汽车自动变速器原理与维修-液压动力元件及执行元件

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1、液压与气动技术 第二单元 液压动力元件及执行元件2005120教学内容：l液压泵的工作原理（重点）l液压泵的主要性能及参数（难点）l液压泵的结构l液压泵与电动机参数的选用l液压缸（重点）l液压马达液压与气动技术液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量 和压力的动力元件，液压泵由电动机带动将液压油从 油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推 动负载作功。 2. 液压动力元件 液压与气动技术由于这种泵是依靠泵的密 封工作腔的容积变化来实现吸 油和压油的，因而称为容积式 泵。容积式泵的流量大小取决于 密封工作腔容积变化的大小和 次数。若不计泄漏，流量与压 力无关。液压泵的分类方式很多，它 可

2、按压力的大小分为低压泵、 中压泵和高压泵。也可按流量 是否可调节分为定量泵和变量 泵。又可按泵的结构分为齿轮 泵、叶片泵和柱塞泵，其中齿 轮泵和叶片泵多用于中、低压 系统，柱塞泵多用于高压系统 。观看动画。2.1液压泵的工作原理 液压与气动技术液压泵正常工作的三个必备条件必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大 吸油，由大变小压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油； 密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。2.1液压泵的工作原理 液压与气动技术1、压力1）工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称

3、为工作压力。工作压力取 决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关 。2）额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最 高压力称为液压泵的额定压力。3）最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据试验准规定，允许液 压泵短暂运行的最高压力值，称为液压泵的最高允许压力，超过此压 力，泵的泄漏会迅速增加。 2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术2、排量 排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值， 如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为变量泵。一 般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高。 2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术3、流量：为泵单

4、位时间内排出的液体体积（L/min），有理论流量 Qth和实际流量Qac两种。（21）式中：q 泵的排量（L / r）n 泵的转速（r/min）（22）Q 泵运转时，油会从高压区泄漏到低压区，是泵的泄漏损失 。 2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术4、容积效率和机械效率泵的容积效率：泵的机械效率：Tth 泵的理论输入扭矩Tac 泵的实际输入扭矩2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术5、泵的总效率、功率泵的总效率(厄塔)： 泵实际输出功率 电动机输出功率泵的功率： 式中：p 泵输出的工作压力（MPa）Qac 泵的实际输出流量（L /min），1L =103cm3。2. 2液压泵

5、的主要性能和参数 液压与气动技术例题21 某液压系统，泵的排量q10m L/r，电机转速n 1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa 泵容积效率v 0.92，总效率0.84，求：1） 泵的理论流量；2）泵的实际流量；3）泵的输出功率；4）驱动电机功率。2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术解：1）泵的理论流量Qth=q.n.10-3=10120010-312 L/min 2) 泵的实际流量Qac Qth .v120.9211.04 L/min 3)泵的输出功率4）驱动电机功率 2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术泵性能指标公式记忆理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 . 理论流

6、量记得住 , 等于排量乘转速 . 功率等于p 乘 q , 也等转矩乘转速 . 能流方向分得清 , 乘除效率不含糊 . 计算单位要统一 , 角度一律用弧度.2. 2液压泵的主要性能和参数 液压与气动技术1、齿轮泵：液压泵中结构最简 单的一种，且价格便宜，故 在一般机械上被广泛使用； 齿轮泵是定量泵，可分为外 啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和 动作原理如图22所示。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1、齿轮泵：液压泵中结构最 简单的一种，且价格便宜 ，故在一般机械上被广泛 使用；齿轮泵是定量泵， 可分为外啮合齿轮泵和内 啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造 和

7、动作原理如图22所示 。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1、齿轮泵：液压泵中结构最 简单的一种，且价格便宜 ，故在一般机械上被广泛 使用；齿轮泵是定量泵， 可分为外啮合齿轮泵和内 啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造 和动作原理如图22所示 。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1、齿轮泵：可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和动作原理如图22所示，它 由装在壳体内的一对齿轮所组成齿轮两侧有端盖罩住，壳 体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。 外啮合齿轮运转时泄漏途径有二：一为齿顶与齿轮壳 内壁的间隙，其次为齿端面与侧板之间的间隙，当压力增

8、加时，前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮 泵泄漏最主要的原因，故不适合用作高压泵。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1）外啮合齿轮泵：外啮合齿轮运转 时泄漏途径有二：一为齿顶与齿 轮壳内壁的间隙，其次为齿端面 与侧板之间的间隙（端面泄漏占 8085 ），当压力增加时， 前者不会改变，但后者挠度大增 ，此为外啮合齿轮泵泄漏最主要 的原因，故不适合用作高压泵。解决方法：端面间隙补偿采用静 压平衡措施：在齿轮和盖板之间增 加一个补偿零件，如浮动轴套、浮 动侧板。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术液压油在渐开线齿轮 泵运转过程中，因齿轮相 交处的封闭体积随时间改 变，常有一部分的液压

9、油 被封闭在齿间，如图23 所示，称为困油现象，因 液压油不可压缩将使外接 齿轮泵产生极大的震动和 噪音，故必须在侧板上开 设卸荷槽，以防止其发生 。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术液压油在渐开线齿轮泵运转过程 中，因齿轮相交处的封闭体积随时间 改变，常有一部分的液压油被封闭在 齿间，如图23所示，称为困油现象 ，因液压油不可压缩将使外接齿轮泵 产生极大的震动和噪音，故必须在侧 板上开设卸荷槽，以防止其发生。l卸荷措施：在前后盖板或浮动轴套上 开卸荷槽l开设卸荷槽的原则：两槽间距a为最 小闭死容积，而使闭死容积由大变小 时与压油腔相通，闭死容积由小变大 时与吸油腔相通。2. 3液压泵的结构

10、 液压与气动技术2）内啮合齿轮泵：图24a为有隔板的内啮合齿轮泵， 图24b为摆动式内啮合齿轮泵，它们共同的特点是由 于内外齿轮转向相同，齿面间相对速度小，运转时噪音 小；又因齿数相异，绝对不会发生困油现象，但因外齿 轮的齿端必须始终与内齿轮的齿面紧贴，以防内漏，故 不适用于较高的压力，泵的额定压力可达成 30 MPa 。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术齿轮泵的优缺点及应用优点：结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较 好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。2. 缺点：流量脉动大，泄漏大，噪声大，效率低，零件的互 换性差，磨损后不易修复。3. 应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常

11、p10MPa ，如工程机械、建筑机械、农用机械等。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术2、螺杆泵：如图25所 示，液压油沿螺旋方 向前进，转轴径向负 载各处均相等，脉动 少，故运动时噪音低 ，可高速运转，适合 作大容量泵。但压缩 量小，不适合高压， 一般用于燃油、润滑 油泵而不用作液压泵 。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术2、叶片泵其优点是：运转平稳、压力脉动小，噪音小；结构紧凑、尺寸小 、流量大；其缺点是：对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死； 与齿轮泵相比结构较复杂。它广泛的应用于机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液压 系统中。该泵有两种结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种

12、是双作用式 叶片泵。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1）单作用叶片泵，其工 作原理如图26所示， 单作用叶片泵由转子1 、定子2、叶片3和端盖 等组成。定子具有圆柱 形内表面，定子和转子 的间有偏心距e，叶片 装在转子槽中，并可在 槽内滑动，当转子回转 时，由于离心力的作用 ，使叶片紧靠在定子内 壁。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1）单作用叶片泵，其工 作原理如图26所示 ，单作用叶片泵由转 子1、定子2、叶片3 和端盖等组成。定子 具有圆柱形内表面， 定子和转子的间有偏 心距e，叶片装在转 子槽中，并可在槽内 滑动，当转子回转时 ，由于离心力的作用 ，使叶片紧靠在定子 内壁。2.

13、3液压泵的结构 液压与气动技术叶片泵叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用 ：定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1）单作用叶片泵：改变转子与定子 的偏心量，即可改变泵的流量，偏心 越大，流量越大，如调成几乎是同心 ，则流量接近于零。因此单作用叶片 泵大多为变量泵。另外还有一种限压式变量泵，当 负荷小时，泵输出流量大，负载可快 速移动，当负荷增加时，泵输出流量 变少，输出压力增加，负载速度降低 ，如此可减少能量消耗，避免油温上 升。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术2）双作用叶片泵双作用式叶片泵如 图27所示，

14、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。转子每转一周， 完成两次吸油和压油。 双作用叶片泵大多是定 量泵。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术叶片泵的应用用于中低压、要求较高的系统中。2. 油液粘度要合适，转速不能太低，5001500rpm。3. 要注意油液的清洁，油不清洁容易使叶片卡死。4. 通常只能单方向旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片 折断。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术4、柱塞泵：工作原理是柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸油和压油。与 齿轮泵和叶片泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最 大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相

15、对较高，该泵用于 高压、大流量、大功率的场合。它可分为轴向式和径向式两种形 式。柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为 轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1）轴向柱塞泵：如图28所示，可分为直轴式（图a）所 示）和斜轴式（图b）所示）两种，该两种泵都是变量泵 ，通过调节斜盘倾角，即可改变泵的输出流量。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术2）径向柱塞泵 ：（柱塞运动 方向与液压缸 体的中心线垂 直），又可分 为固定液压缸 式和回转液压 缸式两种。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术2）径向柱塞泵：（柱塞运动方向与液压缸体的

16、中心线垂 直），又可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。 2. 3液压泵的结构 液压与气动技术柱塞泵 特点:1）工作压力高，容积效率高，p2040MPa，Pmax 可到100MPa；2）流量大，易于实现变量；3）主要零件均受压，使材料的强度得以充分利用， 寿命长，单位功率重量小。2. 3液压泵的结构 液压与气动技术5、液压泵的图形符号2. 3液压泵的结构 液压与气动技术1、选择液压泵的原则l是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵 。l工作压力：柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa,高压化以后 可达16MPa；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达21MPa。l工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好。l噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双 作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。l效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效 率高；同一排量的泵在额定工况下总效