汽车机械基础-液压传动

1、项目15液压变速器，1。了解液压传动系统的工作原理。掌握液压传动系统的组成和图形符号。掌握各种液压元件的结构和原理。了解液压辅助部件的特点和结构。阅读液压传动的基本回路和系统，6。了解液压传动系统在汽车上的应用，1。液压千斤顶及其原理见下图。当杆1被压下时，小活塞3使缸2中的液体通过管道6和阀7进入大缸9，并使活塞8上升以提升重量g。通过适当选择大活塞面积和小活塞面积，可以手动提升重负载g。15.1液压传动的基本知识，2。液压图形符号，下图是机床工作台液压系统的图形符号图。液压系统的组成，1)动力装置，它能把马达或发动机输出的机械能转换成液压能，通常是液压泵。2)致动器是一种将液压能再次转换成

2、机械能的装置。真正直线运动的执行器叫做液压缸。实现旋转运动的致动器称为液压马达。3)控制调节装置用于控制和调节液压系统中油的流向、压力和流量。有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。4)辅助装置：如油箱、油管、滤油器等。5)工作介质：传动液，即液压油。液压传动的优点1)工作时可实现大范围无级调速。2)在相同的输出功率下，液压传动装置体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。3)采用液压传动，实现无间隙传动，运动平稳。4)易于实现自动化，特别是在电和液的联合应用中。5)由于一般采用油作为传动介质，液压元件具有自润滑作用，使用寿命长。6)液压元件为标准化、系列化产品，便于设计、制造和推广。液压传动的缺

3、点是：1)由于流体的泄漏和压缩性，不能保证严格的传动比；2)当油温或负载变化时，通常很难保持运动速度稳定。3)当用油作为传输介质时，应注意防火。4)液压元件加工精度高，成本高。5)液压系统故障难以发现，对操作人员技术水平要求高。1.液压泵是液压系统的动力部件，其功能是将原动机输入的机械能转化为液压能，为系统提供一定的压力和流量。15.2基本液压部件，2。液压泵的工作原理，液压泵：的工作原理容积泵：通过密封容积的变化来吸收和挤压油，其排油量取决于密封腔的容积变化值。的基本特性之一是油箱中液体的绝对压力必须始终等于或大于大气压力。3.主要性能参数，压力：工作压力p:实际工作时的输出压力。额定压力p

4、n:在使用过程中，在标准条件下允许泵连续运行的最大工作压力。工作压力p额定压力pn，排量和流量：V:液压泵排量旋转一次，通过其密封腔几何尺寸的变化计算的排出液体体积，理论流量qt:单位(m3/r)或(mL/r)，等于排量和转速的乘积，V:液压泵排量(m3/r)；N:主轴转速(r/s)。qt:液压泵理论排量(m3/s)实际流量q:理论流量乘以容积效率。额定流量qn:泵在额定速度和压力下输出的流量。齿轮泵是液压系统中常用的液压泵，其结构最简单，分为外齿轮泵和内齿轮泵。一个外齿轮泵，2。普通液压泵，工作原理(1)啮合的齿轮齿逐渐脱开，密封容积，形成局部真空，在大气压力的作用下吸油(2)随着齿轮转动，

5、油被带到左油压室，齿轮齿逐渐啮合，使密封容积，齿槽之间的油被挤出泵外，油压被排出。b内齿轮泵摆线齿内啮合，齿轮泵的结构特点，如果困油：齿轮泵工作平稳，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，因此总会有两对齿轮齿同时啮合，并且有一部分油困在两对齿轮齿形成的封闭腔之间。泄漏：1。通过齿轮啮合位置的间隙；2.通过泵体内孔与齿顶圆之间的径向间隙；3.通过齿轮的两个端面与端盖之间的端部间隙，因此，容积效率低，输出压力不易改善径向力不平衡：它会使轴弯曲，加速轴承磨损，降低轴承寿命。优点：结构简单、体积小、重量轻、制造方便、价格低廉、运行可靠、自吸能力强、对油污不敏感、易于维护；缺点：磨损严重，泄漏量大，工作压力提高

6、有限。压力脉动和噪音都很大。2、叶片泵、双作用(固定泵)、单作用(变量泵)、中低压工作原理双作用叶片泵的结构和特点，(1)双作用叶片泵，工作原理，特点，优点：泵的吸油面积径向对称，因此作用在转子上的径向液压平衡；运转平稳，输油均匀，噪音低。缺点：结构复杂，吸油特性差，对油污染敏感，一般用于中压。(2)可变叶片泵。可变叶片泵的流量可以根据液压系统的工作要求而改变。根据调节泵的不同压力和流量特性，可分为三种类型：限压型、恒流型和恒压型。限压变量叶片泵可以根据液压系统的要求设定限定的工作压力，并通过自动调节定转子偏心来调节输出流量，即流量的变化是通过压力反馈来实现的，压力反馈可分为外部反馈和内部反馈

7、两种，外部反馈变量叶片泵和内部反馈变量叶片泵的工作原理。3.活塞泵，优势： 1。柱塞和气缸孔都是圆柱形2。仅通过改变柱塞的工作冲程就可以改变泵的排量，并且可以容易地实现变量。3.高压、结构紧凑、效率高、流量可调。采用：高压大流量(龙门刨床、液压机、工程机械)轴向柱塞泵。采用径向柱塞泵(径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，目前很少使用)和轴向柱塞泵(斜盘轴向柱塞泵的工作原理)。液压缸是一种液压致动器，它将液压能转换成机械能，并作直线往复运动(或摆动运动)。它结构简单，运行可靠。用于实现往复运动时，可省去减速装置，无传动间隙，运动平稳，广泛应用于各种机械液压系统中。15.2.3液压缸，单活塞杆液压缸

8、只有一端有活塞杆。该图显示了单活塞液压缸。两端的进油口和出油口可供给压力油或回油，实现双向运动，故称双作用缸。1.单活塞杆液压缸。参考下图，当供给液压缸的流量Q恒定时，活塞在两个方向上的移动速度为V1=Q/A1=4Q/D2(向左)V2=Q/A2=4Q/(D2-d2)(向右)当供油压力p恒定时，作用力当回油压力为零时：F1=p.A1=p.D2/4(向右)F2=p.A2=p.(D2-d2)/4(向左)；当差动连接时，作用力为F3=p(A1-A2)=p(D2/4)速度333。如果供油压力恒定，当活塞反复移动时，两个方向的力和速度相等。V=q/a=4q/(d2-d2)，f=p . a=p .(D2-D

9、2)/4v活塞(或气缸)的移动速度。Q供油流量；F活塞(或气缸)上的作用力；P供油压力。A活塞的有效面积；D活塞直径；D活塞杆直径。这种液压缸的活塞杆在传动过程中只承受拉力，大部分用于机床。2.双活塞杆液压缸；3.带有两级或多级活塞的伸缩式液压缸，如图所示。在伸缩式液压缸中，活塞伸出的顺序是从大到小，而空载缩回的顺序一般是从小到大。伸缩缸可以实现长冲程，但是当缩回时，它具有短的长度和紧凑的结构。这种液压缸常用于工程机械和农业机械。2.液压缸的排气为了消除液压缸中积聚的空气，可以在液压缸两端的最高处安装排气塞。排气塞结构，15.2.4液压控制阀，1。方向控制阀，1。单向阀，2。换向阀，单向阀只允

10、许油向一个方向流动，但反向停止。这种阀门也叫止回阀。单向阀的主要性能要求是：油通过时压力损失小；反向截止密封性能更好。其结构如图所示。压力油从P1进入，逆着弹簧力推动阀芯，接通油路，压力油从P2流出；当压力油从相反方向进入时，油压和弹簧力将阀芯压向阀座，油不能通过。止回阀均采用如图所示的阀座阀结构，有利于保证良好的反向密封性能。(1)普通单向阀，单向阀的工作原理，(2)液压单向阀，(2)液压单向阀。如图所示，在液压单向阀的下部有一个控制油口K。当控制端口被压力油堵塞时，该阀具有与单向阀相同的功能。然而，当控制端口充满压力油时，阀保持打开，液体可以在两个方向自由流动。该图的上半部分与普通单向阀相

11、同，下半部分设有控制活塞1。当控制油口K被供给具有一定压力的压力油时，活塞1被推动，提升阀3被推杆2提升，阀保持打开。换向阀的基本功能可以概括为：利用阀芯和阀体的相对运动，使一些受阀控制的油口打开或关闭。换向阀的主要性能要求是：油路接通时，压力损失应小；油路断开时，泄漏量应小；阀芯换位、操作力小、换向平稳等。换向阀有很多种，可根据其结构、操作、位置和通道数量进行分类。2、换向阀的工作原理，三位四通换向阀，1。滑阀换向阀的换向原理和图形符号，是通过阀芯在阀体内的轴向运动使相应油路接通或断开的换向阀。换向原理如下图所示。当阀芯在左侧位置时，P和B、A和T连接，活塞向左移动；当阀芯在正确的位置向右移

12、动时，P和A、B和T连接，活塞向右移动。所示换向阀可用于反转液压致动器。换向阀的图形符号有以下含义：(1)阀门的工作位置用一个方框表示，几个“位置”用几个方框表示。(2)方框中的箭头表示油路在该位置处于接通状态，但不一定表示油流的实际流向；(3)方框中的符号或表示油道被阀芯关闭；(4)将盒子的上侧和下侧与外部连接的接口数量表示几个“连接”；(5)通常，连接阀门和系统供油通道的进油口用字母P表示；连接阀门和系统回油回路的回油口由字母T(或O)表示；连接阀门和执行机构的工作油口用字母a和b等表示。有时漏油p下图显示了三位四通阀的中间功能。液压辅助元件是液压系统不可缺少的部分，主要包括蓄能器、过滤器

13、、液压油箱、热交换器、油管、管接头和密封件。辅助部件直接影响系统的稳定性、可靠性、寿命、噪声、温升甚至动态性能。除根据系统要求自行设计的油箱外，其他辅助部件均采用标准化产品。15.3.1油管和管接头，(1)油管液压系统中使用的油管种类很多，包括钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等。必须根据安装位置、工作环境和工作压力正确选择。油管的特性和适用范围见表15-3。(2)管接头管接头是油管与液压部件之间的可拆卸连接件，必须具备拆装方便、连接牢固、密封可靠、整体尺寸小、流量大、压降小、工艺性好的条件。管接头的种类很多，其规格和种类可在相关手册中找到。根据接头的数量和方向，可分为直通式、弯头式、三通式和

14、四通式等。根据油管与管接头的连接方式，可分为焊接式、管端扩口式和套圈式；根据接头与机体的连接方式，可分为螺旋式和法兰式。15.3.2油箱，(1)公用油箱的功能主要是储油，此外，它还起到散油散热(环境温度低时保持油中热量)、释放油中混合气体、沉淀油中污垢等作用。(2)结构1吸油管；2-机油滤网；3-封面；4-回油管；5-上盖；6油位计；7，9隔板；8放油阀图15-37油箱的典型结构液压系统中有两种油箱：整体式和分体式。15.3.3滤油器，滤油器的功能是过滤液压油中混入的杂质，保证系统的正常运行。因此，机油滤清器的配置非常必要。油过滤器有三种类型：表面过滤器、深度过滤器和吸附过滤器。15.3.4蓄

15、能器，主要用于储存油的过压能量，必要时释放。蓄能器在液压系统中的作用表现在以下三个方面：(1)在短时间内提供大量的压力油。(2)保持系统压力。(3)减少液压冲击或压力脉动。2.蓄能器的结构类型和特点主要有弹簧式和充气式两种，其中充气式包括三种：筒式、活塞式和表面膜式。它们的结构图和特性如表15-5所示。15.4液压基本回路，15.4.1压力控制回路压力控制回路使用压力控制阀来控制或调节整个液压系统或局部油路的工作压力，以满足液压系统不同执行器对工作压力的不同要求。压力控制回路主要包括压力调节回路、减压回路、卸荷回路、平衡回路和保压回路。15.5典型汽车液压回路的结构和原理分析15.5.1汽车液压转向