汽车液压与气压传动.docx
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汽车液压与气压传动
汽车液压与气压传动
汽车液压与气压传动
映雪漾波
1、液压传动:
利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一种传动方式
2、液压系统的组成：
1、动力元件液压泵。
2、执行元件液压缸、液压马达。
3、控制元件各种控制阀门，如限压阀、换向阀和单向阀等。
4、辅助元件除上述三个部分
以外的其他装置。
如油箱、滤油器、油管、管接头及密封件等。
5、传动介质液压油。
3、液压传动的特点
优点：
1）功率密度大，结构紧凑，质量轻。
2）传动平稳，能实现无级调速，且调速范围大。
3）液压元件质量轻、惯性矩小，变速性能好。
可实现高频率的换向。
控制、调节简单，省力，操作方便。
4）传动介质为油液，液压元件具有自润滑作用，有利于延长液压元件的使用寿命。
易于实现自动过载保护。
5）液压元件易于实现标准化、系列化和通用化，有利于组织生产和设计。
缺点：
1）损失大、效率低、发热大。
不宜在很高或很低的温度条件厂工作。
2）不能得到定比传动。
3）当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。
4）液压元件加工精度要求高，造价高。
5）液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。
3、液压泵：
将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能，向系统供油。
液压马达：
将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。
4、液压泵的基本原理：
吸油:
密封容积增大,产生真空；压油:
密封容积减小,油液被迫压出5、液压泵基本工作条件（必要条件）：
a.形成密封容积b.密封容积变化c.吸压油腔隔开6、输出压力
额定压力
最高允许压力
实际流量
容积效率：
理论转矩：
ω:
液压泵的角速度p:
泵的输出压
7、排量V（L/r）;理论流量额定流量理论功率：
力
机械效率总效率
8、汽车上常用的液压泵有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、摆线转子泵和叶片泵等定量泵，也有少数车型采用变量叶片泵。
9、齿轮泵通常情况下不能反转，因为此时径向力更大
10、困油现象产生的原因：
齿轮泵要平稳工作,齿轮啮合的重合度系数必须大于1，于是总有两对轮齿同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容腔之间
a→b,容积缩小,p↑→高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。
b→c,容积增大,p↓,→形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。
困油引起的结果：
由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命
消除困油的方法：
在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困油。
11、径向不平衡力的产生：
齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的。
径向不平衡力改善措施：
1.缩小压油口，以减小压力油作用面积;2.增大泵体内表面和齿顶间隙;3.开压力平衡槽，但会使容积效率减小。
12、泄漏分为：
齿侧泄漏、径向泄漏、端面泄漏（泵压力愈高，泄漏愈大）13、内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵（摆线转子泵）两种。
渐开线齿轮泵--小齿轮和内齿轮之间要装一块隔板，以便把吸油腔和排油腔隔开。
摆线齿轮泵--小齿轮和内齿轮只相差一个齿，因而不须设置隔板。
14、渐开线齿形内啮合齿轮泵工作原理:
小齿轮带动内齿环同向异速旋转，左半部分轮齿退出啮合，形成真空吸油。
右半部分轮齿进入啮合，容积减小，压油。
月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。
天道酬勤映雪漾波
15、叶片泵分为：
单作用非卸荷式（变量泵）、双作用卸荷式（定量泵）
单作用叶片泵大多为变量泵，双作用叶片泵只能用于定量泵
单作用式:
因为转子每转一转，吸压油各一次；双作用式:
转子每转一转，吸、压油各两次。
非卸荷式：
吸压油口各半，径向力不平衡。
卸荷式:
吸、压油口对称，径向力平衡。
0000016、双作用叶片泵工作原理：
定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。
双作用叶片泵结构上的特点：
（1）保证叶片紧贴定子内表面双作用叶片泵的叶片是靠离心力的作用紧贴定子内表面的。
（2）定子内曲线
17、斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量泵；变量泵有柱塞泵与单作用叶片泵
18、液压马达作用：
将液体的压力能转换为旋转形式的机械能而对负载作功。
液压马达工作原理：
当压力油通入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘，斜盘则对柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个轴向分力
径向分力。
与液压力平衡，对缸体中心产生转矩，使缸体带动马达轴旋转。
如果改变液压马达压力油的输入方向，液压马达的转向即发生改变。
19、液压马达计算公式：
容积效率理论转矩
机械效率
实际转速
实际转矩
20、液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。
液压缸分类按供油方向分：
单作用式、双作用式
单作用式：
液体只控制缸一腔单向运动；双作用式：
液体控制缸两腔实现双向运动21、活塞式液压缸分为单活塞杆式、双活塞杆式
液压缸取决于流量，与压力无关。
差动液压缸属于单活塞杆式
22、往返速比：
差动连接是一种减小推力而获得较高速度的方法。
向单活塞杆缸的无杆腔通压力油，同时有杆腔排出的油又回到无杆腔，称为液压缸油路的差动连接。
差动液压缸的左右两腔压力相等，但无杆腔有效面积大于有杆腔，因此差动液压缸无杆腔的总作用力大于有杆
腔，故活塞右移。
推力F3速度v3
23、伸缩式液压缸由两个或多个活塞液压缸或柱塞液压缸套装而成，有单作用和双作用a、活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。
b、活塞或柱塞缩回时，从小到大
多级缸特点：
工作时可伸很长,不工作时缩短,因此占地面积小，且推力随行程增加而减小
多级缸应用：
汽车起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发射台等皆用。
负载的大小决定压力；工作速度由流量决定。
24、液压阀的作用---液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的按功用分：
方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。
压力阀和流量阀--利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量。
方向阀--利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。
25、方向控制阀分类：
单向阀、换向阀。
单向阀：
常用有普通单向阀和液控单向阀
天道酬勤映雪漾波
单向阀的主要用途：
（1）安装在液压泵或双向液压泵出口，防止系统压力突然升高而损坏液压泵。
防止系统中的油液在泵停机时倒流回油箱。
（2）安装在回油路中作为背压阀。
（3）与其它阀组合成单向控制阀。
可用来分隔油路，防止油路间的干扰。
液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的情况，也用于防止立式液压缸在自重作用下下滑等
26、换向阀功用：
变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体各油口连通或断开，从而控制执行元件的换向或启停。
对换向阀的主要性能要求：
（1）油路导通时，压力损失要小；
（2）油路断开时，泄漏量要小；（3）阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳等。
27、一般用T（或O）表示回油口；用A、B等表示阀与执行元件连接的工作油口；用K表示控制油口。
有时在图形符号上还标出泄漏油口，用字母L表示
28、换向阀的中位机能：
三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间的不同接通方式中位机能的选用原则：
a、系统保压：
①选用油口P是封闭式的中位机能，如O、Y、J、U、N型②选用油口P和油口T接通但不畅通的形式，如X型中位机能。
b、系统卸荷，应选用油口P与T畅通的形式，如H、K、M型。
c、当系统对换向精度要求较高时，应选用工作油口A、B都封闭的形式d、当系统对换向平稳性要求较高时,应选用A口、B口都接通T口的形式，如Y型。
e、若系统对起动平稳性要求较高时，应选用油口A、B都不通T口的形式，如O、C、P、M型。
f、当系统要求执行元件能浮动时，应选用油口A、B相连通的形式，如U型。
G、当要求执行元件能在任意位置上停
留时，应选用A、B油口断开或都与P口相通的形式（差动液压缸除外），如P型
29、压力控制阀可分为：
溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。
是用来控制液压油压力和利用液压油压力来控制其他液压元件动作的阀a、溢流阀主要用途：
1）调压和稳压。
2）限压。
先导式溢流阀（常态关闭）工作原理：
依靠直接作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作。
溢流阀进口处压力基本保持不变。
一般采用锥形坐阀式结构。
b、调节先导阀弹簧2的预紧力，可调节溢流压力。
C、、溢流阀应用：
（1）为定量泵系统溢流稳压。
和定量泵、节流阀并联，阀口常开。
（2）为变量泵系统提供过载保护。
和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载时打开，起安全保护作用，故又称安全阀。
（3）实现远程调压。
（4）系统卸荷和多级调压。
和二位二通阀组合（先导式）（5）形成背压。
30、背压阀有单向阀与溢流阀。
顺序阀与压力继电器为非背压阀
31、a、减压阀（常态开启）功用：
降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。
减压原理:
利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力控制阀
B、分类：
按调节的要求不同，减压阀可分为定压（定值）减压阀、定比减压阀和定差减压阀。
定压减压阀用于控制出口压力为定值，使液压系统中某一部分得到较供油压力低的稳定压力；
定比减压阀用来控制它的进出口压力保持调定不变的比例；定差减压阀则用来控制进出口压力差为定值。
C、定压减压阀也有直动式和先导式之分,但直动式减压阀较少单独使用。
先导式应用较多。
原理：
若出口压力P2低于先导阀的调定压力，先导阀芯关闭，减压口开度f为最大，阀不起减压作用，P2≈P1。
当出口压力达到先导阀调定压力时，先导阀阀口打开，出口压力下降到调定的压力值。
32、顺序阀（常态关闭）依控制压力的不同，顺序阀又可分为内控式和外控式两种
调速阀两种具体结构：
一种是将定差式减压阀与节流阀串联起来构成调速阀；另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来构成溢流节流阀。
33、油箱功用：
储存油液、散发热量、沉淀杂质、逸出空气
蓄能器的功用主要功用：
储存能量，必要时释放。
（1）短时间内大量供油（协助泵供油）
（2）吸收液压冲击和压力脉动（3）维持系统压力（保压补漏、作应急动力源）
天道酬勤映雪漾波
34、压力控制回路分类：
调压（稳压）回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路与平衡回路。
二级调压回路可实现两种不同的系统压力控制。
工作原理：
由先导型溢流阀3和直动式溢流阀1各调一级，当二位二通电磁阀2处于图示位置时系统压力由阀3调定，当阀2得电后处于右位时，系统压力由阀1调定，但要注意：
阀1的调定压力一定要小于阀3的调定压力，否则不能实现；当系统压力由阀1调定时，先导型溢流阀3的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀回油箱，这时阀1亦处于工作状态，并有油液通过。
35、减压回路功用：
使液压系统某一部分的油路具有较低的稳定压力。
减压回路较为简单，一般是在所需低压的支路上串接减压阀。
最常见的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连；回路中的单向阀为主油路压力降低（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压作用。
36、液压执行机构在一定的行程位置上停止运动或在有微小的位移下稳定地维持住一定的压力，这就要采用保压回路。
泵卸荷，缸保压，以满足工作需要。
37、利用液压泵的保压回路A、保压过程中，液压泵仍以较高的压力（保压所需压力）工作。
B、若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；
C、若采用限压式变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，因而，液压系统的功率损失小，这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。
37、液压泵保压回路工作原理：
系统压力较低，低压大流量泵供油，系统压力升高到卸荷阀的调定压力时，低压大流量泵卸荷，高压小流量泵供油保压，溢流阀调节压力。
38、常用的保压回路：
（1）利用液压泵的保压回路
（2）利用蓄能器的保压回路（3）自动补油保压回路
天道酬勤映雪漾波
最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路
平衡回路有
（1）采用单向顺序阀组成的平衡回路
（2））采用液控单向顺序阀的平衡回路
39、容积式调速回路通过改变变量泵和变量马达的排量来调节执行元件运动速度，常采用闭式系统
容积调速回路优点：
无节流损失或溢流损失，故效率高，油液温升小，一般用于高速、大功率调速系统。
40、容积式节流调速回路：
因为容积调速回路虽然效率高，发热小，但仍存在速度负载特性较软的问题（主要由于泄漏所引起）。
所以在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系统中），常采用容积式节流调速回路。
B、容积节流调速回路是利用变量泵供油，用调速阀或节流阀（流量控制阀）改变进入液压缸的流量，以实现工作速度的调节，同时液压泵的供油量与液压缸所需的流量相适应，无溢流损失（但有一定的节流损失），回路具有效率较高、低速稳定性好的特点
41、快速回路分类:
液压缸差动连接快速运动回路，双液压泵供油快速运动回路，蓄能器供油快速运动回路
快速回路功用:
使执行元件获得必要的高速（即空行程时快速运动和工作时正常运动），以提高效率，充分利用功率。
实现执行元件快速运动的主要方法：
①增加输入执行元件中的流量；②减小执行元件在快速运动时的有效工作面积；③将以上两种方法联合使用。
42、同步回路功用：
实现多个执行元件的同步运动，即不论外载荷如何都能保持相同的位置（位置同步）或相同的速度（速度同步）。
对于开式系统，常采用速度同步控制。
为获得高精度的位置同步，需采用闭式系统控制。
43、气动系统常用的执行元件：
气缸和气马达。
（气缸：
用于实现直线往复运动；气马达：
用于实现连续回转运动）
44、压力控制阀作用：
控制和调节压缩空气压力。
分类：
主要有减压阀、溢流阀和顺序阀。
顺序阀作用：
依靠气路中压力的大小来控制执行机构按顺序动作。
单向顺序阀--顺序阀常与单向阀并联结合成一体。
流量控制阀分类：
主要有节流阀、单向节流阀和排气节流阀等单向节流阀单向节流阀
单向节流阀由单向阀和节流阀并联而成的组合式控制阀。
天道酬勤
扩展阅读：
汽车液压与气压传动复习
层流及判据：
管中液体做直线顺序流动，没有横向运动，液流是分层的，层与层之间互不干扰，这种流动状态称为层流。
Re=d（直径）v（平均流速）/ν（粘度）层流平均流速△pd^/32μl（长度）为最大流速△pd^/16μl的1/2液压泵的排量：
泵轴转一转时，密封容积的变化量。
理想液体：
无粘性又不可压缩的假象液体
滑阀中位机能：
阀芯在中间位置时，各通口间的不同接通方式
液体的粘性：
液体在外力作用下流动时，分子间内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象称为液体的粘性粘温特性：
液体粘度随温度变化而变化的特性
液压传动：
依靠密闭容积的受压液体来传动运动和动力的传动方式。
动力元件（液压泵，把机械能转换成液体液压能）+执行元件（液压缸、液压马达，把液体液压能转换成机械能）+控制元件（对系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调解）+辅助元件气压传动：
以压缩空气为工作介质来传递运动和动力的传动方式。
气压发生装置（空气压缩机，将原动机输出的机械能转变为气体的压力能）+执行元件（气压缸、气压马达，把气体气压能转换成机械能）+控制元件（各种阀类）+辅助元件真空度：
比大气压力小的那部分数值
液压泵：
液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能等压面：
压力相等的各点组成的面容积效率：
实际流量与理论流量的比值液体的体积与压强的关系
管路系统中总能量损失的构成：
所有沿程压力损失和局部损失之和薄壁小孔：
长径比l/d4；短孔：
0.5我国常用的粘度单位：
动力粘度μ（N*s/m^）、运动粘度ν（m^/s）、相对粘度（°E）可做背压阀的液压阀：
溢流阀阀的开启压力应为多少？
脉动系数与泵的结构关系：
齿轮泵齿数越少脉动率越大；单作用叶片泵叶片越多脉动率越小，且奇数比偶数脉动率小，叶片取奇数，双作用叶片泵取4的倍数；柱塞泵柱塞数为单数时脉动率小薄壁孔流量公式qV=CpK
2p调速阀：
为使流经节流阀的流量不受负载变化的影响，必须采取压力补偿的办法前后的压差保持在一个稳定值上，是流量不变。
这种带压力补偿的流量阀即为调速阀节流阀：
在液体流经流量阀阀口时，通过改变节流口通流截面积的大小或通流道的长短来改变液阻，从而控制通过阀口的流量，以达到调解执行元件运动速度的目的节流阀最小稳定流量：
在不发生节流口堵塞现象的条件下又能正常工作的最小流量。
物理意义：
实际回路中，节流阀最小稳定流量必须比系统执行元件工作的最低速度所决定的流量值小，这样执行元件在低速工作时，才能保证速度的稳定
溢流阀的工作原理：
改变调压弹簧的弹力，控制阀口的开度，导致流量的压力变化溢流阀、减压阀等的定压
稳压作用是建立在物质不灭定律上
过滤器安装在吸油口用以避免较大颗粒的杂志进入液压泵；在压油口保护除液压泵以外的其他液压元件；在回油管路使回油箱的油液经过过滤；在旁油路使系统中油液不断净化，降低污染；或者和泵组成独立于液压系统之外的过滤回路，控制油液污染蓄能器：
存储油液液压能。
短时间内大量供油；吸收液压冲击和脉动；维持系统压力伯努利方程p/ρg+v^/2g+h=常数。
物理意义：
理想液体做恒定流动时具有压力能、位能和动能，在任意截面上这三种能量形式之间可以相互转换，但三者和为一定值。
液压缸的差动连接：
向单活塞杆缸的无杆腔通压力油，同时有杆腔排出的油又回到无杆腔。
差动连接的单活塞杆缸为差动液压缸。
其左右两腔压力相等，但无杆腔的有效面积大于有杆腔，故无杆腔总作用力大，活塞向右移动，且有杆腔排除的流量和泵的流量汇合，使活塞运动速度变快。
差动连接时一种较小推理而获得较高速的的方法。
气压回路中排气节流阀的作用：
通过改变阀的流通截面积调解流量。
液压泵的工作原理：
发动机输入转矩使泵体密封工作腔的容积变化使输出压力变化柱塞泵、单作用叶片泵可做变量泵
齿轮泵的“困油现象”及措施：
齿轮泵工作时，总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液被困在两对齿轮所形成的封闭容积，封闭容积在齿轮转动时变化，由大变小时油液受挤压产生高压，轴承受额外载荷，由小变大时产生气穴现象。
通常在两侧盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时与排油腔相通，增大时与吸油腔相通。
齿轮泵泄漏的三个途径:
齿轮啮合处的间隙；泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙。
端面轴向间隙的泄漏量最大。
气压回路的组成活塞式液压缸
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；短孔和细长孔qV=KATpm柱塞式液压缸是一种单作用液压缸，柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上。
当压力油进入缸筒时，推动柱塞带动运动部件向右运动，但反向退回时必须靠其它外力或自重驱动。
连续性原理：
在密闭管路内做恒定流动的理想液体，不管平均流速和通流截面沿流程怎样变化，流过各个截面的流量是不变的，即qV=vA=常数
例1：
试应用连续性原理和理想液体伯努利方程，分析变截面水平管道内各处的压力情况。
已知
A1A2A3，Z1Z2Z3。
qV=vA，则v1
友情提示：
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