液压传动在车辆上的应用作业.docx

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液压传动在车辆上的应用作业

汽车液压、液力与气压传动

作业

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液压传动原理及其系统的组成

一、概述

1、液压传动：

以液体作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

2、优点：

a、易于在较大的速度范围内实现无极变速；

b、易于获得很大的力和转矩，承载能力大；

c、在功率相同的情况下，液压传动体积小、质量轻，动作灵敏，惯性小；

d、传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护；

e、操纵简便，易于采用电气、液压联合控制实现自动化；

f、采用油液为工作介质，零（部）件之间能自行润滑，使用寿命长；

g、液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计、制造。

3、缺点：

a、液压元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安装比较困难；

b、泄漏难以避免，并且油液有一定的可压缩性，传动比不能恒定；

c、泄漏及油液在管道的阻力及机械摩擦均引起能量损失，致使传动效率低；

d、油液的黏度随温度变化，在低温或高温条件下采用液压传动有较大困难；

e、油液中渗入空气，会产生噪声，引起震动和爬行，影响传动平稳；

f、维修保养困难，工作量大。

二、液压传动系统的组成

1、动力部分：

将原动机的机械能转换为油液的压力能（液压能）。

如：

液压泵。

2、执行部分：

将液压泵输入的压力能转换为带动工作机构的机械能。

如：

液压缸。

3、控制部分：

用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。

如：

放油阀、单向阀等。

4、辅助部分：

将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起贮油、过滤、测量和密封等作用，保证系统正常工作。

如：

油管、油箱等。

液压千斤顶是一种简单的液压传动装置。

工作台的液压传动系统。

它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。

三、液压传动原理（液压千斤顶）

液压传动的工作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。

液压千斤顶工作原理图

1—杠杆2—泵体3—小活塞4、7—单向阀5—吸油管

6、10—管道8—大活塞9—缸体11—放油阀12—油箱

1、组成：

手动柱塞液压泵（杠杆、泵体、小活塞）和液压缸（大活塞、缸体）

2、泵吸油过程：

（注射器是如何将药液“吸”进去的）

向上提起杠杆，小活塞带动上行，泵体中工作容积增多形成了部分真空，在大气压的作用下，油箱中的油液经油管打开单向阀并流入泵体中。

3、泵压油和重物举升过程：

压下杠杆，带动小活塞下移，泵体中工作容积减小，便把其中的油液挤出，推开单向阀，油液经油管进入液压缸。

液压缸也是一个密封的工作容积，进入的油液因受挤压而产生的作用力就会推动大活塞上升，并将重物顶起做功。

4、重物落下过程：

需要大活塞下移时，将放油阀开启，在重物自重的作用下，液压缸的油液流回油箱，大活塞下降到原位。

四、液压元件的图形符号原理如下

压系统的图形符号图

1—工作台2—液压缸3—油塞4—换向阀5—节流阀6—开停阀7—溢流阀8—液压泵9—滤油器10—油箱

液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油。

油液经滤油器进入液压泵，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压，所示状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞使工作台向右移动。

这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。

如果将换向阀手柄转换成另一个状态，则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔、推动活塞使工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油箱。

当换向阀的阀芯处于中间位置时，换向阀的进、出油口全被堵死，使液压缸两腔既不进油也不回油，活塞停止运动。

此时，液压泵输出的压力油液全部经过溢流阀流回油箱，即在液压泵继续工作的情况下，也可以使工作台在任意位置停止

汽车起重机液压系统

一、概述

汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。

这种起重机的优点是机动性好，转移迅速。

缺点是工作时须支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。

汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行无阻。

此种起重机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出支腿保持稳定。

起重量的范围很大，可从8吨～1000吨，底盘的车轴数，可从2～10根。

是产量最大，使用最广泛的起重机类型。

汽车起重机产品特点：

a.豪华全驾驶室和操纵室具有现代流线型风格；　　

b.功率大，油耗小，噪音符合国家标准要求；　　

c.走台板为全覆盖式，便于在车上工作与检修；　

d..支腿系统采用双面操纵，方便实用；　　　

二、组成

1、QY-8汽车起重机液压系统

包含支腿收放、回转机构、起升机构、吊臂变幅等五个部分。

1-载重汽车；2-基本臂；3-起升机构；4-吊臂伸缩缸；5-吊臂变幅缸；6-回转机构；7-支腿

2、工作原理：

在起重臂里面的下面有一个转动卷筒，上面绕钢丝绳，钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮，将上一节起重臂拉出去，依此类推。

缩回时，卷筒倒转回收钢丝绳，起重臂在自重作用下回缩。

这个转动卷筒采用液压马达驱动，因此能看到两根油管，但千万别当成油缸。

另外有一些汽车起重机的伸缩臂里面安装有套装式的柱塞式油缸，但此种应用极少见。

因为多级柱塞式油缸成本昂贵，而且起重臂受载时会发生弹性弯曲，对油缸寿命影响很大。

起重机工作时，汽车的轮胎不蒙力，依附四条液压支持腿将全部汽车抬起往，并将起重机的各个全体开展，进止起重作业；当需要转移起重作业隐场时，须要将起重机的各个局部发出到汽车上，使汽车复原到车辆运赢功效状况，进行转移。

当汽车起重机的底盘前前各有两条支腿，通过机械机构能够使每一条支腿送起和放上。

在每一条支腿上皆装有一个液压油缸，支腿的动作由液压缸驱动。

分别由多路换向阀1中的三位四通手动换向阀和节制其伸出或缩回。

换向阀均采用型中位机能，且油路采用串联方法。

确保每条支腿伸进来的可靠性，每个液压缸均设有单向锁松回路，以保障支腿被牢靠地锁住，避免在起重作业时产生"硬腿"景象或行车进程中支腿自止涩降。

三、工作过程

QY-8汽车起重机液压系统有五个工作过程：

支腿收放回路、回转回路、伸缩回路、变幅回路、起升回路。

1.支腿收放回路

油液→过滤器11→开关10→回转街头9→手动阀组A（左位）→前支腿液压缸4无杆腔→前支腿液压缸4有杆腔→手动阀组A（左位）→手动阀组B（左位）→后支腿液压缸4无杆腔→后支腿液压缸4有杆腔→手动阀组B（左位）→后面回路

收回相反，阀组处于右位。

1、2-手动阀组；3-安全阀；4-双向液压锁；5、6、8-平衡阀；7-单向节流阀；9-中心回转接头；10-开关11-虑油器；12-压力表

2.回转回路

支腿收放回路来的油液→手动阀组C（左位）→回转液压马达→左转→伸缩回路

马达右转，则阀组C拉到右位。

1、2-手动阀组；3-安全阀；4-双向液压锁；5、6、8-平衡阀；7-单向节流阀；

9-中心回转接头；10-开关；11-虑油器；12-压力表

3.伸缩回路

回转回路来的油液→手动阀组D（右位）→平衡阀5（单向阀）→伸缩液压缸无杆腔→伸缩液压缸有杆腔→变幅回路

缩回时阀组D处于左位，此时回油经平衡阀中的液控顺序阀，防止重物作用快速缩回。

4.变幅回路

伸缩回路来的油液→手动阀组E（右位）→平衡阀6（单向阀）→变幅液压缸无杆腔→变幅液压缸有杆腔→起升回路

减幅时阀组E处于左位，此时回油经平衡阀中的液控顺序阀，防止重物作用快速减幅。

5.起升回路

变幅回路来的油液→手动阀组F（右位）→平衡阀8（单向阀）→起升马达右转→油箱

马达左转则阀组F处于左位。

阀7在起升回路无动作时，不通油，制动缸制动。

当起升回路通油时，阀7也通油，制动缸不制动。

自动变速器液压控制系统

一、概述

液力传动的传动线路与机械传动基本相同，只是用液力机械变速装置取代了纯机械传动的主离合器—变速器系统。

液力机械变速装置由变矩器、变速器及相应的控制装置组成。

发动机驱动变矩器的泵轮，通过变矩器壳体内的工作油液将动力传输给封闭于同一壳体内的涡轮，由于泵轮、涡轮及其间的导轮的共同作用，变矩器能在一定范围内根据负荷大小自动调节输出转速及扭矩。

在与纯机械传动相当的变速范围内可使变速器的挡数减到1至3个，但必须保留倒挡组将动力传输给封闭于同一壳体内的涡轮，由于泵轮、涡轮及其间的导轮的共同作用，变矩器能在一定范围内根据负荷大小自动调节输出转速及扭矩。

在与纯机械

传动相当的变速范围内可使变速器的挡数减到1至3个，但必须保留倒挡组。

1.优点:

（1）、在一定范围内可维持近似于恒功率的输出转速和扭矩变化规律。

负荷升高

时可自动增大输出扭矩，具有较软的输出特性，因而起步柔和，换挡时冲击不大。

（2）、可配用自动换挡变速器，操作条件显著优于纯机械传动方式。

（3）、换档次数明显少于纯机械传动方式，动力中断的无效时间缩短。

（4）、变矩器可以吸收冲击负荷，避免发动机超载，延长了发动机的工作寿命。

2.缺点:

（1）、不仅不同牵引特性的机具需要选配不同形式的变矩器，而且变矩器与发动机之间的特性匹配要求也十分苛刻。

因而通用性较差，比纯机械传动复杂、成本高。

（2）各传动部件间的相对位置关系严格，总体布局方式受到较多限制。

（3）实现遥控和自动控制比较困难。

（4）操作繁琐，劳动强度大，对驾驶人员技术要求较高。

（5）由于换挡伴随着功率的中断，占去不少无效时间，因而对于变速和换向频繁的机具的生产率不利。

（6）发动机负荷变化大，无法经常在负荷油耗比有利的工况下运行，工况变化

引起的负载变化和冲击几乎都传到发动机上，易引起转速的剧烈变化，超负荷时容易熄火，导致发动机油耗高、磨损快。

在现代技术条件下，一般来说，机械传动适合用于工况比较稳定，变速和换

向频度较低，对成本、价格和稳态油耗要求严格的机具和车辆。

如各种行驶距离较长的汽车、农用拖拉机（可多达24挡齿轮变速器来匹配作业速度）及许多简单、低廉的机动车辆等。

为了部分地改善机械传动的性能，近年来在中小型车辆上开始采用皮带、链条或锥盘式机械无级变速装置，但它们的变速范围较小（速比不大于3），并且不能改变转向，只能配合齿轮变速器工作，目前应用尚有限。

在大功率车辆的机械传动装置中，有时采用带专门的换挡离合器和制动器的复合换挡式变速器，以缩短换挡时间和减轻操纵力，但这种变速器结构复杂、价格昂贵，传动效率也有所降低。

二、液压控制系统的组成

自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的。

主要由动力系统（油泵）、油路部分及执行元件、控制系统（电子控制、机械控制）。

自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。

关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。

阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况（节气门开度和输出轴转速），对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。

以上是自动变速器的基本控制形式，如果是电子控制自动变速器，就要在上述基础上增加电磁阀，ECU（电控单元）借助电磁阀控制自动变速器工作过程。

ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。

因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU，从而使得ECU精确控制电磁阀，使换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油。

三、液压控制系统工作原理

1.1～2换档阀（1挡）

ECU给出信号关闭电磁阀A，而让电磁阀B通电，1～2档换档阀阀芯向左移动，关闭2档油路；2～3档换档阀阀芯右移，关闭3档油路，同时主油路油压作用在3～4档换档阀阀芯右端，让3～4档换档阀阀芯停留在右位，即只有1档油路连通，变速器挂入1档。

2.1～2换档阀（2挡）

ECU给出信号让电磁阀A和电磁阀B同时通电，1～2换档阀右端油压下降，阀芯向右移动，打开2档油路，变速器挂入2档。

3.2～3换档阀（2、3挡）

2～3换档阀由换档电磁阀B控制，（换档电磁阀A通电）。

ECU给出信号让电磁阀B断电，2～3档电磁阀右端油压上升，阀芯向左移动，打开3档油路，变速器挂入3档。

同时主油路油压作用在1～2档换档阀左端，而让3～4档换档阀阀芯左端控制油压泄压。

如要强制降入2档，换档电磁阀B通电（换档电磁阀A通电）。

4.3～4换档阀（3、4挡）

ECU给出信号使电磁阀A和电磁阀B均不通电，3～4挡换挡阀阀芯右端控制压力升高，阀芯向左移动，关闭直接挡离合器油路，接通超速制动器油路，由于1～2挡换挡阀阀芯左端作用着主油路油压，虽然右端有压力油作用，但阀芯仍然保持在右端不能左移。

如要强制挂入3档，换档电磁阀A通电，换档电磁阀B不通电

一是汽车自动变速器向多档位方向发展，5档或者6档自动变速器将逐步取代4档自动变速器的主导地位。

档位多使变速器具有更大的速比范围和更细密的档位之间的速比分配，从而改善汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。

某款3.0升高级轿车的4档自动变速器齿轮比分别是1档2.78、2档1.54、3档1.00、4档0.69。

二是采用多电磁阀方式控制换档，明显改善换档质量。

以前的自动变速器的执行器只有一两个电磁阀，现在许多自动变速器已有多个电磁阀。

尤其是换档电磁阀数量的增加使得换档电磁阀完全取替了节气门油压和速度油压对D档位升降档的控制。

变速器上各种新的电磁阀相继出现，例如正时电磁阀、倒档电磁阀、扭力转换电磁阀、扭力缓冲电磁阀、强制降档电磁阀等大量涌现使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。

现在，一些变速器的换档电磁阀完全负责了对D档、手动模式、倒档的控制，被称为全电子控制自动变速器。

模糊控制技术的设置使变速器电脑可以学习、模拟驾驶者的驾驶习惯，自动修正控制指令，使汽车进一步体现人性化。

例如在ZF6档自动变速器中，为了控制系统压力实现换档，设置了6个具有高流量特点的脉宽调制电磁阀，一个可变力（VFS）电磁阀等。

中央电脑中还附加了一个名为AdaptiveShiftStrategy（自适应式换档），这个系统持续不断地收集行车数据，例如档位、行驶状态、驾驶者驾驶习惯等，通过变速器电脑学习模拟并建立起相关的行车程式，以最佳效果满足驾驶者的需求。

三是通过改造油泵、优化液压控制系统提高变速器传动效率。

自动变速器在结构上主要由液力变矩器、油泵和机械齿轮传动机构组成。

由于液力变矩器通过液力使泵轮、涡轮和导轮工作，油泵运转会消耗能量，加之换档执行元件的摩擦又会消耗能量，使得自动变速器的传动效率低于手动变速器，因此耗油也会高于手动变速器。

采用现代控制理论的电控技术，自动变速器的机械效率已经大大提高。

通过降低油泵的轴向和径向泄漏来提高油泵效率，同时对整个油泵系统设计进行改进，可以进一步提高油泵高转速时的传动效率。

另外，通过传动机构类型多样化设计，结构细部的设计改进，多排行星齿轮组合机构，优化齿轮特性参数和支承结构等技术改进，今天的自动变速器技术已有重大发展，但是从整体看自动变速器的传动效率与手动变速器相比仍存在近10%的差距。

装载机液压系统

一、概述

装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。

换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。

在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。

此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。

由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。

1.工作性能好。

应保证具有较高的生产率和工作平稳性。

2.寿命长、可靠性高。

3.操纵性能好。

4.便于维修和保养。

用途

　　装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。

如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。

在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。

由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。

分类

　　常用的单斗装载机，按发动机功率，传动形式，行走系结构，装载方式的不同进行分类。

1、发动机功率：

①、功率小于74kw为小型装载机。

②、功率在74～147kw为中型装载机　　

③、功率在147～515kw为大型装载机　

④、功率大于515kw为特大型装载机　

2、传动形式：

①、液力—机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采用；　

②、液力传动：

可无级调速、操纵间便，但启动性较差，一般仅在小型装载机上采用；　　③、电力传动：

无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高，一般在大型装载机上采用。

3、行走结构：

①轮胎式：

质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用；　　

②履带式：

接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。

4、装卸方式：

①前卸式：

结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广；　　

②回转式：

工作装置安装在可回转360O的转台上，侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。

③后卸式：

前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性欠好。

二、组成

图中为ZL50装载机的液压系统图。

它以6135Q型柴油机为动力驱动三个液压泵，并组成工作装置回路和转向回路，而这两个回路又通过辅助泵和流量转换阀联系起来。

三、转载机液压系统工作过程

1.动臂液压缸工作回路。

动臂液压缸的进油路由工作液压泵和辅助液压泵供油。

流量总和最大可达320升/分。

分配阀采用传并联油路的多种阀，其中控制动臂的阀为四位阀。

当四位阀处于图示中位时，液压缸锁紧而液压泵卸荷。

此外，还能实现空斗迅速下降，甚至在发动机熄火的情况下也能将下铲斗。

回路工作压力由分配阀中的安全溢流阀调定为150公斤/厘米2。

2.转斗液压缸工作回路。

装载机在铲取物料时一般要求先转斗后提升动臂，所以转斗液压缸与动臂液压缸采用串并联油路连接，并将控制转斗压缸的三位阀放置在动臂液压缸的四位阀之前，以保证转斗液压缸能优先动作。

在转斗液压缸的小腔油路中尚设有双作用安全阀。

它的作用是在动臂升降过程中，转斗的连杆机构由于动作不相协调而受到某种程度的干涉，双作用安全阀可起到缓冲补油作用。

3.自动限位装置

在工作装置和分流阀上装有自动复位装置，以实现工作中铲斗自动放平，动臂提升自动限位动作。

在动臂后铰点和转斗液压缸处装有自动复位行程开关，当行程开关脱开触点，电磁阀断电而复位，关闭进气通道，阀体内的压缩空气从放气孔排出。

4.转向液压缸工作回路

装载机要求具有稳定的转向速度，也就是要求进入转向液压缸的油液流量恒定。

转向液压缸的油液主要来自CB－46转向泵，该泵由主机的柴油发动机拖出，在发动机额定转速下，流量为77升/分。

流量转向阀的工作原理是：

使转向泵输出的油液通过两个节流孔，两孔前后产生压差p’=p1-p2和p”=p2-p3，总压差p＝p’＋p”＝p1-p3。

液动分流阀左端控制油路接p1，右端接p2。

设两端油压的作用面积均为F，阀芯即处在油压p1与p2的推力和弹簧力P弹之和相平衡的位置。

当转向泵流量Q1正常，p达到规定值而p1p3+P弹/F时，分流阀被推至A工位，于是Q2＝0，辅助泵排油全部输入工作装油路。

当发动机转速降低，使Q1减小到p1p3+P弹/F时，分流阀便逐渐被推向B工位，于是辅助泵开始向转向油路输油。

由于增加乐流量Q2，使p2上升，同时p1值也随之上升，直到p1p3+P弹/F时，分流阀便停留在新的平衡位置。

装载机转向机构要求转向灵敏，因此随动阀采取负封闭的换向过渡形式，这样还防止突然换向时系统压力瞬时升高。

同时还加了一个锁紧滑阀来防止转向液压缸窜动。

锁紧阀的作用是在转载机直线行驶时防止液压缸窜动和降低关闭油路的速度，减少液压冲击，避免油路系统损坏。

另一个作用是当转向泵和辅助泵管路发生破损或油泵出现故障时，锁紧滑能自动回到关闭油路位置，从而保证机器不摆头。