汽车机械基础教案典型液压传动系统实例
典型液压传动系统实例典型液压传动系统实例第一节 汽车起重机液压系统一、液压系统主要元件的作用二、液压系统工作原理分析第二节 汽车及保修机具液压系统一、自卸车液压系统二、 液压动力转向系统三、汽车制动液压系统四、QF02B 型液压双柱汽车举升机典型液压传动系统实例 为了使液压设备实现特定的运动循环或工作，将实现各种不同运动 的执行元件及其液压回路拼集、汇合起来，用液压泵组集中供油，形成 一个网络，就构成了设备的液压传动系统，简称为液压系统。 液压系统图是用图形符号（或半结构图）表示的液压元件在系统中 的作用及其相互连接关系的工程语言。它表明了各执行元件所实现的运 动循环及循环的控制方式等，从而表明了运动系统的工作原理，是设计 中选用元件的主要依据，是液压设备在安装调试、使用维修中不可缺少 的技术文件。 任何一个液压传动系统，不管其功能多么复杂，但仔细分析便可看 出都是由若干个功能不同的基本回路组成的。分析和阅读较复杂的液压 系统图，一般可参考下述步骤。 了解机械的功用及对液压系统的要求； 初步分析液压系统图，并按执行元件数将其分解为若干个子系统 ； 按执行元件的工作循环，写出每个执行元件每步动作的进、回油 路线，分析系统工作原理； 系统和元件综合分析。 第一节 汽车起重机液压系统在汽车底盘上装设起重设备以完 成吊装任务的汽车称为汽车式起重 机。汽车起重机要求液压系统实现 车身液压支承、调平、稳定、吊臂 变幅伸缩，升降重物及回转等作业 。图12-1所示为QY-8型汽车起重机 外形图。该起重机最大起重为8吨， 该机除行走装置外，均采用液压传 动。其特点是结构紧凑、操作方便 、工作可靠。图12-2所示为 QY-8型起重机的 液压系统原理图 。起重机为全回 转式，可分为平 台上部和平台下 部两部分。整个 液压系统除油箱 、泵、滤油器、 前后支腿和稳定 器外，其它液压 元件都布置在平 台上部。上部和 下部的油路通过 中心回转接头22 连接。一、液压系统 主要元件的作用 如图12-2所示 ，动力元件1为 ZBD-40型轴向柱 塞泵。 执行元件是两 对支腿液压缸8、 9，一对稳定器液 压缸5，吊臂液压 缸14，一对变幅 液压缸15，回转 马达17，起升马 达18，一对制动 器液压缸19。 控制调节元件 有方向阀和压力 控制阀。 1方向阀 包括组三 联多路阀和组 四联多路阀。 组三联多路阀中 的阀23控制油液 分别供给、 多路阀组，阀24 、25控制支腿液 压缸及稳定器液 压缸；组四联 多路阀控制吊臂 变幅、伸缩液压 缸和回转、起升 马达；液压锁6 、7用以锁紧前 后支腿液压缸。 2压力控制阀 安全阀13控制 支承、稳定工作回 路免于过载，其调 定压力为16Mpa； 安全阀11控制吊臂 伸缩、变幅、回转 、起升工作回路免 于过载，调定压力 为2526Mpa。两 安全阀分别装于两 个多路阀组中。平 衡阀12、16、20分 别控制吊臂伸缩、 变幅、起升马达工 作平稳及单向锁紧 。 二、液压系统工作原理分析 QY-8型汽车起重机液压系统的油路分为两部分。伸缩变幅机构 、回转机构和起升机构的工作回路组成一个串联系统；前后支腿 和稳定器机构的工作回路组成一个串并联系统。两部分油路不能 同时工作。 根据汽车起重机的作业要求，液压系统完成下述工作循环：车 身液压支承、调平和稳定，吊臂变幅伸缩，吊钩重物升降，回转 。 （一）车身支承、调平和稳定 起重机在工作时，是用两对液压缸8、9将整车底盘支承起来。 为了保证起重机稳定，要求放支腿时先放后支腿，收支腿时迟收 后支腿，这样的收放顺序由司机控制；同时，安装了稳定器液压 缸5使车体与悬挂在其上的后桥刚性连接，以确保用支腿将车体撑 起时后轮胎能够离地。在支腿液压缸上装有液压锁，以防止起重 机作业时活塞杆因滑阀泄漏而自动缩回。同时，液压锁直接安装 在支腿液压缸上，以避免油管破裂时可能造成的重大事故。1后支腿放下回路进油路：泵1滤油器2换向阀23左位换向阀24换向阀25左位回油路：后支腿放下后，阀24应回到中间位置，达到油路闭锁。 2前支腿放下油路 进油路：泵1精滤油器2阀23左位阀24左位液压锁6 、7前支腿液压缸9大腔，前支腿放下。 回油路：液压缸9的小腔液压锁6、7阀24左腔阀 25油箱。前支腿放下到位后，阀24回到中间位置，达到油路闭锁的 目的。此时，前、后支腿液压缸活塞杆伸出，支腿支承车身。同 时稳定器液压缸活塞伸出，推动挡块将车体与后桥刚性连接起 来稳定车身。地面不平整时分别单独操纵24、25，使前后支腿分别单独 动作，可将车身调平。 （二）吊臂的变幅、伸缩、吊重的升降、回转 系统中第二组多路阀（23、26、27、28、29），用来控制伸缩 臂液压缸、变幅液压缸、回转和起升液压马达的动作。当这些机 构都不工作即当组多路阀中所有换向阀都在中位时，泵输出的 油液经组多路阀后又流回油箱，使泵卸荷。由于采用串联系统 ，在轻载作业时，起升回转可进行复合动作。1吊臂变幅进油路：泵1精滤油器2换向阀23右位中心回转接头22 换向阀26中位换向阀27左位平衡阀16变幅液压缸15大腔。回油路：液压缸15小腔换向阀27的左位换向阀28、29中位 中心回转接头22油箱。此时，变幅液压缸活塞杆伸出，使吊臂的倾角增大，实现增幅 ，当到位后，换向阀27回中位，变幅缸闭锁。当换向阀27处于右 位时活塞杆缩回，吊臂的倾角减小，实现减幅。2吊臂伸缩吊臂伸进油路：泵1精滤油器2换向阀23右位换向阀26 左位平衡阀12中单向阀液压缸14下腔。回油路：液压缸14下腔换向阀26左位换向阀27、28、 29中心回转接头22油箱。此时吊臂伸出。当换向阀26置右 位，吊臂缩回。 3吊重回转油路：泵1精滤油器2换向阀23右位中心回转接头22 换向阀26中位换向阀27中位换向阀28左位液压马达17 换向阀28左位换向阀29中位转换接头22油箱。此油路可实现液压马达一个方向的回转；当换向阀28置右位 ，回转换向；当换向阀置中位，回转马达闭锁。 4吊重的升降吊重升降回路执行元件为起升马达18与一对制动器液压缸 19，由换向阀29控制。要求上闸迅速，松闸缓慢，由单向节流阀 21实现。 吊重起升进油路：泵1精滤器2换向阀23右位换向阀26换向阀27换向阀28吊重下降进油路：泵1精滤器2换向阀23右位换向阀26换向阀27换向阀28换向阀29置右位，液压马达18反转，重物下降。 回油路：液压马达18阀29左位中心回转接头22油箱。 由于四联手动换向阀26、27、28、29组成串联油路，故可操纵伸缩液压缸14、变幅液压缸15、回转液压马达17、起升液压马达18同时动作。吊重升降、吊臂变幅和伸缩机构都受到重力的作用。为防止 重力载荷作用下自由下降，在以上回路中分别设置了平衡阀20、12、16，以保持吊重降低、吊臂倾角减小和吊臂平稳缩回。同时，平衡阀又能起到液压锁的作用，单向锁紧液压马达与液压缸，将重物与吊臂可靠地支持。该机各机构的速度调节，主要通过改变发动机的转速，以改变液压泵的输出流量来实现的。另外，也可以利用换向阀进行节流调速。 第二节 汽车及保修机具液压系统随着汽车技术的发展，人们对汽车性能的要求更高，这就对汽车的结构提出了越来越多的要求，许多传统的设计已不能满足要求。如高速或重载汽车转向问题，重载汽车的减振问题等等。随着液压技术的发展和逐渐应用到汽车领域，原来许多传统难以解决的问题，已得到较好的解决，正在使汽车的结构发生着变化，显示出液压技术在汽车应用领域的广阔前景。另外随着汽车维修技术的不断提高，维修机具已逐渐向液压、电子控制方向发展，因此对于汽车维修来说，液压技术已是不可缺少的一项内容。一、自卸车液压系统（一）概述自卸车是一种高效率的运输工具。该车的卸料是靠液压 缸驱动汽车的货箱倾翻，实现卸料的。汽车翻斗倾斜方式有 后倾式与侧倾式两种。图12-3e为QD351型自卸车液压系统原理图。该系统的动 力性装置为齿轮泵1（额定工作压力为10MPa，最大工作压力 为13Mpa）；由四位四通手动阀6来控制油路的变化，使油缸 完成空位、举升、中停、下降等四个动作；系统压力由限压 阀5调定。返回（二） QD351型自卸车液压系统 1空位 当手动换向阀6处于最右位，换向阀中位职能为“H”型，这 样油缸7处于浮动状态，车箱处于未举升的自由状态（一般为运 输水平状态）。 2举升 此时换向阀处于最左位置。 进油路：粗滤器2油泵1换向阀6最左位液压缸7下腔 回油路：液压缸7上腔换向阀6最左位滤油器3油箱。活 塞缸逐节伸出。 3中停 此时滑阀处于左二位，换向阀中位职能为“M”型，油泵处于 卸荷状态；A、B均被载止，油缸两腔油液被封住，油缸被锁紧在 任意位置。 4下降此时滑阀处于左三位。进油路：滤油器2泵1换向阀6左三位液压缸7上腔回油路：液压缸7下腔换向阀6左三位粗滤器2油箱液压缸7下降。当车箱降至原位时将滑阀移至最右位。由以上分析可知，该系统油路中包含有以下几个基本回路，即换向阀6控制的换向回路；滑阀右位和左二位控制的卸荷回路；限压阀5控制限压回路；两油缸组成的同步工作回路。 二、 液压动力转向系统（一）概述现代汽车向着高速、重载方向发展。对于汽车载重量和自 重的增加，在汽车转向过程中的前轮转向阻力也随着前轴负 荷而相应增加，会使驾驶员感到“转向沉重”。对于高速小 车来说，转向灵敏也相应要求更高。为使驾驶员操纵轻便和 灵活，在汽车转向系统中加装了液压助力器，这种液压助力 器也是一种液压伺服装置。前轴负荷在34吨以上的载重汽车、大型客车及高速轿车 等大多加装了动力转向装置。1液压动力转向系统的构成整个装置由油泵、动力缸、操纵阀等组成。驾驶员通过方向 盘和转向传动副一方面控制加力装置的操纵阀，以使油泵供来的 高压油流入动力缸中的活塞的两腔，在油压力的作用下活塞和动 力缸产生相对运动，于是便帮助转向传动副带动转向传动机构， 使转向轮产生向左或向右的偏转。2对动力转向的要求（1）安全可靠，在行驶或原地转向时应有足够的助力作用。 当转向泵失效时，应具备强行用手操纵汽车转向的可能。（2）保证转向灵敏，滞后时间要短。（3）随着车速和路面上的阻力应给驾驶员适当的手感并能成 比例地反应到转向盘上。（4）应能自动回正能力和直线行驶的稳定性。 （二）动力转向的液压系统图12 -4为常见的汽车动力转向液压助力器的工作原理示意图 ，它主要由液压缸和控制滑阀两部分组成。油缸2的缸筒是可动 的，与活塞1相连的活塞杆铰接在汽车机架上不动。液压缸缸体2 与控制滑阀阀体做成一体，通过摆杆4与转向机构连接，阀体上 的四条槽p、p0、p1、p2分别与油泵、油箱、油缸左右腔室连通。 当阀芯3处于如图所示位置时，因液压缸左、右腔油液被封闭， 阀体2与活塞1相对不动，汽车保持直线行驶。滑阀阀芯3的这一 对应位置通常称为平衡位置。转向时转动方向盘，摆杆4推动阀 芯3，如向左，则油缸左腔进油，右腔回油，缸体2与阀体一齐向 左移动，通过转向机构使车轮偏转，直至阀体2赶上阀芯3，重新 处于平衡位置为止。从而保持车轮偏转角度不变。不断地转动方 向盘，轮子便能不断地跟着偏转，使车转向。返回为了使驾驶员在操纵转向盘时感到路面的好坏，在控制滑阀两端增加两个油腔，油腔分别和液压缸前后腔相通，这时，移动控制阀阀芯时所需的力和液压缸两腔的压力差（p1-p2）成正比，此时驾驶员转向盘时就会感觉到转向阻力的大小。三、汽车制动液压系统（一）汽车普通型制动液压系统汽车制动系统的功能就是使行驶中的汽车按驾驶员意图 减速或停止，其方法通常是靠压紧装在车体上的固定摩擦元 件和装在车轮上的旋转摩擦元件，使它们之间产生摩擦力矩，从而使车轮和地面之间产生使车辆减速的制动力。摩擦元 件之间的压紧力则来自驾驶员的制动踏板。因此，汽车制动 系统一般
