汽车机械基础第十一章

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1、第十一章,第十一章,第一节 液压传动的基本知识 第二节 液 压 元 件 第三节 液压辅助元件 第四节 基 本 回 路 第五节 液压伺服系统 第六节 液压系统应用举例,第一节 液压传动的基本知识,一、液压传动基本概念 二、液压传动的工作原理 三、液压系统的表示方法与组成,一、液压传动基本概念,1)液压传动装置运动平稳、反应快、惯性小，能快速起动、制动和换向。 2)液压传动装置输出动力大。 3)液压传动装置可在运行中方便地实现大范围的无级调速(最大可达12000)。 4)由于液压元件具有自润滑作用，因此维护简单、使用寿命长。 5)操作简单方便，易于实现过载保护。 6)易于实现液压元件的自动控制，设

2、计开发机电液一体化系统。 7)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、集成化，便于设计、制造、使用与维修。 8)油液的粘度、泄漏、液压阻力等受温度的影响较大，因此液压传动不适用于温度变化大、传动比要求严格的场合。,一、液压传动基本概念,9)液压元件要求制造精度高，对油液污染比较敏感，因此液压系统的造价较高。 10)液压系统的压力、流量损失大(特别是在节流调速系统中)，能量转换效率低。 11)液压系统在出现故障时不易查找原因。,二、液压传动的工作原理,图11-1 液压千斤顶工作原理 1杠杆 2、7活塞 3、6液压缸 4、5单向阀 8放油阀 9油箱,三、液压系统的表示方法与组成,图11-2 机床工作

3、台液压系统 a)半结构式原理图 b)图形符号图 1油箱 2过滤器 3液压泵 4节流阀 5溢流阀 6换向阀 7手柄 8液压缸 9活塞 10工作台,(1)动力元件 即液压泵，将原动机或电动机的机械能转换成液体介质的压力能。 (2)执行元件 包括液压缸和液压马达，将液压能转换成机械能以驱动工作部件。 (3)控制元件 包括各种控制阀，用来控制系统的压力、流量以及液体的流动方向等，以保证执行元件完成预期的工作。,三、液压系统的表示方法与组成,(4)辅助元件 主要是指油箱、油管、过滤器、蓄能器以及控制仪表等，为系统的正常工作提供条件。 (5)工作介质 液压系统的工作介质为液体，一般为液压油。,第二节 液

4、压 元 件,一、液压泵 二、液压马达 三、液压缸 四、液压控制阀,一、液压泵,表11-1 液压泵的图形符号,一、液压泵,图11-3 单柱塞式液压泵的工作原理 1偏心轮 2柱塞 3弹簧 4、5单向阀 a工作腔,1.齿轮泵 2.叶片泵 (1)单作用叶片泵的工作原理 如图11-5所示，定子具有圆柱形内表面，定子和转子间有偏心距e，叶片装在相对于转子旋转方向后倾的转子槽中，并可在槽中滑动。,图11-4 外啮合齿轮泵工作原理图,图11-5 单作用式叶片泵工作原理,图11-6 外反馈限压式变量叶片泵的工作原理 1、4调节螺钉 2转子 3定子 5限压弹簧 6反馈液压缸,一、液压泵,图11-7 双作用叶片泵的

5、工作原理 1定子 2转子 3叶片 4配流盘 5传动轴,(2)双作用叶片泵的工作原理 如图11-7所示，定子的内表面由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲面组成，在与定子厚度相等且与定子同轴安装的转子上，均匀分布着相对于转子旋转方向前倾的径向斜槽，每个槽中装着一片叶片，转子通过花键与传动轴相连，配流盘上均布着四个腰形槽，分别与泵的吸油腔和压油腔连通，当转子转动时，叶片在根部压力油的作用下被压出紧顶在定子的内表面上。 3.柱塞泵,一、液压泵,(1)轴向柱塞泵的工作原理 如图11-8所示，斜盘1和配流盘4固定不动，传动轴带动缸体3和柱塞2一起转动，柱塞2靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上。

6、,图11-8 轴向柱塞泵的工作原理 1斜盘 2柱塞 3缸体 4配流盘,(2)径向柱塞泵的工作原理 如图11-9所示，青铜衬套3紧配在回转缸体2孔内，随着回转缸体一起旋转，而配流轴5则不动。,图11-9 径向柱塞泵工作原理 1柱塞 2回转缸体 3青铜衬套 4定子 5配流轴,二、液压马达,图11-10 轴向柱塞式液压马达的工作原理 1斜盘 2柱塞 3回转缸体 4配流盘,图11-11 叶片式液压马达 的工作原理,三、液压缸,1.活塞式液压缸 (1)单杆活塞缸 如图11-12所示，活塞的一侧有伸出杆，两腔的有效工作面积不相等。,图11-12 单杆活塞缸 a)无杆腔进油 b)有杆腔进油,三、液压缸,(2

7、)双杆活塞缸 如图11-13所示，活塞的两侧都有伸出杆，当两活塞杆直径相同，缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞(或缸体)两个方向的运动速度和推力也都相等。,三、液压缸,图11-13 双杆活塞缸 a)缸体固定式 b)活塞固定式,2.其他液压缸 (1)增压缸 增压缸能将输入的低压油转变为高压油，供液压系统中的某一支油路使用。,图11-14 增压缸及其符号,(2)伸缩缸 伸缩缸由两级或多级活塞缸套装而成，如图11-15所示。,图11-15 伸缩缸 1一级缸筒 2一级活塞 3二级缸筒 4二级活塞,三、液压缸,3.液压缸的密封装置 (1)间隙密封 如图11-16和图11-17所示，在活塞的表面上制出几

8、条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力，即间隙密封是依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏的。,图11-16 间隙密封(一),图11-17 间隙密封(二),(2)O形和Y形密封圈密封 利用耐油橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏，如图11-18所示。,三、液压缸,图11-18 O形和Y形(普通形、孔用、轴用)密封圈,(3)V形密封圈 V形密封圈由多层涂胶织物压制而成，它由形状不同的压环、密封环和支承环组成，如图11-19所示，当压环压紧密封环时，支承环可使密封环产生变形而起密封作用。,图11-19 V形密封圈 1压环 2密封环 3支承环,(4)摩擦环密封 依靠套在活

9、塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)，在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏，如图11-20所示。,图11-20 摩擦环式组合密封圈 1O形密封圈 2摩擦环,三、液压缸,4.液压缸的缓冲装置,图11-21 液压缸的缓冲装置 a)圆柱形环隙式 b)圆锥形环隙式 c)可变节流式 d)可调节流式,图11-22 排气装置 a)排气阀 b)排气塞,5.液压缸的排气装置,四、液压控制阀,1.方向控制阀 (1)单向阀 单向阀的作用是控制油液的单向流动。 1)普通单向阀(简称单向阀)。,图11-23 单向阀 a)管式单向阀 b)板式单向阀 c)单向阀符号 1阀体 2阀芯 3弹簧,2)液控单向阀。,图11

10、-24 液控单向阀及其符号 1控制活塞 2锥阀芯,(2)换向阀 换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而使液压执行元件起动、停止或变换运动方向。,四、液压控制阀,表11-2 滑阀式换向阀主体部分的结构形式,四、液压控制阀,表11-2 滑阀式换向阀主体部分的结构形式,四、液压控制阀,表11-3 三位换向阀的中位机能、符号及特点,四、液压控制阀,1)机动换向阀。,图11-25 机动换向阀及其符号 1滚轮 2阀芯 3弹簧,2)电磁换向阀。,图11-26 电磁换向阀及其符号 a)二位三通电磁换向阀 b)三位四通电磁换向阀 1衔铁 2推杆 3阀芯 4弹簧,3)液动换向阀

11、。,图11-27 液动换向阀及其符号,四、液压控制阀,4)电液换向阀。,图11-28 电液换向阀 a)结构简图 b)图形符号 c)简化符号,5)手动换向阀。,图11-29 手动换向阀及其符号 a)自动复位式 b)钢球定位式 1手柄 2阀芯 3弹簧,2.压力控制阀 (1)溢流阀 溢流阀通过阀口的溢流，起到溢流调压、安全保护、远程调压，使泵卸荷及使执行元件的回油腔形成背压等多种作用。 1)直动型溢流阀。,图11-30 直动型溢流阀及其符号 1调整螺母 2弹簧 3阀芯 P进油口,四、液压控制阀,2)先导型溢流阀。,图11-31 先导型溢流阀及其符号 1先导阀芯 2先导阀座 3先导阀体 4主阀体 5主

12、阀芯 6主阀套 7主阀弹簧,图11-32 先导型减压阀及其符号 1调压手轮 2密封圈 3弹簧 4先导阀芯 5阀座 6主阀芯 7主阀体 8阀盖,(2)减压阀 油液流经接在液压系统中的减压阀后，使与其出口处相接的某一回路获得比系统压力低而平稳的压力油，因此它在系统的夹紧、控制、润滑等油路中应用较多。 (3)顺序阀 顺序阀利用油路的压力来控制多个执行元件的顺序动作。,图11-33 直动型顺序阀及其符号 a)直动型顺序阀 b)内控外泄式 c)外控外泄式 d)外控内泄式 1螺塞 2下阀盖 3控制活塞 4阀体 5阀芯 6弹簧 7上阀盖,图11-34 单柱塞式压力继电器及其符号 1柱塞 2顶杆 3调节螺钉

13、4微动开关,四、液压控制阀,图11-35 节流阀及其符号,(4)压力继电器 压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，它在液体压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的安全保护和连锁等功能。 1)调压范围： 指能发出电信号的最低工作压力和最高工作压力的范围。,四、液压控制阀,2)灵敏度和通断调节区间： 压力升高，继电器接通电信号的压力称开启压力；压力下降，继电器复位切断电信号的压力称闭合压力，两者之差为压力继电器的灵敏度。 3)重复精度： 在一定的设定压力下，多次升压或降压过程中，开启压力和闭合压力本身的差值称为重复精度。

14、 4)升压或降压动作时间： 压力由卸荷压力升到设定压力，微动开关触点闭合发出电信号的时间，称为升压动作时间，反之称为降压动作时间。 3.流量控制阀 (1)节流阀 图11-35所示为普通节流阀，它的节流口为轴向三角槽式，压力油从进油口A流入，经阀芯左端的轴向三角槽后由出油口B流出。,四、液压控制阀,(2)调速阀,图11-36 调速阀工作原理及其符号 a)工作原理 b)详细符号 c)简化符号 1定差减压阀 2节流阀 3行程限位器,4.比例阀、插装阀和叠加阀 (1)比例阀 普通液压阀只能对液流的压力和流量进行定值控制，对液流的方向进行开关控制，而当工作机构的动作要求对其液压系统的压力和流量参数进行连

15、续控制或控制精度要求较高时，则不能满足要求。 (2)插装阀 插装阀也称为插装式锥阀或逻辑阀，它是一种结构简单，标准化、通用化程度高，通油能力大，液阻小，密封性能和动态特性好的新型液压控制阀。,四、液压控制阀,图11-37 插装阀及其符号 1控制盖板 2阀套 3弹簧 4锥阀 5阀体,(3)叠加阀 叠加阀是在板式阀集成化基础上发展起来的新型液压元件。,第三节 液压辅助元件,1.蓄能器 2.过滤器 3.油箱 4.管件,1.蓄能器,表11-4 蓄能器的种类和特点,2.过滤器,表11-5 常见的过滤器类型及其特点,2.过滤器,表11-5 常见的过滤器类型及其特点,3.油箱,图11-38 油箱结构示意图

16、1吸油管 2滤清器网 3滤清器罩盖 4回油管 5盖板 6油标 7、9隔板 8放油塞 10滤油器,4.管件,(1)油管 油管的作用是连接液压元件和输送油液。 (2)管接头 管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小和工艺性好等各项条件。,第四节 基 本 回 路,一、压力控制回路 二、速度控制回路 三、方向控制回路,一、压力控制回路,(一)调压回路 (二)减压回路,图11-39 调压回路,图11-40 减压回路,2.溢流阀的卸荷回路 3.复合泵的卸荷回路,(三)增压回路 (四)卸荷回路 1.换向阀卸荷回路,图11-41 增压回路,图11-42 换向阀卸荷回路,一、压力控制回路,图11-43 用溢流阀的卸荷回路,图11-44 复合泵卸荷回路,二、速度控制回路