汽车液压与气压传动课件：液压回路的识别

汽车液压与气压传动

活塞连杆组故障诊断与修复液压回路的识别

任务1

活塞连杆组故障诊断与修复液压回路的识别知识目标

1.正确叙述各种汽车常用液压基本回路的分类与应用。2.正确叙述各种汽车常用液压基本回路的组成与原理。能力目标

1.能识别各种汽车常用液压基本回路的分类。2.能表述各种汽车常用液压基本回路各组成的符号，描述其职能。素养目标

1.具备同学之间相互合作探讨汽车液压新技术的素养。2.具备识别、分析不同液压件及回路在汽车上应用的素养。知识链接

1.1.1静压传动回路目前大多数轿车的液压式离合器都是采用静压来传递分离力的，其液压回路如图6-1所示。踩压离合器踏板，推杆带动主缸中的活塞运动，而产生液压力，此液压力被施加到离合器工作缸，最终操纵离合器的接合和分离动作。1.1压力控制回路图6-1离合器液压传动原理示意图1-离合器工作缸（分泵）；2-飞轮；3-离合器盘；4-压盘；5-离合器盖；6-分离轴承套筒；7-分离轴承；8-分离叉；9-离合器主缸（总泵）；10-离合器储液罐；11-离合器踏板知识链接

1.1.2ABS液压调压回路目前市场上汽车均标配有ABS，一般配置有ABS车辆使用的液压回路有2位置2电磁阀或3位置1电磁阀来控制三种不同模式的制动液压力，2位置2电磁阀[图6-2a）]和3位置1电磁阀[图6-2b）]控制制动液压力的基本原理相同。1.1压力控制回路图6-2ABS常用电磁阀图形符号知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路汽车常用防抱死制动系统（ABS）的2位置2电磁阀型液压回路结构如图6-3所示。1.1压力控制回路图6-3ABS的2位置2电磁阀型液压回路1-进口电磁阀；2-出口电磁阀；3-储液罐；4-泵；5-马达；6-进口阀；7-出口阀；8、12-进出油口旁通止回阀；9-止回阀；10-缓冲阀；11-梯度开关知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（1）制动液压力增加或常规制动操作模式。制动液压力增加或常规制动操作模式如图6-4所示。当制动液压力增加或在常规制动操作过程中，常开电磁阀和常闭电磁阀保持不通电状态。此时常开电磁阀的进油口打开，出油口关闭。在压力增加过程中，主缸中的制动液压力以及油泵中的液体压力作用到工作缸。1.1压力控制回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（1）制动液压力增加或常规制动操作模式。

1.1压力控制回路图6-4液压力增大回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（2）制动液压力保持模式。制动液压力保持模式液压回路如图65所示。在制动液压力保持模式中，只有常开电磁阀通电工作而关闭，此时，进油口和出油口都关闭，因为主缸和储液罐都中断，工作缸中的制动液压力或制动钳停留在保持模式。1.1压力控制回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（2）制动液压力保持模式。

1.1压力控制回路图6-5液压力保持回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（3）制动液压力减小模式。制动液压力减小模式液压回路如图6-6所示。1.1压力控制回路图6-6液压力减小回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路1）2位置2电磁阀型液压回路（3）制动液压力减小模式。在制动液压力减小模式中，常开电磁阀和常闭电磁阀都通电工作。在这种情况下，进油口关闭，出油口打开，工作缸或制动钳中的制动液压力被传递到储液罐，而不是传递到主缸，这减小制动液压力，然后，制动液被油泵吸取，在压力下被发送到主缸，缓冲室缓冲了泵操作引起的压力波动，进而减小了制动踏板的反冲效应。制动释放位置，随着制动器松开，进油口和出油口电磁阀都关闭。在这种情况下，进油口打开，出油口关闭，此时，制动踏板返回释放位置，主缸中的制动液压力减小，来自工作缸或制动钳的制动液通过旁通止回阀和进油口被发送到主缸，这减小工作缸中的制动液压力，具有储液罐中剩余压力的制动液也通过出油口旁通止回阀返回主缸。1.1压力控制回路知识链接

1.1.2ABS液压调压回路2）3位置1电磁阀配置有3位置1电磁阀液压回路如图6-7所示。其液压回路的工作原理与2位置2电磁阀型液压回路相似，这里不再重复。1.1压力控制回路图6-73位置1电磁阀液压回路原理图1-左前轮；2-制动钳；3-右前轮；4-比例阀（不要解体）；5-主缸；6-制动助力器；7-止回阀；8-卸压阀；9-感应阀；10-电磁阀；11-蓄压器；12-泵；13-直流马达；14-储液罐；15-右后轮；16-左后轮图6-8卸荷回路知识链接

1.1.3卸荷回路在液压系统中，执行机构常在不停止液压泵运转（即发动机不熄火）的状态下停止工作。这时如果采用卸荷回路，就可使液压泵输出的油液在低压下流回油箱（即液压泵卸荷），从而节省发动机的功率，减少油液发热，延长油泵的寿命。图6-8所示为发动机润滑系统的卸荷回路。这是汽车液压系统最常采用的卸荷方法之一，这种回路适应于低压小流量的液压系统。1.1压力控制回路图6-8卸荷回路知识链接

1.1.3卸荷回路带有可变正时发动机润滑系统的液压原理如图6-9所示。1.1压力控制回路图6-9发动机润滑系统的液压原理图1-机油滤清器；2-减压阀；3-油泵；4-链条张紧器；5-OCV；6-VVT-i机油滤清器知识链接

1.1.3卸荷回路带有可变正时发动机液压系统润滑工作顺序如图6-10所示。1.1压力控制回路图6-10发动机液压系统润滑工作图知识链接

液压传动系统中的速度控制回路，是控制和调节液压执行元件运动速度的单元回路。根据被控制执行元件的运动状态、方式以及调节方法，速度控制回路可分为：调节液压执行元件速度的调速回路、使之获得快速运动的快速运动回路、实现快慢速切换的速度换接回路以及多个执行元件的同步运动回路等。以下以日产RE4F03A型自动变速器液压系统工作原理为例加以阐述。1.2速度控制回路知识链接

1.2.1自动变速器内典型的油液流动路径自动变速器内典型的油液流动路径如图6-11所示。1.2速度控制回路图6-11典型的油液流动液压原理示意图知识链接

1.2.1自动变速器内典型的油液流动路径油泵将油液从储油盘集油槽中抽出，油液先后流过油液集滤器、调节阀，然后被输送到变速器内的许多部件处。压力调节器对油泵的压力输送进行控制。首先，油液被导入变矩器，以满足传递驱动转矩的需要。从变矩器回流的油液将流过位于冷却液散热器内的油液冷却器或分离的风冷式油液冷却器，从而将变矩器在失速和加速工况中所产生的热量消除，剩余的油液则用于对变速器内的各轴承进行润滑。同时，油压从压力调节器被输送到阀体以及离合器和制动器液压回路内，用于对行星齿轮系和输出传动比进行控制。1.2速度控制回路知识链接

1.2.2液压换挡控制系统日产RE4F03A型自动变速器液压系统如图6-12所示。1.2速度控制回路图6-12日产RE4F03A型自动变速器液压系统知识链接

1.2.2液压换挡控制系统液压控制系统负责对变速器传动比的自动转换过程进行控制。变速器根据与行驶状态和驾驶员指令相关的信息选择正确的传动比。变速器从手动选挡阀状态、节气门位置、车速等参数中提取出这些信息，进而通过液压控制系统提供压力，以实现正确的换挡点时刻和平滑的换挡操作过程。压力调节器对油泵压力进行控制，并根据当前的工作状态对该压力进行调节。如果液压回路内无论何时均保持高压，将导致变速器发生换挡粗暴现象，当车辆在重负荷状态下行驶时，适当降低液压回路内的压力，能够防止离合器和制动器部件因传递的驱动转矩过大而发生故障。1.2速度控制回路知识链接

1.2.2液压换挡控制系统阀体部件将经过压力调节的油液导入正确的换挡阀，以使相关的部件根据需要施加或释放作用力，从而完成换挡过程。换挡阀还对部件内压力的释放过程进行控制，使某个部件在另一部件施加夹紧力的同时释放压力。为了提高换挡质量并降低传动系统冲击，蓄压器被应用到液压回路中。蓄压器的作用是通过将油液引入一个内部装有活塞和弹簧的密封油腔而对油压过高引起的冲击进行缓冲，油液在推动蓄压器活塞和弹簧并使油腔容积增大的同时，其压力逐渐降低。1.2速度控制回路知识链接

1.2.3速度换挡电磁阀A和B的工作原理自动变速器速度换挡电磁阀的液压回路如图6-13所示。1.2速度控制回路图6-13自动变速器速度换挡液压回路的结构示意图知识链接

1.2.3速度换挡电磁阀A和B的工作原理换挡电磁阀B从A/T控制模块接收通断信号，对2—3挡换挡阀进行控制，换挡电磁阀A从A/T控制模块接收通断信号，通过2—3挡换挡阀对1—2挡或3—4挡换挡阀进行控制。简而言之，换挡电磁阀B既允许2—3挡换挡阀根据换挡需要选择正确的油道，也允许换挡电磁阀A将输出压力导向1—2挡或3—4挡换挡阀。目前，市场上的自动变速器有100多种型号。大部分电子控制自动变速器采用由2个电磁阀操纵3个换挡阀实现4个挡位的变换。它采用泄压控制方式，由图6-14中可知，1—2挡换挡阀和3—4挡换挡阀由电磁阀Ａ控制，2—3挡换挡阀由电磁阀Ｂ控制。电磁阀不通电时关闭泄油孔，来自手动阀的主油路压力油通过节流孔后作用在各换挡阀右端，使阀芯克服弹簧力左移。电磁阀通电时泄油孔开启，换挡阀右端压力油被泄空，阀芯在左端弹簧力的作用下右移。1.2速度控制回路知识链接

1.2.3速度换挡电磁阀A和B的工作原理

1.2速度控制回路图6-14电子控制自动变速器换挡系统原理图1-1—2挡换挡阀；2-2—3挡换挡阀；3-3—4挡换挡阀；A-换挡电磁阀；B-换挡电磁阀知识链接

1.2.3速度换挡电磁阀A和B的工作原理①图6-14a）为1挡，此时电磁阀Ａ断电，电磁阀Ｂ通电，1—2挡换挡阀阀芯左移，关闭2挡油路；2—3挡换挡阀阀芯右移，关闭3挡油路。同时使主油路油压作用在3—4挡换挡阀阀芯左端，使3—4挡换挡阀阀芯停留在右位。②图6-14b）为2挡，此时电磁阀Ａ和电磁阀Ｂ同时通电，1—2挡换挡阀右端油压下降，阀芯右移，打开2挡油路。③图6-14c）为3挡，此时电磁阀Ａ通电，电磁阀Ｂ断电，2—3挡电磁阀右端油压上升，阀芯左移，打开3挡油路。同时使主油路油压作用在1—2挡换挡阀左端，并让3—4挡换挡阀阀芯左端控制油压泄空。④图6-14d）为4挡，此时电磁阀Ａ和电磁阀Ｂ均不通电，3—4挡换挡阀阀芯右端控制压力上升，阀芯左移，关闭直接挡离合器油路，接通超速制动器油路，由于1—2挡换挡阀阀芯左端作用着主油路油压，虽然右端有压力油作用，但阀芯仍然保持在右端不能左移。1.2速度控制回路知识链接

1.2.4典型的换挡程序（RL4F03型）液压控制A/T进行传动比自动转换过程中所涉及操纵步骤的顺序：（1）驾驶员将换挡杆从P挡位移动到D挡位。（2）手动选挡阀由换挡拉索以机械方式移动油压被导向。前进挡离合器组件液压回路，用以锁定行星齿轮系中的后内齿轮，使驱动转矩从后太阳齿轮传递至行星齿轮架。蓄压器用以降低换挡冲击。速控压力回路（由车速控制：低速=低压，高速=高压）。节气门阀压力回路，由节气门角度控制。1.2速度控制回路知识链接

1.2.4典型的换挡程序（RL4F03型）（3）车辆加速，速控压力调节器将压力导入阀体内的1—2挡和2—3挡换挡阀。（4）车速达到特定值，速控压力克服1—2挡换挡阀处的节气门阀压力和弹簧压力，使此阀移动。1—2挡换挡阀将压力导入制动带伺服机构施加油腔，制动带进入施加状态，变速器换入2挡。（5）车速继续提高，速控压力克服2—3挡换挡阀处的节气门阀压力和弹簧压力，使此阀移动。2—3挡换挡阀将压力导入制动带伺服机构释放油腔，并向前进挡离合器和高速挡离合器施加压力。变速器换入3挡。（6）驾驶员释放加速踏板且车速下降至20km/h以下，速控压力调节器降低速控压力。节气门阀压力和弹簧压力克服1—2挡换挡阀和2—3挡换挡阀处的速控压力，使两阀移动。以上两阀切断高速挡离合器和制动带的施加压力，变速器降挡至D1挡。1.2速度控制回路知识链接

在液压系统中，执行元件的起动、停止和改变运动方向，是靠各种方向阀来控制进入执行元件的液压油的通、断和改变流向来实现的，而实现这些控制的回路称为方向控制回路。常用的方向控制回路有换向回路和转向回路等。换向回路的作用主要是变换执行机构的运动方向。对执行机构的换向，基本要求是要具有良好的换向性能（平稳性和灵敏性）和必要的换向精度。运动部件的换向，一般可采用各种换向阀来实现。在容积调速的闭式回路中，也可以利用双向变量泵控制油流的方向来实现液压缸（或液压马达）的换向；依靠重力或弹簧返回的单作用液压缸，可以采用二位三通换向阀进行换向；双作用液压缸的换向，一般都可采用二位四通（或五通）及三位四通（或五通）换向阀来进行换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能。按不同用途可选用不同控制方式的换向回路。

1.3方向控制回路知识链接

1.3.1自卸车液压系统自卸车是一种高效率的运输工具。该车的卸料是靠液压缸驱动汽车的货厢倾翻，从而实现卸料的。汽车翻斗倾斜方式有后倾式与侧倾式两种。图6-15所示为QD351型自卸车液压系统原理图。自卸车的液压系统工作过程如下：空位→举升→中停→下降。1.3方向控制回路图6-15自卸汽车液压系统的换向回路与工作原理示意图1-手柄；2-液压泵；3-粗过滤器；4-过滤器；5-油箱；6-限压阀；7-方向控制阀；8-液压缸知识链接

1.3.1自卸车液压系统（1）空位。当方向控制阀处于最右位，换向阀中位职能为H型，这样液压缸处于浮动状态，车厢处于未举升的自由状态（一般为运输水平状态）。（2）举升。将方向控制阀手柄扳至举升位置，方向控制阀处于最左位置，液压泵输出高压油进入液压缸下腔，液压缸上腔油液通过方向控制阀、过滤器回油箱，活塞杆上升通过三角臂机构使车厢后翻，车厢倾斜一定角度进行卸料，限压阀用来调节系统压力。（3）中停。此时滑阀处于左二位，换向阀中位职能为M型，液压泵处于卸荷状态，无压力，液压缸上下两腔均封闭，液压缸被锁止在任何位置，此时车厢处于静止状态。（4）下降。卸完料后，扳动手柄使方向控制阀处于左三位，液压缸上腔通压力油，下腔通油箱，活塞下移，三角臂缩回，车厢恢复原位。1.3方向控制回路知识链接

1.3.2转向换向回路图6-16所示为汽车液压助力转向系统双量孔调节液压回路图。在转向阀的两侧油路上串接电磁阀，用电子控制的方法实现双量孔液压油流量的变化。该系统使用类似于前面提到过的旋转阀，然而旋转阀四周槽的数量加倍，阀的灵敏度显著提高，可以实现非常小的增量变化，系统对于车速变化的响应性非常好。两个可变量孔位于动力缸和返回口之间的一条直管中，一个至右侧一个至左侧，其他可变量孔位于动力缸和泵之间，它包括旁通道2R和2L。当可变量孔1R、1L、2R和2L关闭时，以响应最小转向转矩，这些量孔用于低速转向驱动助力。当可变量孔3R和3L关闭时，以响应大转向转矩，这些量孔用于高速行驶时助力。1.3方向控制回路知识链接

1.3.2转向换向回路

1.3方向控制回路图6-16汽车液压助力转向回路1-外体；2-内体；3-控制器；4-储液罐；5-EPS电磁阀；6-泵；7-动力缸知识链接

1.3.2转向换向回路车辆静止时，电磁阀完全关闭，转向盘开始向右移动，可变量孔1R、2R和3R开始关闭，以响应增加的转向转矩。通过可变量孔2R和3R，动力缸内部油压生成，这变为组合压力大于初始压力，大的助力传递给转向系统和车轮以便于转向。当车辆高速行驶时，电磁阀完全打开，转向盘开始向右移动，可变量孔1R、2R和3R开始关闭，以响应增加的转向转矩，可变量孔2R旁通返回口，以响应电磁阀，通过可变量孔3R，动力缸内部油压生成，该油压稍大于初始压力，小的助力传递给转向系统和车轮以可靠和安全转向。1.3方向控制回路知识链接

1.3.2转向换向回路在低中速时，油液流过2R和电磁阀，流向2R的油液数量根据与车速成比例的电磁阀开度而变。当转向盘向右转动时油流如图6-17所示。1.3方向控制回路图6-17