汽車機械基礎(chǔ) 胡瓊 何向東單元八

課件制作郭碧寶汽車機械基礎(chǔ)全國交通運輸職業(yè)教育教學指導委員會中國汽車維修行業(yè)協(xié)會胡瓊何向東張水珍黃沃光全國交通運輸職業(yè)教育教學指導委員會規(guī)劃教材教育部中等職業(yè)教育汽車專業(yè)技能課教材組織編寫主

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主

編汽車機械概要汽車機械識圖汽車常用材料汽車常用結(jié)構(gòu)汽車常用連接單元一單元二單元三單元四單元五單元六單元七單元八汽車支承零部件汽車機械傳動汽車液壓傳動單元九汽車氣壓傳動

單元八汽車液壓傳動學習目標學習目標1.掌握液壓傳動系統(tǒng)的組成、特點及各組成元件作用、結(jié)構(gòu)和工作原理2.能識讀液壓傳動的基本回路和系統(tǒng)3.熟悉液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)4.掌握正確進行汽車液壓傳動元件拆裝以及正確使用汽車維修企業(yè)的液壓設(shè)備的方法5.掌握液壓傳動系統(tǒng)的工作原理和汽車上的液壓裝置的工作過程１.時間要求:建議4

學時２.質(zhì)量要求:在滿足廠家的生產(chǎn)規(guī)范及質(zhì)量要求前提下能夠

熟練快速地診斷與排除故障３.安全要求:嚴格按照安全操作規(guī)程進行項目作業(yè)４.文明要求:自覺按照文明生產(chǎn)規(guī)則進行項目作業(yè)５.環(huán)保要求:努力按照環(huán)境保護要求進行項目作業(yè)項目要求(一)液壓傳動系統(tǒng)的組成和工作原理１.液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)由四部分組成:動力元件、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件。１)動力元件動力元件將機械能轉(zhuǎn)化成液壓能，向液壓系統(tǒng)提供壓力油,是系統(tǒng)的動力源，如油泵。一液壓傳動的認識２)執(zhí)行元件執(zhí)行元件將液壓能轉(zhuǎn)化成機械能，在壓力油的作用下，完成對外做功，如液壓缸、液壓馬達。３)控制元件控制元件控制油液的流動方向、調(diào)節(jié)壓力和流量，如各種控制閥(溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等)。４)輔助元件輔助元件起清潔、散熱、密封及儲存等作用，如儲油罐、油管、管接頭、過濾器、蓄能器、密封件等。２.液壓傳動系統(tǒng)的工作原理液壓傳動系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件，如液壓缸、液壓馬達，把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動工作機構(gòu)實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動，其中液體工作介質(zhì)，一般為礦物油，下圖所示為液壓千斤頂?shù)慕M成及工作原理示意圖。液壓千斤頂?shù)慕M成及工作原理圖(二)液壓傳動的特點液壓傳動與其他傳動形式相比，有以下特點:(１)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動力大；(２)定位精確，運動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)自動控制；(３)速度可無級調(diào)速(可任意地控制與調(diào)節(jié)速度和壓力，運動速度和方向的改變能在很短時間內(nèi)實現(xiàn))；(４)機件潤滑良好，壽命長；(５)傳動效率較低，不宜作遠距離傳遞，不宜在高溫或低溫條件下工作；(６)不能保證精確傳動比，液壓油易泄漏；(７)液壓元件精度要求高，制造成本高。2024/4/22(三)液壓傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓傳動系統(tǒng)有兩個基本參數(shù):壓力和流量。１.壓力右圖所示為油液壓力的形成,油液被裝在密封的液壓缸中,當活塞受到向左的外力Ｆ作用時,液壓缸左腔內(nèi)的油液受活塞的作用處于被擠壓的狀態(tài)。油液壓力的形成壓力是指單位面積上所受作用力，實際上是指壓強，壓強是作用在液體單位面積上的力，如下圖所示。當活塞和重物的有效作用面積分別為Ａ１、Ａ２，且Ａ１<

Ａ２，有下列關(guān)系式:因為Ｐ＝Ｆ/Ａ１＝Ｇ

/Ａ２

所以Ｆ<Ｇ式中:Ｆ———作用在油液表面上的外力，N；

Ｇ———重物重力，N；

Ａ１———外力作用面積，ｍ２

；

Ｐ———油液壓力，Pa；作用力與活塞有效作用面積的關(guān)系２.流量１)流量定義單位時間內(nèi)進出液壓缸或通過管道某一截面的液體的體積稱為流量，符號為ｑ(ｍ/s)。如右圖所示，若在時間ｔ內(nèi)流過的液體體積為Ｖ，Ｓ為活塞單位時間內(nèi)在缸內(nèi)的移動距離，則流量為:ｑ＝Ｖ/ｔ＝Ａ

Ｓ通過液壓缸的流量２)液體流動連續(xù)性原理它是是指理想液體在無分支管路中作穩(wěn)定流動時，由于其不可壓縮，故液體流過每一截面時的流量相等，即:３)活塞運動速度和流量的關(guān)系活塞的運動是由于進入液壓缸的油液迫使液壓缸容積增大而產(chǎn)生的。液壓缸中液體的流速為平均速度，活塞隨著油液流動而移動，因此活塞的運動速度與油液的平均流速相同。活塞運動速度和活塞有效作用面積和流量之間的關(guān)系為:

υ

＝ＱＡ(一)液壓傳動系統(tǒng)的動力元件液壓傳動系統(tǒng)的動力元件就是液壓泵。1.液壓泵的分類（1）按運動部件的形狀和運動方式分：柱塞泵、齒輪泵、葉片泵等；（2）按排量是否變量分：定量液壓泵、變量液壓泵；（3）按運動部件轉(zhuǎn)動和油液輸出方向分：單向液壓泵、雙向液壓泵。液壓元件主要有液壓泵、液壓缸、液壓控制閥及液壓輔助元件等組成。常用液壓泵的圖形符號二

液壓傳動的主要元件齒輪泵2.常用液壓泵的結(jié)構(gòu)及特點在液壓傳動中，常用的液壓泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。當齒輪按圖示方向回轉(zhuǎn)時，泵的下側(cè)由于齒輪輪齒脫開嚙合，使密封容積逐漸增大，形成局部真空，故為吸油區(qū)；而泵的上側(cè)由于齒輪輪齒進入嚙合，使密封容積逐漸減小，故為壓油區(qū)。汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)采用的是齒輪泵。1）齒輪泵1）齒輪泵柱塞泵的原理是利用偏心輪推動柱塞往復運動，實現(xiàn)吸油和泵油，如下圖所示。柱塞泵2）柱塞泵如右圖所示，葉片泵由轉(zhuǎn)子１、定子２、葉片３和端蓋等組成，定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距ｅ，葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動。葉片泵的特點是可作為變量液壓泵使用。葉片泵3）葉片泵三種常用液壓泵的性能比較類型優(yōu)點缺點工作壓力齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，不需要配流裝置，價格低，工作可靠，維護方便易產(chǎn)生振動和噪聲，泄漏大，容積效率低，徑向液壓力不平衡。流量不可調(diào)低壓葉片泵輸油量均勻，壓力脈動小，容積效率高結(jié)構(gòu)復雜，難加工，葉片易被臟物卡死中壓軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，容積效率高結(jié)構(gòu)復雜，價格較貴高壓3.三種液壓泵的比較泵(二)液壓傳動系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要包括：液壓馬達和液壓缸。

液壓馬達與泵在原理上有可逆性，但因用途不同而在結(jié)構(gòu)上有些差別：液壓馬達將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，并以轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的形式輸出，要求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對稱性，如下圖所示，而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采取了某些措施，使之不能通用。液壓馬達液壓缸也是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能。液壓缸示意圖符號，見下表。液壓缸2024/4/22(三)液壓傳動系統(tǒng)的控制元件液壓控制閥(簡稱液壓閥)是液壓傳動系統(tǒng)中控制油液流動方向、壓力及流量的元件，液壓控制閥利用閥芯在閥體內(nèi)的相對運動來控制閥口的通斷及開口大小，以實現(xiàn)方向、壓力及流量的控制。液壓控制閥具有以下共同結(jié)構(gòu)特點:(１)基本結(jié)構(gòu)由閥體、閥芯和閥芯驅(qū)動件組成；(２)閥體有閥體孔或閥座孔和外接油管的進出油口；(３)閥芯有三種結(jié)構(gòu):滑閥、錐閥和球閥；(４)驅(qū)動裝置有:手動、彈簧、電磁或液壓力；2024/4/22根據(jù)用途和工作特點不同方向控制閥:止回閥、換向閥等壓力控制閥:溢流閥、減壓閥、順序閥等流量控制閥:節(jié)流閥、調(diào)速閥等液壓控制閥分類止回閥控制油液只能按某一方向流動，而反向截止，又稱單向閥。止回閥的要求:正向液流壓力損失小，反向截止密封性能好；止回閥的應用:安裝在泵的出口，泵工作時，防止系統(tǒng)壓力沖擊，泵不工作時，防止系統(tǒng)的油液倒流，也可用作背壓閥，或與其他閥并聯(lián)組成復合閥。止回閥的類型:①普通止回閥。普通止回閥是控制油液單方向流動的方向閥，不允許油液倒流，按閥芯結(jié)構(gòu)分為球閥式、錐閥式，其結(jié)構(gòu)和示意圖符號如下圖所示。１.止回閥１.止回閥普通止回閥液控止回閥②液控止回閥。也稱閉鎖閥或保壓閥，它與普通止回閥相同，用以防止油液反向流動。但在液壓回路中需要油液反向流動時又可利用控制油壓，打開單向閥，使油液在兩個方向都可流動，如下圖所示。2.換向閥換向閥的原理是靠閥芯(滑閥)在閥體內(nèi)作軸向運動，從而使相應的油路接通或斷開的換向閥,如下圖所示。換向閥換向原理圖3.溢流閥溢流閥是用來控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號來控制其他元件動作的閥類。主要功用:（1）限壓保起溢流穩(wěn)壓作用，保持液壓系統(tǒng)壓力恒定；（2）護作用，防止液壓系統(tǒng)過載。溢流閥依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上而與彈簧力相平衡，以控制閥芯的啟閉動作，如下圖所示，圖中Ｐ為進油口，Ｔ為回油口。溢流閥4.減壓閥減壓閥是利用油液流過縫隙時產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進口壓力的壓力控制閥，減壓閥出口壓力的大小，可通過調(diào)壓彈簧進行調(diào)節(jié)，常見的減壓閥如下圖所示。減壓閥5.順序閥順序閥是利用油路中壓力的變化控制閥口啟閉，以實現(xiàn)執(zhí)行元件順序動作的液壓元件。工作原理：當順序閥的進油口壓力低于順序閥調(diào)定壓力時，閥口關(guān)閉；當進油口壓力超過調(diào)定壓力時，閥口開啟；順序閥輸出壓力油使其下游的執(zhí)行元件動作，調(diào)整彈簧的預壓縮量，即能調(diào)節(jié)打開順序閥所需的壓力，常見的順序閥如下圖所示。順序閥6.節(jié)流閥節(jié)流閥的節(jié)流口為軸向三角槽式，如下圖所示。壓力油從進油口Ｐ1流入，經(jīng)閥芯左端的軸向三角槽后，再由出油口Ｐ２流出，旋轉(zhuǎn)手輪，推桿克服彈簧的作用力，使閥芯做軸向移動，改變節(jié)流口的通流面積，從而調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量。節(jié)流閥7.調(diào)速閥調(diào)速閥是由減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥。節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)通過閥口的流量，減壓閥能自動保持節(jié)流閥前、后的壓力差不變，從而使通過節(jié)流閥的流量不受負載變化的影響。右圖所示為常見的調(diào)速閥結(jié)構(gòu)，其中Ｐ１、Ｐ２為減壓閥進出口壓力，Ｐ3為節(jié)流閥出口壓力。調(diào)速閥(四)液壓傳動系統(tǒng)的輔助元件液壓系統(tǒng)中的輔助元件主要有蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器及管件等。1.蓄能器蓄能器是一種能量儲蓄裝置。分類：活塞式、氣囊式。應用：汽車ＡＢＳ中通常運用活塞式蓄能器裝置主要作用:(１)在短時間內(nèi)提供大量壓力油，以實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的快速運動；(２)補償泄漏以保持系統(tǒng)壓力；(３)吸收脈動壓力；(４)緩和液壓沖擊。2.過濾器過濾器的作用是凈化工作油液，清除油液中的雜物（灰塵、磨屑、油液氧化變質(zhì)析出物等），防止油路堵塞和元件磨損，確保系統(tǒng)正常工作。機油濾清器的結(jié)構(gòu)汽車發(fā)動機機油濾清器的安裝位置3.油箱油箱的主要作用是儲存系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油箱中的氣體及沉淀物等。4.密封裝置密封可分為間隙密封和接觸密封兩種方式。常見的密封件5.熱交換器熱交換器包括冷卻器和加熱器。對冷卻器要求有足夠的散熱面積，散熱效率高，壓力損失小。6.油管和管接頭油管和管接頭是各元件組成系統(tǒng)時必需的連接和輸油元件。(一)液壓傳動基本回路液壓基本回路是指由有關(guān)液壓元件組成的用來完成特定功能的典型油路結(jié)構(gòu)，按油路的功能不同，基本回路可分為方、向控制回路、壓力控制回路和速度控制回路等。1.方向控制回路方向控制回路是利用各種方向控制閥來控制油液的通斷和變向，從而使執(zhí)行元件起動、停止或換向。右圖所示為常用的鎖緊回路。鎖緊回路三液壓傳動基本回路及應用2.壓力控制回路壓力控制回路是利用各種壓力閥控制系統(tǒng)或系統(tǒng)某一部分油液壓力的回路，實現(xiàn)調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷和多級壓力等控制，滿足執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求，下圖所示為三級調(diào)壓回路。三級調(diào)壓回路速度控制回路是控制和調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件運動速度的基本回路。按被控制執(zhí)行元件的運動狀態(tài)、運動方式以及調(diào)節(jié)方法，速度控制回路有調(diào)速、制動、限速和同步回路等。右圖所示為節(jié)流調(diào)速回路。3.速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路(二)液壓傳動的應用１.汽車動力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)由機械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向動力閥等組成。按液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力狀態(tài)可分為常壓式和常流式。常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總是保持高壓;而常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只有在轉(zhuǎn)向時,系統(tǒng)才有壓力。１)常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點:(１)系統(tǒng)一直有油壓，響應快；(２)用儲能器積蓄能量，可用小液壓泵；缺點:(１)容易引起壓力漏油；(２)液壓泵總要保持壓力，會降低液壓泵壽命；(３)儲能器占用空，燃油消耗率高；常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下圖所示為汽車液壓助力轉(zhuǎn)向裝置示意圖常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)２)常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點:

(１)結(jié)構(gòu)簡單；(２)液壓泵使用壽命長，液壓油泄漏少，消耗功率低。缺點: