汽车机械基础模块七课件

汽车机械基础模块七 液 压 传 动知识点一液压传动的基础知识知识点三液压缸知识点二液压泵知识点四液压阀知识点六典型控制回路知识点五液压辅助元件能力目标 熟悉液压系统图形符号，能够识读一般汽车液压系统回路图；掌握液压系统的组成，常用液压泵、液压缸、液压阀、液压辅助元件的类型及特点；熟悉汽车各基本液压回路的工作原理，能对常见液压系统故障进行分析。模块七 液 压 传 动模块七 液 压 传 动 案列导入液压传动在汽车上应用广泛，如汽车制动系统、发动机润滑系统、变速器控制系统、动力转向系统都是采用的液压传动。本模块学习液压系统液压基础知识，液压元件的类型及工作过程以及典型的液压回路工作原理。液压传动是以液体作为工作介质并以压力能的方式来进行能量传递和控制的一种传动形式。知识点一 汽车传动的基础知识液压传动的工作原理 一、液压千斤顶工作原理1杠杆手柄；2小液压缸；3小活塞；4、7单向阀；5吸油管；6、10管道；8大活塞；9大液压缸；11截止阀；12通大气式油箱 由此得出结论：密封容积中的液体既可以传递力，又可以传递运动。因此液压传动又称容积式液压传动。知识点一 汽车传动的基础知识设大、小活塞的面积为A2、A1，当作用在大活塞的负载为G，作用在小活塞的作用力为F时，根据帕斯卡原理，即“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将同时以等值传递到液体内各点”。设缸内压力为p，运动摩擦力忽略不计，则有：力比、速比及功率关系 二、知识点一 汽车传动的基础知识液压系统的组成三、动力动力元件元件液压泵，将机械能转换为液压能的装置，给整个系统提供压力油。执行执行元件元件控制控制元件元件液压缸或液压马达，将液压能转换为机械能，可克服负载做功。各种阀类，可控制和调节液压系统的压力、流量及液流方向，以改变执行元件输出的力(转矩）、速度(转速）及运动方向。知识点一 汽车传动的基础知识辅助辅助元件元件油管、管接头、油箱、过滤器、蓄能器和压力表等，起连接、贮油、过滤、贮存压力能和测量油液压力等辅助作用的元件。工作工作介质介质传递压力的工作介质，通常为液压油，同时还可起润滑、冷却和防锈的作用。知识点一 汽车传动的基础知识液压系统图的图形符号四、磨床工作台液压系统工作原理图1工作台；2液压缸；3活塞；4、6换向阀；5节流阀；7溢流阀；8液压泵；9过滤器；10油箱知识点一 汽车传动的基础知识磨床工作台液压系统原理图形符号1工作台；2液压缸；3活塞；4、6换向阀；5节流阀；7溢流阀；8液压泵；9过滤器；10油箱知识点一 汽车传动的基础知识液压泵的概述一、1.1.液压泵的工作原理及特点液压泵的工作原理及特点柱塞4安装在缸体3中形成一个密封a腔，柱塞4在弹簧2的作用下始终紧抵在偏心轮5上。原动机驱动偏心轮5旋转时，柱塞4将做往复运动，使密封a腔的容积大小发生周期性的交替变化。当a由小变大时就形成部分真空，油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入a而实现吸油；反之，当a由大变小时，密封a腔中吸满的油液将顶开单向阀1流入系统而实现压油。原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油，这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能输出。单柱塞液压泵的工作原理图1、6单向阀；2弹簧；3缸体；4柱塞；5偏心轮知识点二 液 压 泵 2.2.液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数工作压力最高允许压力额定压力液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小取决于外负载。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。在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,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。超过这个压力液压泵将很快损坏。知识点二 液 压 泵齿轮泵二、齿轮泵是一种常用的液压泵,其主要特点是结构简单、制造方便、价格低廉、体积小、重量轻、自吸性能好、对油液污染不敏感、工作可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大、噪声大、排量不可调。外啮合齿轮泵的工作原理知识点二 液 压 泵齿轮泵的结构1轴承外环；2堵头；3滚子；4后泵盖；5键；6齿轮；7泵体；8前泵盖；9螺钉；10压环；11密封环；12主动轴；13泄油孔；14从动轴；15卸载槽；16定位销知识点二 液 压 泵叶片泵三、1.1.双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理定子2与泵体固定在一起，叶片3可在转子径向叶片槽中灵活滑动，叶片槽的底部通过配流盘上的油槽(图中未表示出来）与压油窗口相连。在图示一、三象限，密封工作油腔的容积由大变小，通过配流盘的压油窗口(与压油口相连），将油液压出。由于转子每转一周，每个工作油腔完成两次吸油和压油，所以称为双作用叶片泵。两个吸油区(低压）和两个压油区(高压）在径向上是对称分布的，作用在转子上的液压作用力互相平衡，使转子轴轴承的径向载荷得以平衡，所以又称平衡式叶片泵。双作用叶片泵的工作原理及职能符号1转子；2定子；3叶片；4配流盘；5泵体知识点二 液 压 泵柱塞泵 四、柱塞泵是靠柱塞在缸体柱塞孔中往复运动，引起密封工作容积的变化，实现吸油和排油的。根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞泵可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。知识点二 液 压 泵径向柱塞泵的工作原理1定子；2转子；3配流轴；4衬套；5柱塞知识点二 液 压 泵液压泵的选用 五、常用液压泵的性能及应用知识点二 液 压 泵 1.1.活塞式液压缸活塞式液压缸活塞只有一端带活塞杆，单杆活塞式液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。由于液压缸两腔的有效工作面积不等，因此它在两个方向上的输出推力和速度也不等。知识点三 液 压 缸液压缸的基本类型 一、单杆活塞式液压缸 2.2.柱塞式液压缸柱塞式液压缸图（a）所示的液压缸只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则必须成对使用，如图(b）所示，这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。柱塞式液压缸知识点三 液 压 缸知识点三 液 压 缸液压缸的典型结构 二、双作用单活塞杆液压缸1耳环；2螺母；3防尘圈；4、17弹簧挡圈；5套；6、15卡键；7、14O形密封圈；8、12Y形密封圈；9缸盖兼导向套；10缸筒；11活塞；13耐磨环；16卡键帽；18活塞杆；19衬套；20缸底空心双活塞杆式液压缸的结构1、15活塞杆；2堵头；3托架；4、17V形密封圈；5、14排气孔；6、19导向套；7O形密封圈；8活塞；9、22圆锥销；10缸体；11、20压板；12、21钢丝环；13、23纸垫；16、25压盖；18、24缸盖知识点三 液 压 缸 1）缸筒和缸盖一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与其使用的材料有关。工作压力p10MPa时使用铸铁；10p20MPa时使用无缝钢管；p20MPa时使用铸钢或锻钢。缸筒和缸盖的常见结构形式1缸盖；2缸筒；3压板；4半环；5防松螺帽；6拉杆知识点三 液 压 缸 2）活塞与活塞杆常见的活塞组件结构形式知识点三 液 压 缸 3）密封装置密封装置知识点三 液 压 缸 4）缓冲装置液压缸的缓冲装置缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。知识点三 液 压 缸5）排气装置液压缸的缓冲装置液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行、噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走，也可在最高处设置如图(a）所示的放气孔或如图(b）、图(c）所示专门的放气阀等排气装置。排气装置1缸盖；2放气小孔；3缸体；4活塞杆知识点三 液 压 缸知识点三 液 压 缸常见液压缸的职能符号与使用说明 三、知识点三 液 压 缸知识点三 液 压 缸液压缸常见故障及排除方法 四、知识点四 液 压 阀液压阀的作用、分类和要求 一、1.液压阀的作用液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类2.液压阀的分类知识点四 液 压 阀分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀椎阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀按操作方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二通插装阀）按其他方式分类开关或定值控制阀压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按控制方式分类电液比例阀电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电流比例复合阀、电流比例多路阀三级电液流量伺服伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服数字控制阀数字控制压力控制流量阀与方向阀 3.3.对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求油液流过的压力损失小；密封性能好；动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小；结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性好。知识点四 液 压 阀 1.1.单向阀单向阀1）普通单向阀普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不能反向倒流。普通单向阀1阀体；2阀芯；3弹簧方向控制阀 二、知识点四 液 压 阀 2）液控单向阀液控单向阀1活塞；2顶杆；3阀芯当控制口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样，压力油只能从油口P1流向油口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使油口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。知识点四 液 压 阀 2.2.换向阀换向阀1）转动式换向阀转动式换向阀1阀体；2阀芯；3操作手柄该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，油口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，油口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则油口P和B相通，A和T相通。知识点四 液 压 阀滑阀式电磁换向阀原理及职能符号2）滑阀式换向阀知识点四 液 压 阀3）三位换向滑阀的中位机能常见的滑阀操纵方式三位换向滑阀的左、右位是切换油液的流动方向以改变执行元件运动方向的。其中位为常态位置。利用中位P、A、B、T间通路的不同连接，可获得不同的中位机能以适应不同的工作要求。知识点四 液 压 阀流量控制阀 三、溢流节流阀工作原理及职能符号1液压缸；2安全阀；3溢流阀阀芯；4节流阀知识点四 液 压 阀 在液压传动系统中,控制油液压力高低的液压阀称为压力控制阀,简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。压力控制阀 四、知识点四 液 压 阀 1.1.溢流阀溢流阀1）溢流阀的作用溢流阀的作用1定量泵；2溢流阀；3节流阀；4液压缸；5变量泵知识点四 液 压 阀2）液压系统对溢流阀的性能要求（4）当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。（3）工作要平稳，且无振动和噪声。（2）灵敏度要高。（1）定压精度高。知识点四 液 压 阀3）常见溢流阀的结构和工作原理溢流阀1螺帽；2调压弹簧；3上盖；4阀芯；5阀体知识点四 液 压 阀4）溢流阀的应用溢流阀的应用知识点四 液 压 阀 2.2.减压阀减压阀减压阀是利用液流流经缝隙产生压力降的原理使得阀的出口压力低于进口压力的压力控制阀。常用于某一支路压力低于主油路压力的场合。减压阀按调节压力的不同可将减压阀分为定值减压阀(出口压力为定值）、定比减压阀(进口和出口压力之比为定值）和定差减压阀(进口和出口压力之差为定值）。减压阀知识点四 液 压 阀 液压蓄能器是能量存储装置，它在适当的时候把系统多余的压力油贮存起来，在需要时又释放出来供给系统，此外还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。蓄能器 一、知识点五 液压辅助元件 1.1.蓄能器的种类蓄能器的种类（1）弹簧式蓄能器是将液体的压力能转变成弹簧的弹性势能贮存起来。该蓄能器结构简单，容量小，油压稳定性差，常用于低压、小流量系统的蓄能和缓冲。常用的弹簧式蓄能器结构及职能符号1壳体；2弹簧；3活塞；4进油腔知识点五 液压辅助元件（2）气液式蓄能器是将液体压力能转变成气体压力能贮存起来。按气液隔离的方式不同，气液式蓄能器分为气液直接作用式蓄能器、活塞式蓄能器和气囊式蓄能器。活塞式蓄能器及其职能符号气囊式蓄能器及其职能符号1充气阀；2壳体；3气囊；4菌形阀知识点五 液压辅助元件 2.2.蓄能器的安装与使用蓄能器的安装与使用（1）皮囊式蓄能器一般须垂直安装，油口向下以减小皮囊与壳体的磨损，但空间受限制时也可倾斜或水平安装。（2）蓄能器必须用支承板和支架（夹紧板）可靠固定。（3）蓄能器用于短期大量供油时，最高压力一般不要超过最低压力的三倍，否则迅速压缩时气体温升很高，导致皮囊严重变形。（4）蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，便于充气，与泵之间应安装单向阀，防止蓄能器中油液在泵不工作时向泵倒流。知识点五 液压辅助元件过滤器二、过滤就是从油液中分离出非溶性固体微粒的过程。在液压系统中一般采用过滤器和过滤装置进行过滤。有资料显示液压系统的故障75%以上是由于油液污染造成的，混在工作介质中的颗粒污染物会加速液压元件的磨损、堵塞节流小孔，甚至使液压滑阀卡死。过滤精度是指过滤器对各种不同尺寸不溶性硬质粒子的滤除能力，是过滤器的重要性能指标。按滤除质颗粒大小不同分类：粗过滤器能滤出直径大于100m的杂质；普通过滤器滤出杂质直径为10100m；精密过滤器滤出杂质直径为510m；特精过滤器能滤出的杂质直径为15m。1.1.过滤器的作用及过滤精度过滤器的作用及过滤精度知识点五 液压辅助元件 2.2.过滤器的类型及性能过滤器的类型及性能1）表面型过滤器2）深度型过滤器3）磁性过滤器知识点五 液压辅助元件 3.3.过滤器的选用、安装及注意事项过滤器的选用、安装及注意事项过滤器一般按系统的类型与压力选择，当系统压力小于14MPa时，过滤精度为25m；系统压力为1432MPa时，过滤精度小于25m；系统压力大于32MPa时，过滤精度小于10m；液压伺服系统过滤精度小于5m。选择过滤器时应考虑滤孔尺寸、通过能力和耐压能力。过滤器有以下几种安装位置。（1）安装在泵的吸油口。（2）安装在泵的出口或精密液压元件前。（3）安装在回油路。（4）单独过滤系统。知识点五 液压辅助元件 过滤器使用时应注意以下几点。（1）按规定液流方向安装，否则会冲坏滤芯，造成系统污染。（2）当过滤器的压差指示（发讯）装置发出信号时，应及时清洗或更换滤芯。（3）清洗或更换滤芯时，要防止外界污染物侵入液压系统。（4）金属编织方孔滤芯可用刷子在汽油中刷洗；烧结类滤芯可用超声波清洗或液流反向冲洗；纸质滤芯及化纤滤芯只能在清洗液中刷洗。知识点五 液压辅助元件油管三、液压系统中，常用的油管有钢管、铜管、尼龙管、橡胶管和塑料管等，主要按压力和工作环境选择。无缝钢管能承受高压、价格低廉，但装配时弯曲困难，常用于中、高压系统中。铜管不易生锈、易弯曲，但价格昂贵、耐压较低、抗振能力差。橡胶软管常用在执行元件同油管一起运动的场合或很难装配之处。低压胶管是以麻线或棉织品为骨架；高压胶管以钢丝编织品或钢丝缠绕体为骨架，按承受压力不同分别有一层、二层或三层钢丝骨架。橡胶软管价格高、易老化。尼龙管加热后可随意弯曲成型、扩口，冷却后保持形状不变，视材质不同，承压能力为0.50.8MPa，目前仅用于低压系统。塑料管价格便宜、装配方便、耐压低、易老化，一般只用作回油管和泄油管。油管管径一般按使用液压元件的接口选取，然后进行流量和压力校核。1.1.油管的种类与选用油管的种类与选用知识点五 液压辅助元件 2.2.管接头管接头管接头是连接液压元件与油管之间的可拆式元件。要求连接可靠，拆装方便，密封性好。常用的管接头有卡套式、扩口式和焊接式，还有软管接头和快速接头等。管接头知识点五 液压辅助元件密封件四、1.O 1.O 形密封圈形密封圈O形密封圈是一种断面形状为圆形的耐油橡胶环。它是液压设备中使用得最多、最广泛的一种密封件，可用于静密封和动密封。为减少或避免运动时O形圈发生扭曲和变形，用于动密封的O形圈的断面直径较用于静密封的断面直径大。O形密封圈的安装知识点五 液压辅助元件 2.Y 2.Y形密封圈形密封圈Y形密封圈一般用聚氨酯橡胶和丁腈橡胶制成，其截面形状呈Y形。这种密封圈有一对与密封面接触的唇边，安装时唇口对着压力高的一边。油压低时，靠预压缩密封；油压高时，受油压作用两唇张开，贴紧密封面，能主动补偿磨损量，油压越高，唇边贴得越紧。双向受力时要成对使用。Y形密封圈的安装知识点五 液压辅助元件 3.V 3.V形密封圈形密封圈V形密封圈由多层涂胶织物压制而成，由三种不同截面形状的压环、密封环、支承环组成。压力小于10MPa时，使用一套三件已足够保证密封；压力更高时，可以增加中间密封环的个数。这种密封圈安装时应使密封环唇口面对压力油作用方向。V形密封的形状1压环；2密封环；3支承环知识点五 液压辅助元件 压力控制回路是用压力阀来控制和调节液压系统主油路或某一支路的压力，以满足执行元件速度换接回路所需的力或力矩的要求。利用压力控制回路可实现对系统进行调压(稳压）、减压、增压、卸荷、保压与平衡等各种控制。知识点六 典型控制回路压力控制回路一、1.1.调压回路调压回路单级调压回路多级调压回路二级调压回路知识点六 典型控制回路 2.2.减压回路减压回路最常见的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连，如图(a）所示。回路中的单向阀能在主油路压力降低(低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压作用，减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压。如图(b）所示为利用先导型减压阀2的远控口接一远控溢流阀1，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀1的调定压力值一定要低于阀2的调定减压值。减压回路1溢流阀；2先导型减压阀知识点六 典型控制回路3.3.增压回路增压回路增压回路知识点六 典型控制回路典型汽车制动液压工作原理分析二、制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。通常，把电磁阀直接控制轮缸制动压力的调节器称作循环式制动压力调节器，把间接控制制动压力的调节器称作可变容积式制动压力调节器。循环式制动压力调节器是在制动总缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和汽车防抱死制动系统ABS控制压力油路相通。循环式制动压力调节器的基本工作原理1制动踏板机构；2制动主缸；3回油泵；4蓄能器；5电磁阀；6制动轮缸知识点六 典型控制回路 1.1.常规制动（升压）状态常规制动（升压）状态在常规制动过程中，ABS系统不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀处于升压位置。制动主缸与轮缸相通，由制动主缸流入的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而增减，此时液压泵也不需要工作。循环式制动压力调节器常规制动（升压）状态知识点六 典型控制回路 1.1.常规制动（升压）状态常规制动（升压）状态当车速传感器发出抱死危险信号时，电控单元向电磁线圈输入一个较小的保持电流（约为最大电流的1/2），电磁阀处于保压位置。此时制动主缸、制动轮缸和回油孔相互隔离密封，制动轮缸中的制动压力保持一定。循环式制动压力调节器保压状态知识点六 典型控制回路 3.3.减压状态减压状态循环式制动压力调节器减压状态知识点六 典型控制回路 当压力下降后车轮转速太快时，电控单元便切断通往电磁阀的电流，制动主缸和制动轮缸再次相通，制动主缸中的高压制动液再次进入轮缸，使制动力增加。制动时，上述过程反复进行，直到解除制动为止。4.4.增压状态增压状态知识点六 典型控制回路谢谢观看THANKS