汽车机械基础 教学课件 ppt 作者 端俊 模块12.ppt

模块12 液 压 传 动,,,【学习目标】 1.知道液压传动的基本概念 2.知道液压元件的作用、分类以及常用液压元件的结构 3.知道液压传动系统的组成及识读液压系统的图形符号 4.知道液压装置的基本回路及汽车常用液压回路工作原理12.1 液压传动原理及系统组成,,【本节目标】 1.了解液压传动的特点 2.理解液压传动原理 3.掌握液压传动系统的组成基本理论知识】 1.概述 液压传动是以液体(通常是矿物油)作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式它通过液压泵，将电动机的机械能转换为液体的压力能，又通过管路、控制阀等元件，经液压缸(或液压马达)将液体的压力能转换成机械能，驱动负载和实现执行机构的运动液压传动与机械传动、电气传动相比较，具有以下优点： 1)易于在较大的速度范围内实现无级调速 2)易于获得很大的力或力矩，因此承载能力大 3)在功率相同的情况下，液压传动的体积小、质量轻、动作灵敏、惯性小 4)传动平稳、吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护 5)操纵简便，易于采用电气、液压联合控制以实现自动化 6)采用油液为工作介质，系统的零部件之间能自行润滑，使用寿命长。

7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用,,,液压传动亦存在如下缺点： 1)由于漏油等因素，影响运动的平稳性和准确性 2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体黏性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作 3)为了减少泄漏，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便 5)液压系统发生故障不易检查和排除 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服液压传动有着广泛的发展前景2.液压传动原理 液压传动的工作原理，用液压千斤顶的工作原理来说明 图12-1是液压千斤顶的工作原理图大液压缸9和大活塞8组成举升液压缸杠杆手柄1、小液压缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压,,,,,3.液压传动系统的组成 由图12-1所示液压千斤顶实例可以看出，液压系统除工作介质油液外，一般由下列四个部分组成： (1)能源装置 将原动机的机械能转换成液压能的装置。

最常见的形式是液压泵 (2)执行装置 将液压泵的液压能转换成机械能的装置其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达 (3)控制调节装置 用来控制和调节油液的压力、流量或对流动方向进行控制或调节的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀等 (4)辅助装置 将上述三部分连接在一起，组成一个系统，保证系统正常工作的装置，例如油箱、滤油器、油管等1.液压泵工作原理 液压泵是将电动机或其他原动机输出的机械能转换为油液的压力能(液压能)的能量转换装置在液压系统中，液压泵是动力元件，是液压系统的重要组成部分液压泵要实现吸油、压油的工作过程，必须具备下列条件： 1)应具备密闭容积 2)密闭容积的大小能交替变换泵的输油量和密闭容积变化的大小及变化频率成正比 3)应有配流装置它的作用是保证吸油过程中密闭容积与油箱相通，同时关闭供油管路；压油过程中密闭容积与供油管路相通，同时切断与油箱的连接 4)吸油过程中，油箱必须和大气相通这是实现吸油的必要条件2.液压泵的类型和图形符号 液压泵的种类很多，按其结构不同可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等；按其输油方向能否改变可分为单向泵和双向泵；按其输出的流量能否调节可分为定量泵和变量泵；按其额定压力的高低可分为低压泵、中压泵、高压泵等。

液压泵的图形符号见表12-13.齿轮泵 齿轮泵分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两类常用的为外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵的工作原理如图12-3所示，泵体内装有一对外啮合齿轮，这对齿轮与两端盖图12-3 外啮合齿轮泵的结构工作原理和泵体形成一密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔两齿轮分别用键固定在主动轴和从动轴上，主动轴由电动机带动旋转齿轮泵的结构和工作原理如图12-3所示，当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧(吸油腔)齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔齿轮泵的主要优点： 1)结构简单紧凑、体积较小，制造方便、工艺性好，价格低廉 2)工作可靠、自吸性能好，无论高速或低速工作均能可靠实现自吸 3)转速范围大，可以实现高转速一般转速为1500r/min，高速可达5000r/min 4)对油液污染不敏感齿轮泵主要缺点： 1)输油量不匀、流量脉动较大、噪声较大 2)易磨损、易泄漏，工作压力受限制 3)流量不能调节，只能用作定量泵。

齿轮泵主要用于低压液压传动系统中4.叶片泵 叶片泵按其工作方式分为单作用式和双作用式两种单作用式叶片泵压力较低，输出流量可以改变，又称变量叶片泵或非卸荷式叶片泵，常用于低压和需改变流量的液压系统中；双作用式叶片泵压力较高，输出流量不能改变，又称定量叶片泵或卸荷式叶片泵，较单作用式叶片泵使用更为普遍1)单作用式叶片泵的工作原理 如图12-4是单作用叶片泵的结构简图泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖(图中未示)等部件所组成定子的内表面是圆柱形孔，转子和定子之间存在着偏心叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔2)双作用式叶片泵的工作原理 双作用叶片泵的工作原理如图12-5所示它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。

双作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，当叶片数为4的倍数时脉动率小为此，双作用叶片泵的叶片数一般都取12或16 (3)叶片泵的优缺点及其应用主要优点： 1) 输出流量比齿轮泵均匀、运转平稳、噪声小 2)工作压力较高，容积效率也较高 3)单作用叶片泵易于实现流量调节，双作用叶片泵使用寿命长 4)结构紧凑、轮廓尺寸小而流量大主要缺点： 1)自吸性能较齿轮泵差，对吸油条件要求较严，其转速必须在500～1500r/min范围内 2)对油液污染敏感，叶片易被油液中的杂质咬死，工作可靠性较差 3)结构较复杂，零件制造精度要求高，价格较贵 叶片泵一般用在中压(6.3MPa)液压系统中,主要用于机床控制,特别是双作用式叶片泵因流量脉动很小,在精密机床中得到广泛应用5.柱塞泵 柱塞泵是利用柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类 (1)径向柱塞泵的工作原理 径向柱塞泵的柱塞轴线垂直于转子轴线径向柱塞泵的工作原理如图12-6所示，柱塞1径向排列装在缸体2中，缸体由原动机带动连同柱塞1一起,,,(2)轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵是柱塞轴线平行于缸体轴线的一种柱塞泵。

如图12-7所示,这种泵主体由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成柱塞沿圆周均匀分布在缸体斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上(图中为弹簧),配油盘2和斜盘4固定不转轴向柱塞泵结构紧凑、径向尺寸小、惯性小,容积效率高,目前最高压力可达40.0MPa,甚至更高,一般用于工程机械、压力机等高压系统中,但其轴向尺寸较大,轴向作用力也较大,结构比较复杂3)柱塞泵的优缺点及其应用 主要优点： 1)柱塞与缸体柱塞孔之间为圆柱面配合，其加工工艺性好，易于获得高的配合精度，因此密封性能好、泄漏少，高压下工作有较高的容积效率 2)只需改变柱塞的工作行程就能改变泵的流量，因此流量容易调节 3)轴向柱塞泵结构紧凑、外形尺寸小主要缺点： 1)结构复杂，价格较高 2)柱塞受侧向力作用，有一定的摩擦损失 3)对油液污染敏感 柱塞泵一般用于高压、大流量及流量需要调节的液压系统中6.液压泵的选择 选择液压泵的原则是:根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求,首先确定液压泵的类型,然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号 表12-2列出了液压系统中常用液压泵的主要性能。

一般来说,由于各类液压泵各自突出的特点,其结构、功用和动转方式各不相同,因此应根据不同的使用场合选择合适的液压泵一般在机床液压系统中,往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵;而在筑路机械、港口机械以及小型工程机械中往往选择抗污染能力较强的齿轮泵;在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵12.3 液压缸,,【本节目标】 1.知道液压缸的工作原理和种类 2.会选用液压缸1.概述 液压缸是液压传动系统中的执行元件，是将液压能转换为机械能的能量转换装置，一般用来实现往复直线运动 液压缸分单作用缸和双作用缸两类在压力油作用下只能作单方向运动的液压缸称为单作用缸单作用缸的回程须借助于运动件的自重或其他外力(如弹簧力)的作用实现往复两个方向的运动都由压力油作用实现的液压缸称为双缸应用最普遍的液压缸是活塞式液压缸液压缸的图形符号见表12-32.双活塞杆液压缸 (1)双活塞杆液压缸的结构和工作原理 如图12-8所示为常见的双作用式实心双活塞杆液压缸的机构图液压缸由缸体6、两个端盖8、活塞5、两实心活塞杆7和密封圈2等组成缸体固定不动，两活塞杆都伸出缸外并与运动构件(如工作台)相连。

端盖8与缸体6间用纸垫4密封，活塞杆7与端盖间1用密封圈密封两进出油口a和b设置在两端盖上当压力油从进出油口交替输入液压缸的左右油腔时，压力油推动活塞运动，并通过活塞杆图12-9 空心双活塞杆液压缸工作原理图带动工作台作往复直线运动 双活塞杆液压缸也可制成活塞杆固定不动、缸体与工作台相连的结构形式这种液压缸的组成与上面介绍的实心双活塞杆液压缸相类似，只是为了向液压缸左右油腔交替输送压力油，将进出油口设置在活塞杆上，因而活塞杆制成空心的如图12-9所,,,,,(2)双活塞杆液压缸的特点和应用 1)两活塞杆的直径可以相等，也可以不相等两直径相等时，由于活塞两端作用面积相同，因此，在供油压力p和流量QV相同时，往复运动的速度相等，推力相等 2)固定缸体时(实心双活塞杆液压缸)，工作台的往复运动范围约为有效行程L的3倍，如图12-10 实心双活塞杆液压缸运动范围图12-10所示；固定活塞杆时(空心双活塞杆液压缸)，工作台的往复运动范围约为有效行程L的2倍，如图12-9所示3)活塞与缸体之间采用间隙密封，结构简单、摩擦阻力小，但内泄漏大，仅适于工作台运动速度较高的场合 4)双活塞杆液压缸常用于工作台往返速度相同(两活塞杆直径相等)，推力不大的场合。

缸体固定的液压缸，因运动范围大，占地面积较大；活塞杆固定的液压缸，因运动范围不大，占地面积较小3.双作用式单活塞杆液压缸 (1)双作用式单活塞杆液压缸结构和工作原理 如图12-11所示为。