汽車(chē)液壓及氣壓傳動(dòng)課件(書(shū)號(hào)20920)

1、液壓與氣壓技術(shù)液壓與氣壓技術(shù)汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)崔培雪 安翠國(guó) 主編化學(xué)工業(yè)出版社王建波 15927299439234562022年2月11日72022年2月11日82022年2月11日92022年2月11日102022年2月11日11緒論緒論教學(xué)情境一 汽車(chē)液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)情境二 汽車(chē)液壓動(dòng)力元件教學(xué)情境三 液壓執(zhí)行元件及輔助元件教學(xué)情境四 汽車(chē)液壓控制元件教學(xué)情境五 液壓基本回路教學(xué)情境六 典型的汽車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)情境七 氣源裝置與氣動(dòng)元件教學(xué)情境八 氣動(dòng)基本回路教學(xué)情境九 汽車(chē)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例教學(xué)情境十 電氣控制回路設(shè)計(jì)與應(yīng)用緒論一、蓬勃發(fā)展中的當(dāng)代液壓氣動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè) 液壓技術(shù)（H

2、YDRAULICS）是以液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。 氣動(dòng)技術(shù)（PNEUMATIC）是以壓縮空氣作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力或信號(hào)的工程技術(shù)，氣動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制的重要手段。（1 1）汽車(chē)工業(yè)）汽車(chē)工業(yè) 液壓氣動(dòng)液壓氣動(dòng)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用極為廣中的應(yīng)用極為廣泛，如液壓制動(dòng)泛，如液壓制動(dòng)系統(tǒng)（系統(tǒng)（ABSABS）包含前后軸盤(pán)式包含前后軸盤(pán)式制動(dòng)器、鼓式制制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器、制動(dòng)主缸、動(dòng)器、制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸和壓力制動(dòng)輪缸和壓力傳感比例閥等。傳感比例閥等。此外還有液壓動(dòng)此外還有液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控主動(dòng)液壓懸架、

3、控主動(dòng)液壓懸架、電控主動(dòng)空氣懸電控主動(dòng)空氣懸架、自動(dòng)變速器架、自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)等液壓控制系統(tǒng)等等，如圖等，如圖0-10-1所示。所示?！癆BS”（Anti-locked Braking System）（2 2）工程機(jī)械）工程機(jī)械（3）航空航天（4）機(jī)床設(shè)備（5）石油機(jī)械（6）冶金礦山設(shè)備（2 2）工程機(jī)械）工程機(jī)械液壓氣動(dòng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了絕大多數(shù)工程機(jī)械上，如液壓挖掘機(jī)、裝載機(jī)、液壓氣動(dòng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了絕大多數(shù)工程機(jī)械上，如液壓挖掘機(jī)、裝載機(jī)、混凝土泵車(chē)、混凝土攪拌車(chē)、鏟運(yùn)機(jī)、工程起重機(jī)、打樁機(jī)、振動(dòng)式壓路機(jī)、混凝土泵車(chē)、混凝土攪拌車(chē)、鏟運(yùn)機(jī)、工程起重機(jī)、打樁機(jī)、振動(dòng)式壓路機(jī)、推土機(jī)、瀝

4、青鋪攤機(jī)、平地機(jī)等等。圖推土機(jī)、瀝青鋪攤機(jī)、平地機(jī)等等。圖0-20-2為混凝土泵車(chē)液壓機(jī)構(gòu)及組成。為混凝土泵車(chē)液壓機(jī)構(gòu)及組成。242022年2月11日252022年2月11日262022年2月11日現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域二、汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)工作原理與系統(tǒng)組成 液壓與氣壓傳動(dòng)是利用動(dòng)力元件（液壓泵或空壓機(jī)）將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鹘橘|(zhì)（液體或氣體）的壓力能，然后在控制元件和輔助元件的配合下，通過(guò)執(zhí)行元件將壓力能再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。291. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 液壓千斤頂常用于頂升重物,如頂起汽車(chē)以便拆換輪胎3031管道 如圖所示的系統(tǒng)中，有兩個(gè)不同直徑的液壓缸2和4，且

5、缸內(nèi)各有一個(gè)與內(nèi)壁緊密配合的活塞1和5。假設(shè)活塞在缸內(nèi)自由滑動(dòng)（無(wú)摩擦力），且液體不會(huì)通過(guò)配合面產(chǎn)生泄漏。缸2、4下腔用一管道3連通，其中充滿液體。這些液體是密封在缸內(nèi)壁、活塞和管道組成的容積中的。泵缸32 如果活塞5上有重物W,則當(dāng)活塞1上施加的F力達(dá)到一定大小時(shí)，就能阻止重物W下降，這就是說(shuō)可以利用密封容積中的液體傳遞力。泵缸33 由于作用在密封容器內(nèi)平衡液體表面上的壓強(qiáng)（液壓力）將均勻地傳遞到液體中所有各點(diǎn)上，且不改變大?。ㄅ了箍ǘ桑?，這樣：當(dāng)活塞1在力F力作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重物將隨之上升，這說(shuō)明密封容積中的液體不僅可以傳遞力，還可密封容積中的液體不僅可以傳遞力，還可以傳遞運(yùn)動(dòng)。以傳遞

6、運(yùn)動(dòng)。泵缸34 將能量從機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，而后又將液壓能轉(zhuǎn)換為液壓能，何必多此一舉呢？ 幾乎所有的機(jī)械或機(jī)器都需要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這因?yàn)樵瓌?dòng)機(jī)一般很難直接滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)在速度、力、轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)方式等方面的要求，必須通過(guò)中間環(huán)節(jié)必須通過(guò)中間環(huán)節(jié)傳傳動(dòng)裝置動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。液壓傳動(dòng)就是這種調(diào)節(jié)控制方式中的一種。35壓力取決于負(fù)載壓力取決于負(fù)載 仍回到前面的簡(jiǎn)化模型為了能提升重物W，必須在活塞1上施加主動(dòng)力F1,這時(shí)，重物W就是工作的負(fù)載。如果活塞活塞5 5上作用的上作用的W W為為0 0如果工作負(fù)載為工作負(fù)載為W W如果液壓缸液壓缸4 4和活塞和活塞5 5被一容器取被一容器取代代活塞活塞5 5上作用的上

7、作用的W W為為0 0 在不計(jì)活塞磨擦力和活塞自重的情況下，此時(shí)系統(tǒng)的液壓力回是多少呢？ 很明顯在活塞5下的壓力 這時(shí)活塞1下的壓力 ， 主動(dòng)力F1只能為0，也就是說(shuō)主動(dòng)力是加不上去的主動(dòng)力是加不上去的。022AWP021 PP泵缸1234A15A236壓力取決于負(fù)載壓力取決于負(fù)載 仍回到前面的簡(jiǎn)化模型為了能提升重物W，必須在活塞1上施加主動(dòng)力F1,這時(shí)，重物W就是工作的負(fù)載。如果活塞活塞5 5上作用的上作用的W W為為0 0如果工作負(fù)載為工作負(fù)載為W W如果液壓缸液壓缸4 4和活塞和活塞5 5被一容器取被一容器取代代泵缸1234A15A237 如果簡(jiǎn)化模型中液壓缸4和活塞5被一容器取代：如圖

8、所示。 在活塞1上施加F1的力后，如果容器4、管路3、液壓缸2及活塞1有足夠的壓強(qiáng)，就可以認(rèn)為工作負(fù)載是無(wú)窮大的，那么，系統(tǒng)中的液體壓力將為： 根據(jù)，該壓力P1將在這個(gè)封閉的液體間等值傳遞，管道3和容器4內(nèi)各點(diǎn)都將產(chǎn)生大小和P1相等的液體壓力。111AFP 1缸2A1A23438壓力取決于負(fù)載壓力取決于負(fù)載 仍回到前面的簡(jiǎn)化模型為了能提升重物W，必須在活塞1上施加主動(dòng)力F1,這時(shí)，重物W就是工作的負(fù)載。如果活塞活塞5 5上作用的上作用的W W為為0 0如果工作負(fù)載為工作負(fù)載為W W如果液壓缸液壓缸4 4和活塞和活塞5 5被一容器取被一容器取代代泵缸1234A15A239Q運(yùn)動(dòng)速度取決于流量運(yùn)動(dòng)

9、速度取決于流量請(qǐng)看右下圖，由圖可知： 活塞1向下移動(dòng)h1,通過(guò)液體的能量傳輸，將使活塞5上升一段距離h2，很顯然h1h2。 由于不存在泄露及忽略液體的可壓縮性，所以在t時(shí)間里從液壓缸2中擠出的液體體積 ，將等于通過(guò)管道3擠入液壓缸4的體積 。即：兩邊同除：則thAthA2211111hAV 222hAV 2211hAhAv2缸2A1A234h1h2140下面介紹一個(gè)概念：流量Q(Flow)。 單位時(shí)間內(nèi)從液壓缸2中排出的液體體積或擠入液壓缸4的體積稱為流量Q(Flow)。那么，上式（ ）實(shí)質(zhì)上就是說(shuō)排出液壓缸2的流量等于擠入液壓缸4的流量。thAthA2211由上式可得負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度 。則：活

10、塞5的運(yùn)動(dòng)速度只取決于液壓缸4的流量。即：在液壓系統(tǒng)中執(zhí)行在液壓系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度只取決于流機(jī)構(gòu)的速度只取決于流量量。22AQv v2缸2A1A234h1h241液壓系統(tǒng)中，功率表達(dá)式N N= =pQpQ，壓力壓力p p和流量流量Q Q是液壓傳動(dòng)中最基本也是最重要的參數(shù)。由于N N1 1=N=N2 2=pQ=pQ（不考慮任何損失），因此液壓系統(tǒng)中的能能量傳輸和轉(zhuǎn)換是守恒的量傳輸和轉(zhuǎn)換是守恒的，滿足能量守恒定律。能量的表示方法能量的表示方法由于 （帕斯卡原理）及活塞1的輸入功率：活塞5的輸入功率：211AWAF2211vAvApQAQpAvFN11111pQAQpAvFN22222v2缸2A1

11、A234h1h2142液壓千斤頂 在杠桿上沒(méi)有作用力時(shí),負(fù)載可以停止在任意位置;在液壓缸行程范圍內(nèi) ,可以將負(fù)載提升到任意位置。 其實(shí)液壓千斤頂是前面討論過(guò)的簡(jiǎn)化模型的進(jìn)一步完善，它具有以下一些簡(jiǎn)化摸型所不具備的功能：4344油缸油缸（執(zhí)行元件）（執(zhí)行元件）手動(dòng)油泵手動(dòng)油泵（油源）（油源） 液壓千斤頂?shù)南到y(tǒng)中，小缸、小活塞以及單向閥4和7組合在一起，就可以不斷從油箱中吸油和將油壓入大缸，這個(gè)組合體的作用是向系統(tǒng)中提供一定量的壓力油液，稱為。 大活塞和缸用于帶動(dòng)負(fù)載，使之獲得所需運(yùn)動(dòng)及輸出力，這個(gè)部分稱為。 放油閥門(mén)11的啟閉決定執(zhí)行元件是否向下運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)。 另外，要進(jìn)行動(dòng)力傳輸必須借助液壓。

12、 a a） c)c)液壓千斤頂液壓千斤頂1-柱塞；柱塞；2-o型圈；型圈；3進(jìn)油閥；進(jìn)油閥；4-底座；底座；5-出油閥；出油閥；6-螺旋頂螺旋頂7-液壓缸；液壓缸；8-活塞；活塞；9-密封圈；密封圈；10-油箱；油箱；11-控制閥控制閥45462.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 從千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng)組成和工作原理可以看出，液壓系統(tǒng)一般有以下幾個(gè)部分組成：動(dòng)力元件動(dòng)力元件傳動(dòng)介質(zhì)傳動(dòng)介質(zhì)控制元件控制元件輔助元件輔助元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件47 液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行工作的，一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下幾部分組成： （l）液壓泵（動(dòng)力元件）：是將原動(dòng)機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元

13、件，其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。 （2）執(zhí)行元件：把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。 （3）控制元件：包括壓力、方向、流量控制閥，是對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件。 （4）輔助元件：上述三個(gè)組成部分以外的其它元件，如：管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。 48191817161415139112143657810121615911磨床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 工作原理91087653214 用圖形符號(hào)表示的磨床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)圖 l-油箱；2-過(guò)濾器；3-液壓泵； 4-溢流閥； 5-手動(dòng)換向閥；6-節(jié)流閥；7-換

14、向間； 8-活塞；9-液壓缸 液壓缸液壓缸液壓缸液壓缸換向閥換向閥換向閥換向閥節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥液壓泵液壓泵液壓泵液壓泵溢流閥溢流閥溢流閥溢流閥油箱油箱油箱油箱3. 液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)49 圖1所示的液壓系統(tǒng)圖是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖。它直觀性強(qiáng)，容易理解，但難于繪制。 在實(shí)際工作中，除少數(shù)特殊情況外，在實(shí)際工作中，除少數(shù)特殊情況外，一般都采用液壓與氣動(dòng)圖形符號(hào)（參看附一般都采用液壓與氣動(dòng)圖形符號(hào)（參看附錄）來(lái)繪制，如圖錄）來(lái)繪制，如圖2所示。所示。 50 圖形符號(hào)表示元件的功能，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系，不反映其空間安裝位置；只

15、反映靜止位置或初始位置的工作狀態(tài)，不反映其過(guò)渡過(guò)程。 91 087653214液壓缸液壓缸液壓泵液壓泵節(jié)流閥節(jié)流閥換向閥換向閥油箱油箱溢流閥溢流閥514. 4. 氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本相似介質(zhì)：空氣取自大氣三、汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)1.液壓氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間中布置是自由的、靈活的。2.液壓與氣壓傳動(dòng)輸出的力和功率非常巨大。3.液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其運(yùn)動(dòng)精度非常之高。液壓與氣壓傳動(dòng)的其它優(yōu)點(diǎn)液壓與氣壓傳動(dòng)的其它優(yōu)點(diǎn)： 液壓傳動(dòng)能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，調(diào)速范圍大。液壓傳動(dòng)能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，調(diào)速范圍大。 在相同功率情況下，液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，質(zhì)量在相同功率情況下，液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)

16、換元件的體積較小，質(zhì)量較小。較小。 工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向 便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，而且工作油液能使傳動(dòng)零件實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑，便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，而且工作油液能使傳動(dòng)零件實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。故使用壽命較長(zhǎng)。 操縱簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時(shí)，操縱簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。 液壓系統(tǒng)的可變性和可塑性很強(qiáng)，采用疊加閥的液壓系統(tǒng)，要液壓系統(tǒng)的可變性和可塑性很強(qiáng)，采用疊加閥的

17、液壓系統(tǒng)，要補(bǔ)充添加修改回路變得很容易；計(jì)算機(jī)可編程控制的液壓系統(tǒng)，可補(bǔ)充添加修改回路變得很容易；計(jì)算機(jī)可編程控制的液壓系統(tǒng)，可隨意修改程序，使系統(tǒng)改變工作循環(huán)。隨意修改程序，使系統(tǒng)改變工作循環(huán)。液壓與氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)：液壓與氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)： 液壓系統(tǒng)存在泄漏、污染環(huán)境、能源損耗的問(wèn)題。液壓系統(tǒng)存在泄漏、污染環(huán)境、能源損耗的問(wèn)題。 高溫和低溫條件下，液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行有一定困難。高溫和低溫條件下，液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行有一定困難。 液壓氣動(dòng)元件制造精度要求高，使用與維修保養(yǎng)有一定困難，液壓氣動(dòng)元件制造精度要求高，使用與維修保養(yǎng)有一定困難，增加了管理的難度。增加了管理的難度。54四、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況

18、四、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 從17世紀(jì)中葉帕斯卡提出靜壓傳動(dòng)原理，18世紀(jì)末英國(guó)制成第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有23百年的歷史。 第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動(dòng)裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車(chē)床和磨床，一些通用機(jī)床到本世紀(jì)30年代才用上了液壓傳動(dòng)。 泵缸55近30年來(lái)，由于原子能技術(shù)、航空航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門(mén)完整的自動(dòng)化技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都得到了應(yīng)用，如工程機(jī)械、數(shù)控加工中心、冶金自動(dòng)線等。 采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 56教學(xué)情境一 汽

19、車(chē)液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)1.1液壓油1.2 流體靜力學(xué)基礎(chǔ)1.3流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.4管道中液流的壓力損失1.5薄壁小孔與阻流管1.6氣穴現(xiàn)象和液壓沖擊1.11.1液壓油1.1.1油液的主要物理性質(zhì)一、密度二、粘性：流體在外力作用下流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，分子間的內(nèi)聚力阻止分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫流體的粘性。式中，式中， 是比例常數(shù)，稱為動(dòng)力粘度。單位面積上的內(nèi)摩擦力是比例常數(shù)，稱為動(dòng)力粘度。單位面積上的內(nèi)摩擦力 的表達(dá)式為：的表達(dá)式為：這就是牛頓流體內(nèi)摩擦定律。這就是牛頓流體內(nèi)摩擦定律。流體的粘性的大小用粘度來(lái)表示，常用的粘度有三種：即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。圖圖1-2 1-

20、2 粘度和溫度的關(guān)系粘度和溫度的關(guān)系1.1.2 1.1.2 液壓油的選用類(lèi)型名稱ISO代號(hào)特性和用途礦油型通用液壓油L-HL精制礦油加添加劑，提高抗氧化和防銹性能，適于用室內(nèi)一般設(shè)備的中低壓系統(tǒng)抗磨型液壓油L-HML-HL油加添加劑，改善抗磨性能，適于用工程機(jī)械、車(chē)輛液壓系統(tǒng)低溫液壓油L-HVL-HM油加添加劑，改善粘溫特性，可用于環(huán)境溫度在-40-20的高壓系統(tǒng)高粘度指數(shù)液壓油L-HRL-HL油加添加劑，改善粘度特性，VI值達(dá)175以上，適用于對(duì)粘度特性有特殊要求的低壓系統(tǒng)，如數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)液壓導(dǎo)軌油L-HGL-HM油加添加劑，改善粘-滑性能，適用于機(jī)床中液壓導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)全損耗系統(tǒng)用油L-

21、HH淺度精制礦油，抗氧化性、抗泡沫性差，主要用于機(jī)械潤(rùn)滑，可作液壓代用油，用于要求不高的低壓系統(tǒng)汽輪機(jī)油L-TSA深度精制礦油加添加劑，改善抗氧化性、抗泡沫性能，為汽輪機(jī)專用油，可作液壓代用油，用于一般液壓系統(tǒng)乳化型水包油乳化液L-HFA難燃、粘溫特性好，有一定的防銹能力，潤(rùn)滑性差，易泄漏，適于用有抗燃要求，油液用量大且泄漏嚴(yán)重的系統(tǒng)油包水乳化液L-HFB既具有礦油型液壓油的抗磨、防銹性能，又具有抗燃性，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)合成型水-乙二醇液L-HFC難燃、粘溫特性和抗蝕性好，能在-3060溫度下使用，應(yīng)用于有抗燃要求的中低壓系統(tǒng)磷酸酯液L-HFDR難燃，潤(rùn)滑抗磨性能和抗氧化性能良好，能

22、在-54135 溫度范圍內(nèi)使用，缺點(diǎn)是有毒。適于用有抗燃要求的高壓精密系統(tǒng)1.2 1.2 流體靜力學(xué)基礎(chǔ) 1.2.1 液體靜壓力及其特性液體靜壓力的特性：液體靜壓力的特性： 1 1）液體靜壓力沿著內(nèi)法線方向作用于承壓面；）液體靜壓力沿著內(nèi)法線方向作用于承壓面； 2 2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)受到各個(gè)方向上的靜壓力都大小相等，方向相反。）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)受到各個(gè)方向上的靜壓力都大小相等，方向相反。1.2.21.2.2液體靜力學(xué)基本方程假想在液體內(nèi)取出一個(gè)底面包含該點(diǎn)，假想在液體內(nèi)取出一個(gè)底面包含該點(diǎn)，底面積為底面積為 的一微小液柱來(lái)研究，如圖的一微小液柱來(lái)研究，如圖1-1-4b4b所示。這個(gè)液柱在重力

23、及周?chē)后w壓力所示。這個(gè)液柱在重力及周?chē)后w壓力的作用下，處于平衡狀態(tài)，所以有的作用下，處于平衡狀態(tài)，所以有 此方程稱為液體靜力學(xué)基本方程。此方程稱為液體靜力學(xué)基本方程。 圖1-4 靜止液體內(nèi)的壓力分布規(guī)律1.2.3 1.2.3 壓力的表示方法壓力的表示方法有兩種：即絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。絕對(duì)壓力=相對(duì)壓力+大氣壓力。圖1-5 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度1.2.4 1.2.4 靜壓傳遞原理在密閉容器中的靜止液體，由外力作用所產(chǎn)生的壓力可以等值傳遞到液體內(nèi)部的所有各點(diǎn)。這就是靜壓傳遞原理或帕斯卡原理。1.2.5 1.2.5 液體作用在固體壁面上的力液體與固體壁面相接觸時(shí)，固體壁面將受到總的液壓力的

24、作用。圖圖1-6 1-6 液壓力作用在固體壁面上的力液壓力作用在固體壁面上的力1.3.1 1.3.1 基本概念一、理想液體和恒定流動(dòng)二、流量和平均流速（1）通流截面（2）流量 流量的單位為m3/s或L/min。（3）平均流速 圖圖1-7 1-7 實(shí)際流速和平均流速實(shí)際流速和平均流速1.3.2 1.3.2 連續(xù)性方程液體流動(dòng)時(shí)，通過(guò)管道不同截面的平均流速與其截面積大小成反比，即管徑大的截面流速慢，管徑小的截面流速快。圖圖1-8 1-8 液流連續(xù)性原理液流連續(xù)性原理1.3.3 1.3.3 伯努利方程一、理想液體的伯努利方程理想液體的伯努利方程，也稱為理想液體的能量方程。其物理意義是：在密閉的管道中

25、做恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量（動(dòng)能、位能、壓力能），在沿管道流動(dòng)的過(guò)程中，三種能量之間可以互相轉(zhuǎn)化，但是在管道任一斷面處三種能量的總和是一常量。圖1-9理想液體伯努利方程的推導(dǎo)示意圖二、實(shí)際液體的伯努利方程實(shí)際液體的伯努利方程為伯努利方程揭示了液體流動(dòng)過(guò)程中的能量變化規(guī)律，因此它是流體力學(xué)中的一個(gè)特別重要的基本方程。伯努利方程不僅是進(jìn)行液壓系統(tǒng)分析的理論基礎(chǔ)，而且還可用來(lái)對(duì)多種液壓?jiǎn)栴}進(jìn)行研究和計(jì)算。紊流時(shí)取層流時(shí)取為單位質(zhì)量液體在管道中流動(dòng)時(shí)的壓力損失1.4 1.4 管道中液流的壓力損失1.4.1液體的流動(dòng)狀態(tài)一、層流和紊流圖1-10 液體的流動(dòng)狀態(tài)二、雷諾數(shù)液體在管道中流動(dòng)時(shí)是層

26、流還是紊流，可通過(guò)雷諾數(shù)Re來(lái)判斷流動(dòng)液體由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)和由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)是不相同的。后者的數(shù)值小，所以一般都用后者作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)管道的形狀臨界雷諾數(shù)管道的形狀臨界雷諾數(shù)光滑的金屬圓管 2320有環(huán)槽的同心環(huán)狀縫隙 700橡膠軟管16002000有環(huán)槽的偏心環(huán)狀縫隙 400光滑的同心環(huán)狀縫隙 1100圓柱形滑閥閥口 260光滑的偏心環(huán)狀縫隙 1000錐閥閥口20100表1-4 常見(jiàn)管道臨界雷諾數(shù)1.4.2 1.4.2 沿程壓力損失1.4.3 1.4.3 局部壓力損失1.4.41.4.4管路系統(tǒng)的總壓力損失管路系統(tǒng)的總壓力損失等于所有的沿程壓力損失和所

27、有的局部壓力損失之和，即1.51.5薄壁小孔與阻流管一、薄壁小孔如圖1-11所示，當(dāng)時(shí)稱為薄壁小孔，其流量q為二、阻流管（細(xì)長(zhǎng)孔）二、阻流管（細(xì)長(zhǎng)孔）如圖如圖1-121-12所示，當(dāng)所示，當(dāng) 時(shí)稱為阻流管，其流量時(shí)稱為阻流管，其流量q q為為1.6 1.6 氣穴現(xiàn)象和液壓沖擊一、氣穴現(xiàn)象液體在流動(dòng)過(guò)程中，因某點(diǎn)處壓力低于空氣分離壓而分離氣泡的現(xiàn)象，稱為氣穴現(xiàn)象。減小氣穴現(xiàn)象的措施：二、液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，常常由于某些原因而使液體壓力突然急劇上升，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱液壓沖擊。 減小液壓沖擊的措施：教學(xué)情境二 汽車(chē)液壓動(dòng)力元件2.1液壓泵概述2.2柱塞泵2.3 葉片泵2.4齒輪泵2.

28、5液壓泵類(lèi)型與電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇2.1.12.1.1液壓泵的基本工作原理液壓泵正常工作的必備條件：1.有周期性變化的密封工作容積。2.有配流裝置。配流裝置的作用是保證密封容積在吸油過(guò)程中與油箱相通，同時(shí)關(guān)閉壓油通路；壓油時(shí)與系統(tǒng)管路相通而與油箱切斷。配流裝置的形式隨著泵的結(jié)構(gòu)差異而不同。 2.1.22.1.2液壓泵的主要性能和參數(shù)1.液壓泵的輸出壓力1）工作壓力2）額定壓力3）最高允許壓力2.泵的排量和流量2.2.1 2.2.1 徑向柱塞泵一、基本特征:二、工作原理描述: 2.2.2 軸向柱塞泵一、基本特征 圖2-9 斜盤(pán)式軸向柱塞泵工作原理圖三、斜盤(pán)式軸向柱塞泵的典型結(jié)構(gòu) 圖2-10 手動(dòng)變量

29、直軸斜盤(pán)式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)2.3.12.3.1雙作用葉片泵一、典型結(jié)構(gòu)雙作用葉片泵主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和泵體等組成。二、雙作用葉片泵工作原理圖圖2-15 2-15 雙作用葉片泵工作原理圖雙作用葉片泵工作原理圖2.3.2 2.3.2 單作用葉片泵一、典型結(jié)構(gòu)及工作原理圖圖2-16 2-16 單作用葉片泵工作原理圖單作用葉片泵工作原理圖2.3.3 2.3.3 限壓式變量葉片泵圖圖2-17 2-17 外反饋限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)原理圖外反饋限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)原理圖圖圖2-18 YBx2-18 YBx型外反饋限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)圖型外反饋限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)圖2.4.1 2.

30、4.1 外嚙合齒輪泵一、基本特征: 在密封的泵體內(nèi)有一對(duì)互相嚙合的齒輪, 兩齒輪的模數(shù)相同、齒數(shù)相等。兩齒輪外齒廓、泵體內(nèi)表面以及齒輪前后端蓋間形成了相互密封的工作腔。二、工作原理: 外嚙合齒輪泵的工作原理如圖2-19所示。2-19 2-19 外嚙合齒輪泵工作原理與實(shí)物圖外嚙合齒輪泵工作原理與實(shí)物圖三、典型結(jié)構(gòu)圖2.4.2 2.4.2 內(nèi)嚙合齒輪泵一、擺線內(nèi)嚙合齒輪泵1.基本特征:擺線內(nèi)嚙合齒輪泵（見(jiàn)圖2-23）是由配流盤(pán)(前、后蓋)、外齒圈(從動(dòng)輪)和偏心安置在泵體內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(主動(dòng)小齒輪)等組成。圖圖2-24 2-24 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油泵的實(shí)物結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油泵的實(shí)物結(jié)構(gòu)二、漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪泵圖

31、圖2-25 2-25 內(nèi)嚙合漸開(kāi)線齒輪泵內(nèi)嚙合漸開(kāi)線齒輪泵表表2-1 2-1 液壓系統(tǒng)中常用液壓泵的性能比較液壓系統(tǒng)中常用液壓泵的性能比較教學(xué)情境三 液壓執(zhí)行元件及輔助元件3.1 液壓缸3.2 液壓馬達(dá)3.3蓄能器3.4 液壓油箱3.5 濾油器3.6 熱交換器 3.7 橡膠密封圈3.8 壓力表教學(xué)情境三 液壓執(zhí)行元件及輔助元件液壓執(zhí)行元件可以將液壓系統(tǒng)中的液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)外部工作部件。常用的液壓執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達(dá)。它們的區(qū)別是：液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，而液壓馬達(dá)則是將液壓能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能汽車(chē)起重機(jī)上的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)汽車(chē)起重機(jī)是將起重機(jī)安裝在汽車(chē)底盤(pán)上的一種

32、起重運(yùn)輸設(shè)備。汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)包含支腿收放、起升機(jī)構(gòu)、吊臂伸縮、吊臂變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等五個(gè)部分，如圖3-1所示。 3. 1 3. 1 液壓缸3.1.1單活塞桿式液壓缸一、典型結(jié)構(gòu)圖: 三、緩沖機(jī)構(gòu)的設(shè)置：?jiǎn)位钊麠U液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運(yùn)動(dòng)可以獲得不同的速度和輸出力，其簡(jiǎn)圖及油路連接方式如圖3-3所示。3.1.2 3.1.2 雙活塞桿式液壓缸 如圖3-5所示為雙活塞桿式液壓缸的結(jié)構(gòu)原理圖，活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出。當(dāng)缸體內(nèi)徑為D，且兩活塞桿直徑d 相等，液壓缸的供油壓力為p，流量為q 時(shí)，活塞(或缸體)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等。3.1.3 3.1.3 柱塞式液壓缸 柱塞式液

33、壓缸（見(jiàn)圖3-6）由缸筒、柱塞、導(dǎo)向套、密封圈等零件組成。柱塞式液壓缸只有一個(gè)油口,進(jìn)油和回油都要經(jīng)過(guò)這個(gè)油口。3.1.4 3.1.4 伸縮式液壓缸如圖3-8所示為伸縮式液壓缸的結(jié)構(gòu)圖，它是由兩套活塞缸套裝而成，它具有二級(jí)或多級(jí)活塞缸套組合而成，圖中前一級(jí)的活塞與后一級(jí)的缸筒連為一體。當(dāng)壓力油從a口通入，一級(jí)活塞先伸出，然后二級(jí)活塞伸出。當(dāng)壓力油從d 口通入，進(jìn)入c 口，二級(jí)活塞先縮入，然后活塞一級(jí)縮入?？傊?，按活塞的有效工作面積大小依次動(dòng)作，有效面積大的先動(dòng)，小的后動(dòng)。3.2.1 3.2.1 葉片馬達(dá)葉片馬達(dá)和葉片泵的結(jié)構(gòu)相似，主要有轉(zhuǎn)子、定子、葉片等組成。葉片馬達(dá)的工作原理如圖3-9所示，

34、當(dāng)壓力油經(jīng)過(guò)配油窗口進(jìn)入葉片1和葉片7 (或葉片3和葉片5)之間時(shí)，葉片1 和葉片7 一側(cè)作用高壓油，另一側(cè)作用低壓油，由于葉片1 伸出的面積大于葉片7 伸出的面積，因此使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。同時(shí)葉片3 和葉片5 的壓力油作用面積之差也使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時(shí)針的轉(zhuǎn)矩。兩者之和即為液壓馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。在供油量一定的情況下，液壓馬達(dá)將以確定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。位于壓油腔葉片8 和葉片4 兩面同時(shí)受壓力油作用，受力平衡對(duì)轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。3.2.23.2.2齒輪式液壓馬達(dá)如圖3-11所示，圖中p為兩齒輪的嚙合點(diǎn)。當(dāng)壓力油作用在齒面上時(shí)（如圖中箭頭所示，凡齒面兩邊受力平衡的部分都未用箭頭表示），在兩個(gè)齒輪上都受到

35、一個(gè)使它們產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作用力，因而兩齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)，并將油液帶入低壓腔排出3.2.3 3.2.3 軸向柱塞式液壓馬達(dá)壓油區(qū)的所有柱塞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和，構(gòu)成了液壓馬達(dá)的總轉(zhuǎn)矩，需要指出的是液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩是隨外負(fù)載而變化的。3.3 3.3 蓄能器圖3-15為活塞式蓄能器。這種蓄能器利用活塞將氣體和油液隔開(kāi)，屬于隔離式蓄能器。其特點(diǎn)是氣液隔離、油液不易氧化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)、安裝和維護(hù)方便。但由于活塞慣性和摩擦阻力的影響，導(dǎo)致其反應(yīng)不靈敏，容量較小，所以對(duì)缸筒加工和活塞密封性能要求較高。一般用來(lái)儲(chǔ)能或供高、中壓系統(tǒng)做吸收脈動(dòng)之用。三、氣囊式蓄能器力的允許波動(dòng)值受到限制，只能在2070的溫度范

36、圍內(nèi)工作。蓄能器所用氣囊有折合形和波紋形兩種。3.4 3.4 液壓油箱油箱的主要功能是儲(chǔ)存油液，此外，還有散熱(以控制調(diào)節(jié)油溫)，阻止雜質(zhì)進(jìn)入，沉淀油中雜質(zhì)，及逸出滲入油液中的空氣等功能。根據(jù)油箱液面是否與大氣相通，又可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱。閉式油箱內(nèi)液面不與大氣直接接觸。圖3-17所示是一種分離式開(kāi)式油箱結(jié)構(gòu)示意圖，它由油箱體和油箱蓋板等組成。 注意：為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的油位一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的80%。3.5 3.5 濾油器網(wǎng)式濾油器結(jié)構(gòu)如圖3-19所示，它由上蓋、下蓋 和幾塊不同形狀的金屬絲編織方孔網(wǎng)或金屬編織的特種網(wǎng)組成。過(guò)濾精度與金屬絲網(wǎng)層數(shù)及網(wǎng)孔大小有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)

37、產(chǎn)品的過(guò)濾精度只有80 m、100 m、180 m三種，壓力損失小于0.01MPa，最大流量可達(dá)630L/min。 線隙式濾油器結(jié)構(gòu)如圖3-20所示，它由上方端蓋4、殼體3、帶有孔眼的筒型芯架1 和繞在芯架外部的金屬線圈2 組成。依靠金屬線間微小間隙來(lái)?yè)踝∮鸵褐须s質(zhì)的通過(guò)。這種濾油器工作時(shí)，油液從進(jìn)油口進(jìn)入濾油器，經(jīng)線隙過(guò)濾后進(jìn)入芯架內(nèi)部，再由出油口流出。線隙式濾油器有30 m、50 m、80 m和100 m4 種精度等級(jí)，額定流量下的壓力損失約為0.02 MPa0.15 MPa。 紙芯式濾油器（3-21）的結(jié)構(gòu)與線隙式濾油器基本相同，但濾芯為用平紋或波紋的酚醛樹(shù)脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯。為

38、了增大過(guò)濾面積，紙芯常制成折疊形。壓力損失約為0.010.04 MPa。這種濾油器 過(guò) 濾 精 度 高 ， 有 5 m、10 m、20 m等規(guī)格，但紙質(zhì)濾芯易堵塞，無(wú)法清洗，經(jīng)常需要更換，一般用于需要精過(guò)濾的場(chǎng)合。燒結(jié)式濾油器（圖3-22）的濾芯由金屬粉末燒結(jié)而成，利用金屬顆粒間的微孔來(lái)過(guò)濾雜質(zhì)。改變金屬粉末的顆粒大小，就可以制出不同過(guò)濾精度的濾芯。它的過(guò)濾精度一般在10 m100 m之間，壓力損失為0.03 MPa0.2 MPa。燒結(jié)式濾油器的濾芯能燒結(jié)成杯狀、管狀、板狀等各種不同的形狀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度大、性能穩(wěn)定、抗腐蝕性好、過(guò)濾精度高，適用于精過(guò)濾。缺點(diǎn)是金屬顆粒易脫落，堵塞后不易清洗。

39、五、 濾油器的安裝位置圖3.6 3.6 熱交換器 在冬季或寒冷地區(qū)，因油液溫度較低，液壓泵起動(dòng)因難，需首先加熱油液。工廠中常用管狀電加熱器加熱油液。圖3-25 為加熱器及職能符號(hào)。 液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，因各種能量損失，使液壓油產(chǎn)生大量的熱量，直接影響到系統(tǒng)的正常工作，這些熱量只憑液壓油箱散發(fā)是不夠的，因此，需設(shè)置冷卻設(shè)備，即冷卻器。液壓系統(tǒng)中冷卻器的常用冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。 圖3-263-26為蛇管水冷式冷卻器，冷卻水從蛇形管中流過(guò)，帶走大量的熱，使液壓油冷卻。二、冷卻器3.7 3.7 橡膠密封圈3.8 3.8 壓力表 壓力表是用來(lái)測(cè)定和調(diào)整液壓系統(tǒng)中各工作點(diǎn)的壓力而設(shè)置的，如液壓泵、減壓

40、閥出口等。壓力表的種類(lèi)很多，最常用的是彈簧管式壓力表，如圖3-29(a)所示。當(dāng)壓力油進(jìn)入金屬?gòu)澒? 時(shí)，彎管變形而使得曲率半徑加大，端部的位移通過(guò)連桿3 使齒扇2 擺動(dòng)。與齒扇2 嚙合的小齒輪1 就會(huì)帶動(dòng)指針4 轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)就可以在刻度盤(pán)上讀出所測(cè)定工作點(diǎn)的壓力值。 圖3-29(b)所示為壓力表的實(shí)物圖。教學(xué)情境四 汽車(chē)液壓控制元件4.1 方向控制閥4.2 壓力控制閥4.3 流量控制閥4.4 插裝閥4.5 比例閥4.6 疊加閥4.1 4.1 方向控制閥方向控制閥是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來(lái)控制液壓系統(tǒng)或某一分支油路中流體的流動(dòng)方向，改變液壓系統(tǒng)中各油路之間液流通斷關(guān)系,以滿足液壓缸、液壓馬達(dá)等

41、執(zhí)行元件不同的動(dòng)作要求，它是直接影響液壓系統(tǒng)工作過(guò)程和工作特性的重要元件。4.1.14.1.1單向閥一、普通單向閥1. 基本功能: 單向閥又稱止回閥，只允許液流沿一個(gè)方向通過(guò)，而反向液流被截止。對(duì)單向閥的主要性能要求是：正向液流通過(guò)時(shí)壓力損失要小；反向截止時(shí)密封性要好；動(dòng)作靈敏，工作時(shí)撞擊和噪聲小。二、 液控單向閥液控單向閥既可以象普通單向閥那樣完成正向流通，液控單向閥既可以象普通單向閥那樣完成正向流通，反向截止；同時(shí)在外部液壓力的作用下，還可以實(shí)反向截止；同時(shí)在外部液壓力的作用下，還可以實(shí)現(xiàn)正反向都流通?，F(xiàn)正反向都流通。三、 雙向液壓鎖 如圖4-3所示,采用兩個(gè)液控單向閥即可組成雙向液壓鎖。

42、當(dāng)壓力油從A1流向B1的同時(shí)，控制活塞右移，推開(kāi)右側(cè)鋼球，A2口與B2口之間實(shí)現(xiàn)自由流通；反之亦然，當(dāng)壓力油從A2流向B2時(shí)，控制活塞左移，推開(kāi)左側(cè)鋼球，A1口與B1口之間實(shí)現(xiàn)自由流通。當(dāng)A1口和 A2口都沒(méi)有壓力油進(jìn)入時(shí)，該閥處于自鎖狀態(tài)。換向閥是靠閥芯在閥體內(nèi)作軸向滑動(dòng)，使相應(yīng)的油路接通或斷開(kāi)，從而改變液壓系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向，使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向得以改變。4.1.24.1.2滑閥式換向閥的工作原理4.1.3 4.1.3 常用的換向閥一、 手動(dòng)換向閥 手動(dòng)換向閥是利用手動(dòng)杠桿等機(jī)構(gòu)來(lái)改變閥芯和閥體的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)換向的閥類(lèi)。閥芯靠鋼球、彈簧定位，使其保持確定的位置。二、 電磁換向閥 電

43、動(dòng)換向閥又稱為電磁換向閥，它是利用電磁鐵通電吸合后產(chǎn)生的吸力推動(dòng)閥芯動(dòng)作來(lái)改變閥的工作位置。三、 液動(dòng)換向閥 液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油在閥芯端部所產(chǎn)生的作用力來(lái)推動(dòng)閥芯移動(dòng)，從而改變閥芯位置。對(duì)于三位換向閥而言，按其換向時(shí)間的可調(diào)性，液動(dòng)換向閥分為可調(diào)式和不可調(diào)式兩種。 四、電液動(dòng)換向閥電液動(dòng)換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成的復(fù)合閥。電磁換向閥為先導(dǎo)閥，它用以改變控制油路的方向；液動(dòng)換向閥為主閥，它用以改變主油路的方向。圖4-10為電液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)圖。4.2 4.2 壓力控制閥4 . 2 . 1 溢 流 閥一、直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上而與彈簧力相

44、平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作的溢流閥。二、先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)如圖4-13所示，由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥實(shí)際上是一個(gè)小流量的直動(dòng)式溢流閥，閥芯是錐閥，用來(lái)調(diào)定壓力；主閥閥芯是滑閥，用來(lái)實(shí)現(xiàn)溢流。4.2.2 4.2.2 減壓閥減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當(dāng)油液壓力不穩(wěn)定時(shí)，在回路中串入一個(gè)減壓閥可得到一個(gè)穩(wěn)定的較低的壓力。4.2.3 4.2.3 順序閥一、直動(dòng)式順序閥圖4-16所示為直動(dòng)式內(nèi)控順序閥的工作原理圖和圖形符號(hào)。閥芯為滑閥結(jié)構(gòu)，其進(jìn)油腔與下端控制活塞腔相通，外泄油口L單獨(dú)接回油箱。壓力油自進(jìn)油口P1進(jìn)入閥體，經(jīng)閥芯中間小孔流入閥

45、芯底部油腔，對(duì)閥芯產(chǎn)生一個(gè)向上的液壓作用力。二、先導(dǎo)式順序閥 圖所示為先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)圖，P1為進(jìn)油口，P2為出油口，其工作原理與先導(dǎo)式溢流閥相似，所不同的是順序閥的出油口不接回油箱，而通向某一壓力油路，因而其泄油口L 必須單獨(dú)接回油箱。三、液控順序閥液 控 順 序 閥和直動(dòng)式順序閥的差別僅僅在于其下部有一控制油口K，閥芯的啟閉是利用通入控制油口K的外部控制油壓來(lái)控制的。圖4-18為液控順序閥結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。4.2.4 4.2.4 壓力繼電器壓力繼電器是利用液體的壓力信號(hào)來(lái)啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。它在油液壓力達(dá)到其設(shè)定壓力時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，以控制相關(guān)電氣元件的動(dòng)作。4.3 4.3 流量

46、控制閥4.3.1 節(jié)流閥一、普通節(jié)流閥這種節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，體積小，但負(fù)載和溫度的變化對(duì)流量的穩(wěn)定性影響較大，因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度穩(wěn)定性要求較低的液壓系統(tǒng)。二、單向節(jié)流閥 圖4-21為單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。從功能上來(lái)理解，單向節(jié)流閥是節(jié)流閥和單向閥的組合，在結(jié)構(gòu)上是利用一個(gè)閥芯同時(shí)起節(jié)流閥和單向閥的兩種作用。4.3.2 4.3.2 調(diào)速閥 調(diào)速閥是由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)組合而成。節(jié)流閥用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)閥的流量，定差減壓閥用來(lái)保證節(jié)流閥進(jìn)、出口的壓力差 p 不受負(fù)載變化的影響，從而使通過(guò)節(jié)流閥的流量保持恒定。圖4-22為調(diào)速閥結(jié)構(gòu)原理圖及職能符號(hào)。4.4 4.4 插裝

47、閥4.4.14.4.1插裝閥的基本結(jié)構(gòu)與工作原理插裝閥也稱插裝式錐閥或邏輯閥。插裝閥的結(jié)構(gòu)如圖4-24所示，它由控制蓋板和錐閥組件組成。錐閥組件包括閥套1、閥芯2、彈簧3及若干密封件組成。4.4.2 4.4.2 方向控制插裝閥 方向控制插裝閥的結(jié)構(gòu)如圖4-25所示，它由插裝閥體、錐閥組件(閥套、閥芯、彈簧及密封件)、控制蓋板、和先導(dǎo)控制閥組成。4.4.3 4.4.3 流量控制插裝閥 二通插裝節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)如圖4-26所示。在插裝閥的控制蓋板上有閥芯行程調(diào)節(jié)器，用來(lái)調(diào)節(jié)閥芯開(kāi)度，從而可以調(diào)節(jié)閥的流量，起到流量控制閥的作用4.5 4.5 比例閥電液比例閥簡(jiǎn)稱比例閥，它可以把輸入的電信號(hào)按比

48、例地轉(zhuǎn)換成力或位移，從而對(duì)方向、壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行連續(xù)的控制。4.6 4.6 疊加閥 疊加閥是在板式閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型液壓元件。疊加閥閥體本身既是元件又是具有油路通道的連接體，從而能用其上、下安裝面呈疊加式無(wú)管連接。選擇同一通徑系列的疊加閥，疊合在一起用螺栓緊固，即可組成所需的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。教學(xué)情境五 液壓基本回路5.1 壓力控制回路5.2 方向控制回路5.3 調(diào)速回路5.4 快速運(yùn)動(dòng)回路5.5 順序動(dòng)作回路5.6 速度切換回路教學(xué)情境五 液壓基本回路液壓基本回路是構(gòu)成汽車(chē)液壓系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單元。汽車(chē)液壓系統(tǒng)有時(shí)會(huì)很復(fù)雜，但都是由一些液壓基本回路組成的。例如用來(lái)改變執(zhí)行元件

49、運(yùn)動(dòng)方向的換向回路；用來(lái)控制系統(tǒng)中液體壓力的調(diào)壓回路；用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)速回路等，這些都是液壓系統(tǒng)中常用的基本回路。熟悉基本回路是分析和設(shè)計(jì)汽車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。5.1.1 5.1.1 調(diào)壓回路一、單級(jí)調(diào)壓回路如圖5-2(a)所示的進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥并聯(lián)在定量泵的出口，與節(jié)流閥和單活塞桿液壓缸組合構(gòu)成單級(jí)調(diào)壓系統(tǒng)。調(diào)節(jié)溢流閥可以改變泵的輸出壓力。當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力確定后，液壓泵就在溢流閥的調(diào)定壓力下工作。節(jié)流閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，定量泵提供的多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥起定壓溢流作用，以保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，且不受負(fù)載變化的影響。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓和穩(wěn)壓控

50、制。5.1.3 5.1.3 增壓回路 增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。如圖5-7所示為利用增壓缸的單作用增壓回路，當(dāng)系統(tǒng)在圖示位置工作時(shí)，系統(tǒng)的供油壓力P1進(jìn)入增壓缸的大活塞腔，由于增壓缸二個(gè)活塞腔的面積不相等，此時(shí)在小活塞腔即可得到所需的較高壓力P2。當(dāng)二位四通電磁換向閥左位接入系統(tǒng)時(shí)，增壓缸返回，輔助油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入增壓缸小活塞。液壓缸在彈簧力的作用下返回。5.1.4 5.1.4 卸荷回路 增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。如圖5-7所示為利用增壓缸的單作用增壓回路，當(dāng)系統(tǒng)在圖示位置工作時(shí)，系統(tǒng)的供油壓力P1進(jìn)入增壓缸的大活塞腔，由于增壓缸二個(gè)活塞腔的面積

51、不相等，此時(shí)在小活塞腔即可得到所需的較高壓力P2。當(dāng)二位四通電磁換向閥左位接入系統(tǒng)時(shí)，增壓缸返回，輔助油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入增壓缸小活塞。液壓缸在彈簧力的作用下返回。使先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口直接與二位二通電磁閥相連，便構(gòu)成一種用先導(dǎo)型溢流閥的卸荷回路（圖5-9），當(dāng)電磁閥通電時(shí)，溢流閥的外控口與油箱相通，即先導(dǎo)式溢流閥主閥上腔直通油箱，液壓泵輸出的液壓油將以很低的壓力開(kāi)啟溢流閥的溢流口而流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷，此時(shí)溢流閥處于全開(kāi)狀態(tài)。卸荷壓力的高低取決于溢流閥主閥彈簧剛度的大小5.1.5 5.1.5 保壓回路如圖5-10所示為利用蓄能器的保壓回路。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，電磁閥1YA通電，主換向閥左位接

52、入系統(tǒng)，液壓泵向蓄能器和液壓缸左腔供油，并推動(dòng)活塞右移，壓緊(或夾緊）工件后，進(jìn)油路壓力升高，當(dāng)升至壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)使二通閥3YA通電，通過(guò)先導(dǎo)式溢流閥使泵卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器保壓。5.1.6 5.1.6 平衡回路這種平衡回路的優(yōu)點(diǎn)是只有上腔進(jìn)油時(shí)活塞才下行，比較安全可靠；缺點(diǎn)是，活塞下行時(shí)平穩(wěn)性較差。這是因?yàn)榛钊滦袝r(shí)，液壓缸上腔油壓降低，將使液控順序閥關(guān)閉。當(dāng)順序閥關(guān)閉時(shí)，因活塞停止下行，使液壓缸上腔油壓升高，又打開(kāi)液控順序閥。因此液控順序閥始終工作于啟閉的過(guò)渡狀態(tài)，因而影響工作的平穩(wěn)性。這種回路適用于運(yùn)動(dòng)部件重量不很大、停留時(shí)間較短的液壓系統(tǒng)中。5

53、.2.15.2.1換向回路 圖5-12所示的是采用三位四通電磁換向閥的換向回路。當(dāng)閥處于中位時(shí)，M 型滑閥機(jī)能使泵卸荷，液壓缸兩腔油路封閉，活塞停止。當(dāng)1YA通電時(shí)，換向閥切換至左位，液壓缸左腔進(jìn)油，活塞向右移動(dòng)；當(dāng)滑塊觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)2ST時(shí)，2YA 通電，換向閥切換至右位工作，液壓缸右腔進(jìn)油，活塞向左移動(dòng)。當(dāng)滑塊觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)1ST時(shí)，1YA 又通電，換向閥切換至左位工作，液壓缸左腔進(jìn)油，活塞向又右移動(dòng)。5.2.2 5.2.2 鎖緊回路如圖5-13所示采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥,當(dāng)閥芯處于中位時(shí),液壓缸的進(jìn)、出口都被封閉,可以將活塞鎖緊,這種鎖緊回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于換向滑閥的環(huán)形間隙泄漏較大

54、，故一般只用于鎖緊要求不太高或只需短暫鎖緊的場(chǎng)合。受到滑閥泄漏的影響，鎖緊效果較差。5.3.1 5.3.1 節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路如圖5-15所示，將流量控制閥(節(jié)流閥或調(diào)速閥)串聯(lián)在液壓缸的進(jìn)油路上，用定量泵供油，且并聯(lián)一個(gè)溢流閥。二、回油路節(jié)流調(diào)速回路三、旁油路節(jié)流調(diào)速回路三、變量泵和變量液壓馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路5.3.3 5.3.3 容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路如圖5-23所示，調(diào)節(jié)調(diào)速閥節(jié)流口的開(kāi)口大小，就改變了進(jìn)入液壓缸的流量，從而改變液壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度。5.5.1 5.5.1 行程開(kāi)關(guān)控制的順序動(dòng)作回路如圖5-26所示，在圖示狀態(tài)下，A、B 兩液壓缸的活塞均在右端。

55、當(dāng)電磁換向閥1YA通電換向時(shí)，液壓缸A 左行完成動(dòng)作；到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，液壓缸A 的擋塊觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)S1，使2YA通電換向，液壓缸B 左行完成動(dòng)作。一、采用順序閥控制的順序動(dòng)作回路 圖5-26為采用順序閥控制的順序動(dòng)作回路。系統(tǒng)中有兩個(gè)執(zhí)行元件：夾緊液壓缸A 和加工液壓缸B，閥1 和閥2 是單向順序閥。兩液壓缸按夾緊工作進(jìn)給快退松開(kāi)的順序動(dòng)作。二、采用壓力繼電器控制的順序動(dòng)作回路5.6 5.6 速度切換回路如圖5-28所示為采用行程閥實(shí)現(xiàn)的速度切換回路。這一回路可使執(zhí)行元件完成“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”這一自動(dòng)工作循環(huán)。在圖示位置，手動(dòng)換向閥2 處在右位，液壓缸1 快進(jìn)。此時(shí)，溢流閥4 處于關(guān)閉狀態(tài)。

56、當(dāng)活塞桿所連接的擋塊壓下行程閥7 時(shí)，行程閥7 關(guān)閉，液壓缸右腔的油液必須通過(guò)調(diào)速閥5 才能流回油箱，活塞運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)。此時(shí)，溢流閥4 處于溢流穩(wěn)壓狀態(tài)。當(dāng)換向閥2 處于左位時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥6 進(jìn)入液壓缸右腔，液壓缸左腔的油液直接流回油箱，活塞快速退回。教學(xué)情境六 典型的汽車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)6.1 Q2-8型汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)6.2 自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)6.3 汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.4 汽車(chē)ABS液壓制動(dòng)系統(tǒng)6.5汽車(chē)自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)教學(xué)情境六 典型的汽車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一、概述液壓系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械行業(yè)，如今幾乎所有的汽車(chē)起重機(jī)都采用液壓系統(tǒng)。汽車(chē)起重機(jī)的液壓系統(tǒng)對(duì)起重機(jī)工

57、作控制有非常重要的作用。汽車(chē)起重機(jī)是將起重機(jī)安裝在汽車(chē)底盤(pán)上的一種起重運(yùn)輸設(shè)備。圖6-1所示為Q2-8 型汽車(chē)起重機(jī)外形簡(jiǎn)圖，它主要由起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮和支腿等工作機(jī)構(gòu)組成，這些工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的完成由液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。最大起重量為80kN(幅度3m 時(shí))，最大起重高度為11.5m，起重裝置連續(xù)回轉(zhuǎn)。該機(jī)具有較高的行走速度，可與裝運(yùn)工具的車(chē)編隊(duì)行駛，機(jī)動(dòng)性好。當(dāng)裝上附加吊臂后，可用于建筑工地吊裝預(yù)制件，吊裝的最大高度為6m。液壓起重機(jī)承載能力大，可在有沖擊、振動(dòng)、溫度變化大和環(huán)境較差的條件下工作。其執(zhí)行元件要求完成的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，位置精度較低。因此液壓起重機(jī)一般采用中、高壓手動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)安

58、全性要求較高。二、Q2-8 Q2-8 型汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理6.2 6.2 自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)下面以QD351型自卸汽車(chē)的貨廂舉升液壓系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明自卸汽車(chē)貨廂舉升液壓系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程。6.3 6.3 汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置均采用液壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)，利用液壓泵來(lái)建立驅(qū)動(dòng)力，再經(jīng)過(guò)控制閥來(lái)調(diào)節(jié)液壓油的流量，根據(jù)汽車(chē)的行駛狀態(tài)，控制轉(zhuǎn)向控制。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。其中屬于轉(zhuǎn)向加力裝置的部件是：轉(zhuǎn)向油泵、油管、轉(zhuǎn)向油罐以及位于整體式轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的轉(zhuǎn)向控制閥及轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸等。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)

59、向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向搖臂擺動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)向直拉桿、橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變汽車(chē)的行駛方向。汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖6-5 所示。一、 汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成二、汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過(guò)程6.4 6.4 汽車(chē)ABSABS液壓制動(dòng)系統(tǒng)6.5 6.5 汽車(chē)自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)汽車(chē)自動(dòng)變速器能根據(jù)車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化情況及時(shí)自動(dòng)地?fù)Q擋，從而使操作簡(jiǎn)單省力，有利于行車(chē)安全，可使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了油耗，降低排氣污染。汽車(chē)自動(dòng)變速器在汽車(chē)上的布置位置如圖6-16所示。教學(xué)情境七 氣源裝置與氣動(dòng)元件7.1氣壓傳動(dòng)的工作原理與系統(tǒng)組成7.2氣源裝置7.3氣動(dòng)控制元件7

60、.4 執(zhí)行元件7.5 氣動(dòng)輔助元件教學(xué)情境七 氣源裝置與氣動(dòng)元件工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的氣動(dòng)機(jī)械手人們利用壓縮空氣完成各種工作的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古，但作為氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，大約 開(kāi) 始 于 1 7 7 6 年 J o h n wikinson發(fā)明能產(chǎn)生1個(gè)大氣壓左右的空氣壓縮機(jī)。20世紀(jì)30年代初，氣動(dòng)技術(shù)成功地應(yīng)用于自動(dòng)門(mén)的開(kāi)閉及各種機(jī)械的輔助動(dòng)作上。進(jìn)入到60年代尤其是70年代初，隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)才廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域，形成了現(xiàn)代氣動(dòng)技術(shù)。7.1 7.1 氣壓傳動(dòng)的工作原理與系統(tǒng)組成氣壓傳動(dòng)是利用空壓機(jī)將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的氣壓能，然后在控制元件和輔助元