列的一种柱塞泵。轴向柱塞泵按泵的传动轴相对缸体中心线是否倾斜可分为直轴式轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞泵两种。①直轴式轴向柱塞泵的结构和工作原理2.汽车上常用液压泵直轴式轴向柱塞泵工作原理图2.汽车上常用液压泵汽车空调摆盘式空调压缩机大众Polo汽车摆盘式空调压缩机实物图想一想：如果改变斜盘倾角的大小会对泵的输出流量有什么影响？2.汽车上常用液压泵汽车空调摆盘式空调压缩机动画想一想：如果改变斜盘倾角的大小会对泵的输出流量有什么影响？2.汽车上常用液压泵②斜轴式轴向柱塞泵的结构和工作原理斜轴式轴向柱塞泵图2.汽车上常用液压泵知识点滴：轴向柱塞泵结构紧凑，密封性能好，在高压下有较高的容积效率，且流量调节方便，但其结构复杂、制造精度要求高、对油液污染敏感，一般用于高压、大流量、大功率和流量需要调节的液压系统中。汽车斜轴式空调压缩机轴向柱塞泵2.汽车上常用液压泵2）径向柱塞泵径向柱塞泵可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。固定液压缸式径向柱塞泵2.汽车上常用液压泵圣达菲车D4EA柴油机凸轮轴驱动的高压油泵2.汽车上常用液压泵径向柱塞泵工作原理图小知识：液压泵使用时的注意事项液压泵传动轴不能承受径向力和轴向力，因此不允许在轴端直接安装带轮、齿轮、链轮，通常用联轴器联接驱动轴和泵。液压泵使用时应注意：①液压泵安装是否准确可靠，螺钉是否拧紧，联轴器安装是否符合要求；②泵体内是否灌满油液；③泵的转向是否与进出油口相符；④液压系统的安全阀是否调到规定压力值。2.汽车上常用液压泵小结二、液压系统执行元件1．液压缸的基本工作原理液压缸基本工作原理2．液压缸的分类二、液压系统执行元件动画2．液压缸的分类二、液压系统执行元件单作用液压缸柱塞式液压缸单活塞杆液压缸双活塞杆液压缸伸缩液压缸二、液压系统执行元件双作用液压缸2．液压缸的分类单活塞杆液压缸双活塞杆液压缸伸缩液压缸组合液压缸齿轮液压缸增压缸弹簧复位液压缸串联液压缸3．液压缸的工作特点及在汽车上的应用二、液压系统执行元件双作用单活塞杆液压缸（1）双作用单活塞杆液压缸工作原理图职能符号结构（1）双作用单活塞杆液压缸二、液压系统执行元件无杆腔进油

有杆腔进油油腔差动连接二、液压系统执行元件（1）双作用单活塞杆液压缸汽车串联式制动主缸结构原理动画二、液压系统执行元件（1）双作用单活塞杆液压缸汽车串联式制动主缸结构原理图二、液压系统执行元件（2）双作用双出杆活塞式液压缸双作用双出杆液压缸结构示意图二、液压系统执行元件（2）双作用双出杆活塞式液压缸简单非平衡式鼓式制动器工作原理动画二、液压系统执行元件（2）双作用双出杆活塞式液压缸盘式制动器结构原理图c4．液压缸的密封二、液压系统执行元件液压缸高压腔中的油液向低压腔泄漏称为内泄漏，缸内的油液向外部泄漏称为外泄漏。（1）间隙密封（2）活塞环密封

（3）密封圈密封。1）O型密封圈4．液压缸的密封O型密封圈动画安装O型密封圈时，要有一定的预压缩量（3）密封圈密封4．液压缸的密封2）Y型密封圈Y型密封圈动画（3）密封圈密封。4．液压缸的密封3）V形密封圈V形密封圈动画支撑环V形圈压环5．缓冲、排气装置（1）液压缸的缓冲装置间隙缓冲节流阀缓冲三角槽缓冲带缓冲的液压缸5．缓冲、排气装置（2）液压缸的排气装置一般可在液压缸的最高处设置进、出口把空气带走。放气孔放气阀液压缸的排气装置二、液压系统执行元件拓展知识：其它形式的液压缸1.柱塞式液压缸柱塞式液压缸二、液压系统执行元件拓展知识：其它形式的液压缸1.柱塞式液压缸鼓式制动器的工作原理动画2.增压缸二、液压系统执行元件想一想：为什么增压缸会得到高于泵压的输出压力？提示：增压但不增能。3.伸缩液压缸二、液压系统执行元件伸缩液压缸二、液压系统执行元件4.齿轮液压缸齿轮液压缸动画三、液压系统控制元件液压控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。按控制功能分方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。知识点滴：液压系统对液压阀的基本要求1）动作灵活、准确，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪声小，使用寿命长；2）阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好；3）所控制的压力或流量稳定，受外部干扰时变化量小；4）结构紧凑，安装、调试、使用、维护方便，通用性好。三、液压系统控制元件1．方向控制阀方向控制阀按用途不同通常分为单向阀和换向阀两类。（1）单向阀功用是控制油液只允许油液单向流动，不允许反向倒流的阀。根据单向阀的控制方式的不同，常见的单向阀主要有普通单向阀和液控单向阀。1）普通单向阀普通单向阀结构图1）普通单向阀a)钢球式b)锥阀式1.方向控制阀普通单向阀的结构形式a)单向阀处于导通状态b)单向阀处于截止状态1）普通单向阀1.方向控制阀单向阀的工作原理动画2）液控单向阀液控单向阀是一种通入控制压力油打开阀芯实现液流反向流通的单向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。液控单向阀动画1.方向控制阀2）液控单向阀液控单向阀液控单向阀控制油时具有良好的反向密封性能，常用于保压、锁紧和平衡回路。1.方向控制阀（2）换向阀换向阀是通过变换阀芯在阀体内的相对位置，控制相应油路接通、断开或变换油液的方向，从而实现对执行元件换向或启停控制。换向阀通常有滑阀式和转阀式换向阀两种结构。1）滑阀式换向阀①换向阀的组成及工作原理1.方向控制阀②换向阀的图形符号及换向阀主体结构形式1.方向控制阀二位二通二位三通二位四通二位五通三位四通三位五通1.方向控制阀名称结构原理图图形符号使用场合二位二通阀控制油路的接通与断开(相当于一个开关)二位三通阀图3控制液流方向(从一个方向换成另一个方向)二位四通阀控制执行元件换向不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运动时回油方式相同三位四通阀能使执行元件在任一位置上停止运动二位五通阀不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运动时回油方式不同三位五通阀图11能使执行元件在任一位置上停止运动1.方向控制阀64-68操纵方式图形符号简要说明手动手动操纵，弹簧复位，中间位置时阀口互不相通机动挡块操纵，弹簧复位，通口常闭电磁电磁铁操纵，弹簧复位液动液压操纵，弹簧复位，中间位置时四口互通电液动电磁铁先导控制，液压驱动，阀心移动速度可分别由两端的节流阀调节，使系统中执行元件能实现平稳的换向1.方向控制阀③换向阀的控制方式64-69型式符号中位通路状况、特点及应用O型

四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的并联工作。液压缸充满油，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起液压冲击较大；换向位置精度高H型

四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动比O型平稳；换向位置变动大Y型P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动性能介于O型和H型之间K型P、A、B相通，B口封闭，泵卸荷，液压缸处于闭锁状态。两个方向换向时性能不同M型P、T相通，A、B口封闭，泵卸荷，液压缸闭锁，从静止到起动较平稳；制动性与O型相同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中X型

四口处于半开启状态，泵基本卸荷，但仍保持一定的压力。换向性能介于O型和H型之间P型P、A、B相通，T封闭，泵与液压缸两腔相通，可组成差动连接。从静止到起动平稳；制动平稳；换向位置变动比H型的小，应用广泛知识点滴：三位四通换向阀中位机能2）转阀式换向阀阀芯工作位置一1.方向控制阀阀芯工作位置二阀芯工作位置三转阀式分配阀工作原理图1.方向控制阀北京切诺基汽车转阀式动力转向系统工作原理示意图1.方向控制阀a)汽车直行时北京切诺基汽车转阀式动力转向系统工作过程1.方向控制阀b)汽车左转时北京切诺基汽车转阀式动力转向系统工作过程1.方向控制阀c)汽车右转时北京切诺基汽车转阀式动力转向系统工作过程1.方向控制阀滑阀式换向阀具有密封性好、径向力易于平衡、易于实现多路控制工作、制造简单等优点，在液压系统中得到广泛应用。转阀式换向阀结构简单、紧凑，但由于阀芯上的径向力不平衡等缺点，一般在中、低压系统中用做先导或小流量换向阀。比一比：滑阀式换向阀和转阀式换向阀有什么区别？1.方向控制阀三、液压系统控制元件2．压力控制阀压力控制阀的功用是用来控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其他元件动作。压力控制阀的共同特点是利用作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来控制阀口开度，调节压力或产生动作。压力控制阀按用途不同分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。（1）溢流阀溢流阀主要作用是在定量泵系统中起溢流稳压作用或在变量泵系统中起限压安全保护作用。溢流阀按其结构原理分为直动型和先导型两种。

1）直动型溢流阀直动型溢流阀2．压力控制阀2）先导型溢流阀2．压力控制阀先导型溢流阀工作过程动画2）先导型溢流阀2．压力控制阀知识点滴：溢流阀的主要特点①常态下阀口常闭；②出口T接油箱，溢流时进口压力稳定；③采用内泄油口，简化油路。3）溢流阀的应用①使系统压力保持恒定汽车无回油管的按需供油系统工作原理图溢流阀保持压力恒定2．压力控制阀②系统过载保护溢流阀系统过载保护工作原理图潍柴WP10/WP12系列国3柴油机Bosch共轨系统ZP5输油泵2．压力控制阀③作背压阀用④实现远程调压⑤作卸荷阀作用先导式溢流阀远程调压阀先导式溢流阀a）背压阀b）远程调压C)卸荷阀溢流阀的应用2．压力控制阀2．压力控制阀(2)顺序阀顺序阀的作用是利用液压系统中压力的变化来控制阀口的启闭，从而实现多个执行元件按一定的顺序动作。按结构也分为直动型和先导型。目前直动型应用较多。1）直动型顺序阀2．压力控制阀2）先导型顺序阀知识点滴：顺序阀的主要特点①常态下阀口常闭。②出口接执行元件，控制油压力达到调定值时，阀口开启。③进油口压力不能保证稳定，泄油单独接油箱。3）顺序阀的应用①与单向阀组成平衡阀2．压力控制阀平衡回路3）顺序阀的应用②控制多个执行元件的顺序动作2．压力控制阀顺序动作回路2．压力控制阀（3）减压阀减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。减压阀主要用于降低系统某一分支油路的油液压力，并保持稳定值。例如，夹紧支路、润滑支路等。定压减压阀有直动型和先导型两种结构形式，直动式减压阀较少单独使用。1）先导型减压阀结构原理

2．压力控制阀先导型减压阀减压阀知识点滴：减压阀的主要特点①常态位阀口常开；②出口压力油控制减压阀口开度，进口压力小于调定值时，不起减压作用，当进口压力高于调定值时，保持出口稳定低压；③泄油口单独接油箱。2）减压阀的应用在液压传动系统中，控制系统、润滑系统等支路往往需要稳定的低压，为此，该支路只需串联一个由减压阀组成的减压回路即可。2．压力控制阀2．压力控制阀（4）压力继电器压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的液－电控制元件。压力继电器由压力—位移转换装置和微动开关两部分组成。按结构分，有柱塞式、弹簧管式、膜片式和波纹管式四类。顶杆柱塞调节螺钉微动开关职能符号结构图3.流量控制阀三、液压系统控制元件

流量控制阀(简称流量阀)是在一定的压差下通过改变节流口通流面积的大小，改变通过阀口流量的阀。在液压系统中，控制流量的目的是对执行元件的运动速度进行控制，因此液压系统流量控制回路又常称为速度控制回路或调速回路。常见的流量控制阀有节流阀、调速阀等。3.流量控制阀(1)节流阀1）节流阀的结构原理。

节流阀主要起节流调速、负载阻尼和压力缓冲作用实物图结构图职能符号3.流量控制阀改变节流口的通流面积，使液阻发生变化，就可以调节流量的大小，这就是流量控制的工作原理。2）节流口a)针阀式b)偏心槽式

c)轴向三角槽式d)周边缝隙式e)轴向缝隙式常用节流口形式3.流量控制阀（2）调速阀调速阀通过改变阀口的通流面积，利用其所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。a)实物图b)工作原理3.流量控制阀（2）调速阀调速阀通过改变阀口的通流面积，利用其所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。职能符号工作应用液压系统中，液压油的储备、压力的监测、油液的杂质过滤等都需要有专用元件来配合工作，对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响。液压系统中的辅助元件有油箱、滤油器、蓄能器、热交换器、管件等。1.油箱四、液压系统辅助元件油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。1.油箱四、液压系统辅助元件汽车液压系统中常用的油箱燃油供给系统油箱机油油箱知识点滴：汽车加油不要超过安全容量不同车型的汽车的油箱的容量是不同的，汽车燃油油箱标注的容积并实际最大容积，而是最大合理容积，普通油箱可以在标注容积外，多加注10％～15％的汽柴油。加油时尽量不要超过汽车安全容量，以免造成安全隐患。四、液压系统辅助元件2.滤油器（1）滤油器的功用滤油器是过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，保证系统正常地工作。（2）滤油器的类型粗滤油器（滤去大于100μm的杂质）普通滤油器（滤去10～100μm的杂质）精密滤油器滤去5～10μm的杂质）特精滤油器（滤去1～5μm的杂质）按其过滤精度(滤去杂质的颗粒大小)的不同按其滤心材料和结构形式主要网式线隙式烧结式纸质磁性滤油器2.滤油器网式滤油器线隙式滤油器线隙式滤油器烧结式滤油器纸质滤油器磁性滤油器滤油器职能符号（3）滤油器的安装位置2.滤油器a)安装在液压泵的吸油口b)安装在液压泵的出油口c)安装在回油路上d)安装在独立的过滤系统上1）装在泵的吸油口处所示。2）安装在泵的出口油路上。3）安装在系统的回油路上。4）大型液压系统可专设液压泵和滤油器组成独立过滤回路。5）安装在重要元件的前面（3）滤油器的安装位置2.滤油器汽车发动机压力润滑系统组成及其油路图3．管件四、液压系统辅助元件管件包括油管、管接头和法兰等。油管和管接头是各组件组成系统时必需的连接和输油组件。（1）油管油管的功能是连接液压元件，传输液压油和传递压力能。种类性能特点硬管钢管承受高压、价格低廉、耐腐性好、刚性好。但装配时不能任意成形紫铜管容易变成各种形状，材料价格高抗振能力及承压能力有限软管尼龙管加热后可任意成形和扩口，冷却后定型，承压能力因材质而异塑料管重量轻耐油，价格便宜，装配方便，承压能力低，易变质老化橡胶管安装方便，能吸收部分液压冲击，耐压能力差知识点滴：油管的安装要求管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置管夹。四、液压系统辅助元件（2）管接头管接头是连接油管和油管、油管与液压件的