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1、汽车液压与液力传动Vehicle hydraulic drive TechnologyVehicle hydraulic drive Technology东北大学专业课Level 1Level 2Level 3Level 4你是哪种类型的学生？专业课的学习有什么特点？汽车理论汽车动力学汽车构造液压液力传动汽车电子发动机原理“学习的目的是理解，而不是记忆学习的目的是理解，而不是记忆” 林砺儒林砺儒 课程结束时你将会学到什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图课程结束时你将会学到什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图l 了解汽车起重机、汽车翻斗等的工作原理课程结束时你将会学到
2、什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图l 了解汽车起重机、汽车翻斗等的工作原理l 熟悉自动变速器AT的结构与工作原理课程结束时你将会学到什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图l 了解汽车起重机、汽车翻斗等的工作原理l 熟悉自动变速器AT的结构与工作原理l 掌握ABS的工作原理课程结束时你将会学到什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图l 了解汽车起重机、汽车翻斗等的工作原理l 熟悉自动变速器AT的结构与工作原理l 掌握ABS的工作原理l 明白汽车主动悬架的工作原理课程结束时你将会学到什么？l 掌握液压液力传动基础知识、读懂液压回路图l 了解汽车起重机、汽车翻斗
3、等的工作原理l 熟悉自动变速器AT的结构与工作原理l 掌握ABS的工作原理l 明白汽车主动悬架的工作原理l 清楚液压助力转向系统原理 Chapter one 第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述 Overview of the hydrodynamic drive technologyl 液压液力传动在汽车中的作用液压液力传动在汽车中的作用传动系统流体传动第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.1 液压液力传动技术与汽车工程l 传动技术传动技术驱动轮发动机机械传动电力传动液压传动气动传动液力传动第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述p 汽车的进化1.1 液压液力传动技术与
4、汽车工程l 液压液力传动在汽车中的作用液压液力传动在汽车中的作用机械机、电、液、控一体化p 主要应用领域u 自动变速器(automatic transmission, AT)u 电控液压悬架(Electronically controlled hydraulic suspension, EHS)u 制动防抱死系统(AntiBlockierSystem, ABS)u 助力转向系统(power steering system, PSS)第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 如何用很小的力，抬起很重的物体？如何用很小的力，抬起很重的物体？p 杠杆原理p1=F1/S
5、1S1S2F1F2F2=p2.S2p1=p2 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。 p 帕斯卡定律图1-1液压传动原理第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 液压千斤顶液压千斤顶第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理图1-2液压千斤顶结构简图1杠杆；2小活塞；3、6液压缸；4、5单向阀；7大活塞；8重物；9放油阀l 液压千斤顶液压千斤顶Vediop 动力元件p 执行元件p 控制元件p 辅助元件：滤油器、油管等p 工作介质：油液第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 液压传动
6、的基本组成液压传动的基本组成图1-2液压千斤顶结构简图1杠杆；2小活塞；3、6液压缸；4、5单向阀；7大活塞；8重物；9放油阀(液压泵)(液压马达、液压缸)第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 机床工作台机床工作台第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 机床工作台机床工作台磨床工作时，要求其工作台水平往复运动。实现工作台水平往复运动控制的是一套液压控制系统。动力元件执行元件控制元件第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.2 液压传动的基本原理l 液体压力的传递特点液体压力的传递特点液体几乎是不可压缩的，动力的传送可以
7、立即发生。p 液体的不可压缩性Vediop 柔性连接l 液压传动的优点液压传动的优点u 结构紧凑，质量轻、惯性矩小u 柔性连接、控制方便灵活u 可传递大功率、可以实现无级调速u 具有自润滑作用u 传动效率低u 成本高u 传动比不精确，工作时受温度影响较大l 缺点缺点第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.3 液压传动的特点主动风扇 风 被动风扇水泵 水（油） 涡轮机第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理图1-3液力传动的基本原理l 液力传动基本形式液力传动基本形式l 液力传动的基本结构组成液力传动的基本结构组成p 能量输入部件（泵轮）p 能量输出部件（涡
8、轮）p 导流部件（导轮）第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理机械能 液体动能液体动能 机械能l 液力传动的基本应用液力传动的基本应用第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.4 液力传动的基本原理图1-4液力耦合器图1-5液力变矩器l 液力传动的优点液力传动的优点u 传动效率低u 结构复杂，成本高l 缺点缺点u 防振隔振性好u 可以在一定范围内自适应外部负载变化u 易于实现自动控制u 可以带载启动，且具有良好的低速运行能力第第1章章 液压液力传动概述液压液力传动概述1.5 液力传动的特点 the End 第一章 结束 Chapter Two 第第2章章
9、流体力学基础流体力学基础 Foundation of fluid mechanicsContents 123液体静力学基础液体静力学基础液体动力学基础液体动力学基础液体流动状态与雷诺数液体流动状态与雷诺数4管路液体压力损失分析管路液体压力损失分析第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础l 液体静压力液体静压力(static pressure)(static pressure)处于相对静止状态下的流体，由于本身的重力或其他外力的作用，在流体内部及流体与容器壁面之间存在着垂直于接触面的作用力，这种作用力称为流体的静压力。l 压强压强帕(Pa)1Pa=1N/m2l 特性特性（1）流
10、体静压力垂直于其作用面；（2）同一点上各个方向的流体静压力都相等。图2-1液体静压力l 液体静压力基本方程液体静压力基本方程第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础图2-2液体静压力方程计算图l 压力的表示方法压力的表示方法第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.1 液体静力学基础1 绝对压力绝对压力 2 相对压力相对压力 3 真空度真空度 图2-3绝对压力、相对压力和真空度的相互关系以绝对零压力为基准所表示的压力以大气压力为基准所表示的压力大气压力与绝对压力之差第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础l 流量流量l 流速流速在单位时间里流过截面的液体的体积
11、，称为流量。常用q表示；单位m3/s，L/min1m3/s=6x104L/min常用v表示；单位m/s第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础l 连续性方程连续性方程图2-4连续性方程示意图在同一管路中，只要液体是连续的，不论流通面积怎么变化，通过任一截面的流量是相等的。l 伯努利方程伯努利方程第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.2 液体动力学基础图2-5伯努利方程推导简图第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.3 管路中液体流动状态图2-6层流与紊流的流动特点(a)层流；(b)紊流l 层流与紊流层流与紊流19世纪末 雷诺l 流动状态影响因素流动状态影响因素平均流速v管径
12、d运动粘度第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.3 管路中液体流动状态l 雷诺数雷诺数液体流动时究竟是层流还是紊流，应用雷诺数来判断l 临界雷诺数临界雷诺数管道形式Rec管道形式Rec光滑金属圆管2000光滑同心环状缝隙1100橡胶软管1600光滑偏心环状缝隙1000圆柱滑阀阀口260锥阀阀口20图2-6层流与紊流的流动特点(a)层流；(b)紊流表2-1常见的临界雷诺数第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失计算l 沿程压力损失沿程压力损失l 局部压力损失局部压力损失主要包括沿程压力损失与局部压力损失两部分v:油液流速l:直管长度d:管道内径:局部阻力系数:沿程阻力系数
13、查手册所得的压力损失第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失计算在汽车液压系统中，常采用以下方法来减少管路中的压力损失：（1）改善液压系统中管路内壁的粗糙度；（2）缩短管路的使用长度；（3）减少液压系统中管路截面的突变和弯曲。l 管路系统总压力损失管路系统总压力损失第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失l 液压冲击与气穴现象液压冲击与气穴现象由于液压元件的工作状态的突变而引起的油压瞬时急剧上升，产生很高的压力峰值，这种现象称之为液压冲击。运动部件制动所产生的液压冲击管道中的阀门突然关闭引起的液压冲击管内液流流速突变引起的液压冲击第第2章章 流体力学
14、基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失l 液压冲击与气穴现象液压冲击与气穴现象u产生剧烈的振动和噪声u引起管道、元件和密封件的损坏u使液压元件动作失灵由于液压元件的工作状态的突变而引起的油压瞬时急剧上升，产生很高的压力峰值，这种现象称之为液压冲击。p液压冲击带来的危害p采取的措施u设置蓄能器、溢流阀等吸振第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失l 液压冲击与气穴现象液压冲击与气穴现象据伯努利方程，液压介质流经阀口的收缩截面时，该处的压力要降低，当压力减低到介质的空气分离压力时，就会有大量的空气从液体中析出，形成大量的空气泡。p气穴现象气泡随液流进入高压区后气泡的体积急
15、剧缩小或溃灭，在气泡溃灭的瞬间，气泡溃灭处局部高温和高压，并产生液压冲击，导致液压元件表面出现剥落和坏蚀。p气蚀现象第第2章章 流体力学基础流体力学基础2.4 管路中液体压力损失l 液压冲击与气穴现象液压冲击与气穴现象为了防止气穴现象的产生，在进行液压元件和液压系统设计时，主要的措施有u选用耐气蚀的材料，提高零件的表面质量u尽量避免油路狭窄或急剧转弯，防止产生低压区u正确设计液压泵吸油管路u提高密封性 the End 第2章 结束 Chapter three 第第3章章 液压泵、液压马达与液压缸液压泵、液压马达与液压缸 Hydraulic pump、hydraulic motor and hy
16、draulic cylinder1齿轮泵的结构与工作原理2叶片泵的结构与工作原理3 34 4液压马达的工作原理5Contents 液压泵的工作原理与性能参数6液压缸的结构与工作原理柱塞泵的结构与工作原理第第3章章 液压泵、液压马达与液压缸液压泵、液压马达与液压缸 3.1 液压泵的工作原理与性能参数 液压泵：将机械能转变为液压系统的液体压能动力元件动力元件图3-1 液压泵工作原理1- 凸轮；2-柱塞；3-弹簧；4-密封工作腔5-单向阀1；6-单向阀2Vedio1 吸油过程吸油过程2 压油过程压油过程密封工作腔容积变大，形成局部真空度密封工作腔容积减小，压力增加，产生高压油l 液压泵基本原理液压泵基本原理第第3章章 液压泵、液压马达与液压缸液压泵、液压马达与液压缸 3.1 液压泵的工作原理与性能参数u 具有密封的容积；u 密封容积的大小可以交替变化；u 吸油与压油时应有配流装置，保证泵油的顺利完成u 吸油过程油箱必须与大气相通。 液压泵是依靠密封工作腔的容积变化进行能量转换，容积式液压泵必须具备4个基本条件：l 液压泵基本原理液压泵基本原理第第3章章 液压泵、液压马达与液压缸液压泵、液压马
