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1、列车管路系统 气液压传动概述 第12学时 n学习本门课程的意义 1、认识掌握气液压传动技术的基本理论知识； 2、为专业课程学习打下学习基础； 3、为将来的专业领域提供知识准备。 n本门课程主要内容 概述 气液压传动基本理论 SS3B电力机 车管路系统 SS4G型电力机车管路系统 SS7E型电力机车管路系统 制动基本理论知识 车辆制动系统及管路 空气管路系统应用 与检修 概述 n学习技巧 课堂教学+自学+实践教学 概述 n媒体展示 1 气液压传动技术概述 n媒体展示 1-1 气液压传动系统的工作原理 n液压与气压传动是研究利用有压流体作为传动介 质来实现各种机械的传动和自动控制的学科。 n液压传
2、动所采用的工作介质-液压油或者是合成液体； n气压传动采用的工质-压缩空气。 n当向上提手柄使小缸活塞上移时，小液压缸因容积增大而产生 真空，油液从油箱12通过阀4被吸入至小液压缸中，当按压手柄 使小缸活塞下移时，则油液通过阀输入到大液压缸的下油腔， 当油液压力升高到能够克服重物时，即可举起重物 1-1 气液压传动系统的工作原理 1-1 气液压传动系统的工作原理 1-1 气液压传动系统的工作原理 n液压系统的传递关系： n力的传递关系： n运动的传递关系： n功率的传递关系： 在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点 A1h1=A2h2 v1/v2=A1/A2 q=Av 活
3、塞的运动速度与活塞的面积成反比 F1v1=Wv2 P=pA1v1=pA2v2=pq 液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的 列车管路系统 液压与气压传动的优缺点 第34学时 复习 n气液压系统的系统组成： n气液压系统的工作原理： n液压原理的三种传递关系： 1-3 气液压传动系统的优缺点 n液压传动的优点： n在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力；在同 等的功率下，液压装置的体积小，重量轻， 功率密度大，结构紧凑 。 n液压装置工作比较平稳。 n液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000r/min） ，它还可以
4、在运行的过程中进行调速。 n液压传动易于自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调 节或控制。 n液压装置易于实现过载保护。 n由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计 、制造和使用都比较方便。 n用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。 1-3 气液压传动系统的优缺点 n气压传动的优点： n空气可以从大气中取得，同时，用过的空气可直接排放到大气中去， 处理方便，万一空气管路有泄漏，除引起部分功率损失外，不致产生 不利于工作的严重影响，也不会污染环境。 n空气的粘度很小，在管道中的压力损失较小，因此压缩空气便于集中 供应(空压站)和远距离输送。 n因压缩空气的工作压力较
5、低（一般为0.30.8MPa），因此，对气动 元件的材料和制造精度上的要求较低。 n气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换 等问题。 n使用安全，没有防爆的问题，并且便于实现过载自动保护。 1-3 气液压传动系统的优缺点 n液压传动的缺点： n液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等 ），长距离传动时更是如此。液压装置工作比较平稳。 n液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响 ，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。 n为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较 贵，而且对工作介质的污染比较敏感。 n液压传动出现
6、故障时不易找出原因。 1-3 气液压传动系统的优缺点 n气压传动的缺点： n气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约340ms）范围内，所 以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的 失真和延滞，也不便于构成较复杂的回路，但这个缺点对工业生产过 程不会造成困难。 n空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响应能力、工作 速度的平稳性方面不如液压传动。 n气压传动系统出力较小，且传动效率低。 1-3 气液压传动系统的优缺点 n几种传动方式的比较： 1-3 气液压传动系统的应用与发展 n液压传动和气压传动的应用： 在机械工业生产的各个部门都应用液压与气压传动技术。 在交通运
7、输领域也广泛应用了气液压传动技术 。 1.4 液压与气压传动技术的应用 1.4 液压与气压传动技术的发展 液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低 噪声、高性能、高度集成化、模块化、智能化的方 向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机 辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直 接控制(DDC)、计算机实时控制技术、机电一体化 技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术， 以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制 技术发展和研究的方向； 1.4 液压与气压传动技术的发展 气压传动技术在科技飞速发展的当今世界发展将更加迅 速。随着工业的发展，气动技术的应用领域已从汽车、采矿
8、、钢铁、机械工业等行业迅速扩展到化工、轻工、食品、军 事工业等各行各业。 气动技术已发展成包含传动、控制与检测在内的自动化 技术。由于工业自动化技术的发展，气动控制技术以提高系 统可靠性，降低总成本为目标。研究和开发系统控制技术和 机、电、液、气综合技术。显然，气动元件当前发展的特点 和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高 精度化，以及与电子学相结合的综合控制技术。 列车管路系统 液压传动技术基础 第56学时 复习引入 n液压传动的优点： n在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力；在同 等的功率下，液压装置的体积小，重量轻， 功率密度大，结构紧凑 。 n液压装置工作
9、比较平稳。 n液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000r/min） ，它还可以在运行的过程中进行调速。 n液压传动易于自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调 节或控制。 n液压装置易于实现过载保护。 n由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计 、制造和使用都比较方便。 n用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。 n液压传动的缺点： n液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等 ），长距离传动时更是如此。 n液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响 ，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。 n为了减少泄漏，液压元件
10、在制造精度上的要求较高，因此它的造价较 贵，而且对工作介质的污染比较敏感。 n液压传动出现故障时不易找出原因。 复习引入 n气压传动的优点： n气压传动的缺点： n工作介质不用成本，也不会污染环境。 n空气的粘度很小，在管道中的压力损失较小，因此压缩空气便于集中 供应(空压站)和远距离输送。 n因压缩空气的工作压力较低（一般为0.30.8MPa），因此，对气动 元件的材料和制造精度上的要求较低。 n气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换 等问题。 n使用安全，没有防爆的问题，并且便于实现过载自动保护。 n气压传动装置信号传递的工作频率和响应速度远不如电子装置， 并且信号要
11、产生较大的失真和延滞，也不便于构成较复杂的回路 ，但这个缺点对工业生产过程不会造成困难。 n空气的压缩性远大于液压油，因此在动作的响应能力、工作速度 的平稳性方面不如液压传动。 n气压传动系统出力较小，且传动效率低。 n液压传动和气压传动的应用： 在机械工业生产的各个部门都应用液压与气压传动技术。 在交通运输领域也广泛应用了气液压传动技术。 2 液压传动技术基础 n知识要点： 1、了解流体的特性； 2、掌握液压传动工作介质的特点； 3、了解液体静力学基础； 4、了解液体动力学基础。 新课提纲 2 液压传动技术基础 n流体传动的种类： 1、液体传动； 2、气体传动； n流体的特性： 连续性连续性
12、 不抗拉性不抗拉性 易流性易流性 均质性均质性 n液压传动工作介质的性质 n2、可压缩性 2.1 液压传动工作介质 n1、密度 n压力为0、体积为0的液体，如压力增大 时，体积减小 ，则此液体 的可压缩性可用体积压缩系数 ，即单位压力变化下的体积相对变化量 来表示，即： 液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量，简称体积 模量。即= 。 n液压传动工作介质的性质 n3、粘性 2.1 液压传动工作介质 A、液体在外力作用下流 动(或有流动趋势)时，分 子间的内聚力要阻止分子 相对运动而产生的一种内 摩擦力，这种现象叫做液 体的粘性。 通过实验测定得出，液体流动时相邻液层 间的内摩擦力Ft，与液层
13、接触面积、液 层间的速度梯度 成正比，即 牛顿的液体内摩擦定律 液体只有在流动液体只有在流动( (或或有流动有流动 趋势趋势) )时才会呈现出粘性，时才会呈现出粘性， 静止液体是不呈现粘性的静止液体是不呈现粘性的 。 n液压传动工作介质的性质 B、粘性的度量 2 .1 液压传动工作介质 动力粘度：动力粘度：又称绝对粘度 ，单位为Pas(帕秒) 运动粘度：运动粘度：液体的动力粘度与 其密度的比值，称为液体的运动 粘度 ；即 单位为 。以前沿用的单位为St(斯) ， = St cSt(厘斯) 液体的粘度随液体的液体的粘度随液体的压力压力 和和温度温度而变。对液压传动而变。对液压传动 工作介质来说，
14、压力增大工作介质来说，压力增大 时，粘度增大。时，粘度增大。在一般液在一般液 压系统使用的压力范围内压系统使用的压力范围内 ，增大的数值很小，可以，增大的数值很小，可以 忽略不计。忽略不计。但液压传动工但液压传动工 作介质的粘度对温度的变作介质的粘度对温度的变 化十分敏感，温度升高，化十分敏感，温度升高， 粘度下降。粘度下降。 n液压传动工作介质的性质 2 .1 液压传动工作介质 液压传动工作介质还有其它些性质，如液压传动工作介质还有其它些性质，如稳定性稳定性( (热稳热稳 定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等) )、 抗泡沫性、抗乳化性、防锈性
15、、润滑性以及相容性抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性( ( 对所接触的金属、密封材料、涂料等作用程度对所接触的金属、密封材料、涂料等作用程度) )等，等， 它们对工作介质的选择和使用有重要影响。它们对工作介质的选择和使用有重要影响。 n液体的其他性质 n液压传动工作介质 n液压传动工作介质的要求 2 .1 液压传动工作介质 液压系统工作介质的品 种以其代号和后面的数 字组成，代号为 L是石油产品的总分类 号； H表示液压系统用的工 作介质； 数字表示该工作介质的 粘度等级。 n合适的粘度，较好的粘温特性。 n润滑性能好； n质地纯净，杂质少； n对金属和密封件有良好的相容性； n对热
16、、氧化、水解和剪切都有良好的 稳定性； n抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小， 防锈性好； n体积膨胀系数小，比热容大； n流动点和凝固点低，闪点和燃点高； n对人体无害，成本低。 n液压传动工作介质 n液压传动工作介质的选用原则 ： 2 .1 液压传动工作介质 n n 液压系统的工作条件液压系统的工作条件； n n 液压系统的工作环境液压系统的工作环境； n n 综合经济分析综合经济分析。 n液压系统的污染控制 工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。它严重影响 液压系统的可靠性及液压元件的寿命，因此工作介质的正确使用 、管理以及污染控制，是提高液压系统的可靠性及延长液压元件 使用寿命的重要手段。 n液体静压力及特征 n作用在液体上的力： 2 .2 液体静力学 n n 质量力质量力：单位质量液体受到的质量单位质量液体受到的质量 力称为单位质量力，在数值上就等力称为单位质量力，
