汽车典型液压系统及其设计课件

汽车典型液压系统及其设计 在汽在汽车底底盘上装上装设起重起重设备完成吊装任完成吊装任务的汽的汽车，称称为汽汽车起重机。起重机。汽汽车起重机广泛地起重机广泛地应用在运用在运输、装卸和筑路等、装卸和筑路等场合合或或临时吊装作吊装作业。随着液。随着液压元件的完善和液元件的完善和液压技技术的的发展，液展，液压式汽式汽车起重机的起重机的应用更加广泛，用更加广泛，优势更加更加突出。突出。汽汽车起重机可独立到达目的地，完成起重的作起重机可独立到达目的地，完成起重的作业循循环通常是：起吊通常是：起吊回回转卸卸载返回。返回。第一第一节 汽汽车起重机液起重机液压系系统2 2二、回二、回转机构液机构液压回回路路泵1.1油管油管5 阀6.2(下位下位)管路管路13 中心回中心回转接接头14 外外控控顺序序阀17 多路多路换向向阀23.2(上、中、下位上、中、下位)柱塞柱塞马达达42(顺、停、逆、停、逆)顺序序阀17的开启受到蓄的开启受到蓄能器能器21的的压力力(9MPa)控制。控制。5 5 三、臂架三、臂架变幅液幅液压回回路路 泵1.3 油管油管16 多路多路换向向阀23.5(上、下位上、下位)平衡平衡阀30 变幅缸幅缸40(增、增、减幅减幅)平衡平衡阀作用是使作用是使负载作用腔作用腔产生一定的背生一定的背压，以平衡，以平衡负载的作的作用力，同用力，同时又起到液又起到液压锁的作用，的作用，是是变幅回路中必不可少的元件。幅回路中必不可少的元件。应将其串将其串连在高在高压分支油路中，分支油路中，控制控制压力油向低力油向低压分支供油分支供油。6 6四、伸四、伸缩臂液臂液压回路回路 泵1.3 油管油管16 多路多路换向向阀23.4(上、下位上、下位)平衡平衡阀28 变幅幅缸缸41(缩回、伸出回、伸出)平衡平衡阀控制伸控制伸缩臂的臂的缩回速度。回速度。7 7 五、吊重起升液五、吊重起升液压回路回路 起升机构，即卷筒吊索机构，起升机构，即卷筒吊索机构，作用是作用是实现垂直起升和放下重物。垂直起升和放下重物。液液压起升机构用大起升机构用大转矩起升矩起升马达达38通通过减速器减速器驱动卷筒，液卷筒，液压马达的达的转速可通速可通过改改变发动机的机的转速来速来进行行调节。阀23.6为五位六通五位六通换向向阀，五位，五位是指操是指操纵此此阀可得到快、慢两可得到快、慢两挡起升和快、慢两起升和快、慢两挡下降速度以及下降速度以及中位。中位。8 81.慢慢挡上升上升 泵1.2 中心回中心回转接接头14 管路管路26 阀23.6向上第一向上第一挡(上数第二位置上数第二位置)平衡平衡阀39 起升起升马达达38的油口的油口A 低低转速工作，使重物慢速起升速工作，使重物慢速起升 泵1.3排出的油排出的油阀23.5的中位的中位阀23.6 管路管路25回油箱回油箱9 92.快快挡上升上升 阀23.6向上第二向上第二挡(上数第一位置上数第一位置)平衡平衡阀39 起升起升马达达38的油口的油口A 高高转速工作，使重物快速起升速工作，使重物快速起升 B口排出的油口排出的油阀23.6 管路管路25回油回油箱箱泵1.3 阀23.5 单向向阀24泵1.2 中心回中心回转接接头14 管路管路2610103.慢慢挡下降下降 泵1.2 中心回中心回转接接头14 管路管路26 阀23.6向下第一向下第一挡(上数第四位置上数第四位置)平衡平衡阀39 起升起升马达达38的油口的油口B 低低转速工作，使重物慢速下降速工作，使重物慢速下降 泵1.3排出的油排出的油阀23.5的中位的中位阀23.6 管路管路25回油箱回油箱 11114.快快挡下降下降 阀23.6向下第二向下第二挡(上数第五位置上数第五位置)平衡平衡阀39 起升起升马达达38的油口的油口B 高高转速工作，使重物快速下降速工作，使重物快速下降 A口排出的油口排出的油阀23.6 管路管路25回油回油箱箱 阀39限制限制马达的达的转速，防速，防止止重物超速下降。重物超速下降。泵1.3 阀23.5 单向向阀24泵1.2 中心回中心回转接接头14 管路管路261212六、吊重起升液六、吊重起升液压回回路与其制路与其制动、离合的、离合的配合配合 起升回路与其制起升回路与其制动、离合的配合、离合的配合对汽汽车起重机的操作起重机的操作较为重要。重要。操操纵阀22(左、中、右位左、中、右位)、离合器、离合器37(松、松、接松、松、接)、制、制动缸缸35(松、抱、松、抱、松松)、重物、重物(下降、停止、上升或下降下降、停止、上升或下降)。1313第二第二节 自自动变速器液速器液压控制系控制系统 汽汽车传动系系中中的的变速速器器控控制制自自动化化是是汽汽车发展展的的较高高级阶段段，自自动变速速器器能能根根据据车速速与与发动机机负荷荷的的变化化情情况况及及时、自自动地地进行行传动比比变换（换挡），从从而而使使操操作作简单省省力力，减减轻驾车者者的的疲疲劳强度。度。汽汽车自自动变速速器器可可分分为三三种种类型型：电控控液液力力机机械械自自动变速速器器（Automatic Transmission，AT），电控控机机械械式式自自动变速速器器（Automated Mechanical Transmission，AMT）和和连续可可变传动 比比 自自 动 变 速速 器器（Continuously Variable Transmission，CVT）。）。一、液一、液压控制系控制系统的的组成成 二、液二、液压控制系控制系统各装置各装置组成件的成件的结构与工作原理构与工作原理1414一、液一、液压控制系控制系统的的组成成 自自动变速器的自速器的自动控制是依靠由控制是依靠由动力元件、力元件、执行机构和控制行机构和控制机构机构组成的液成的液压控制系控制系统完成的。完成的。动力元件是液力元件是液压泵。执行机行机构包括各离合器、制构包括各离合器、制动器的液器的液压缸。控制机构包括主油路缸。控制机构包括主油路调压阀、手、手动阀、换挡阀及及锁止离合器控制止离合器控制阀等，安装在自等，安装在自动变速速器上。器上。15151.液液压泵 a)半月形半月形齿轮泵 b)转子子泵 c)叶片叶片泵 1腔室腔室 2外部元件外部元件 3内部元件内部元件16162.主油路系主油路系统 (1)主油路主油路调压阀 主油路主油路调压阀的主要作的主要作用是根据用是根据车速和速和发动机机负荷率的荷率的变化，将液化，将液压泵的的压力精确力精确调节至至规定定值，形成，形成稳定的工作定的工作油油压再再输入主油路。入主油路。1717不同油不同油压的功能要求的功能要求 1）当当发动机机节气气门开开度度较小小时，主主油油路路压力力可可以以适适当当降降低低；而而当当发动机机节气气门开开度度较大大时，主主油油路路压力要升高才能力要升高才能满足要求。足要求。2）汽汽车以以中中、低低速速行行驶时，所所传递的的转矩矩较大大，主主油油路路需需有有较高高的的压力力（1.05MPa）；而而在在高高速速挡行行驶时，主油路油，主油路油压可降低。可降低。3）倒倒挡时，需需提提高高操操纵油油压（主主油油路路油油压升升高高到到1.75MPa）来避免出）来避免出现打滑。打滑。1818主油路主油路压力力调节方式方式 1）由由选挡手手柄柄的的位位置置调节主主油油路路的的压力力，在在中中低低挡及及倒倒挡时需需增增加加主主油油路路的的压力力，以以满足足汽汽车不不同工况同工况对油油压的要求。的要求。2）由）由挡位及位及节气气门开度开度调节主油路的主油路的压力。力。3）由由挡位位、节气气门开开度度和和车辆行行驶速速度度调节主主油油路的路的压力。目前，力。目前，这种方式的种方式的应用是最广泛的。用是最广泛的。1919（2）主主油油路路副副调压阀（变矩矩器器阀）主主油油路路副副调压阀的的作作用用是是根根据据汽汽车行行驶速速度度和和节气气门开开度度的的变化化，自自动调节液液力力变矩矩器器的的液液压，并并保保证各各摩摩擦擦副副润滑滑的的油油压和和流流向向液液压油油冷冷却却装装置置的的油油压，实际上上是一个限是一个限压滑滑阀。2020（3）换挡阀组 换挡阀组包包括括手手动换挡阀和和换挡阀。换挡阀组通通过改改变液液压操操纵油油路路的的方方向向来来控控制制执行行机构的工作，使自机构的工作，使自动变速器完成速器完成换挡动作。作。2121手手动阀 驾驶室内的室内的变速器速器选挡操操纵手柄通手柄通过一定的一定的连杆机杆机构与手构与手动阀相相连，手，手动阀是安装在控制系是安装在控制系统阀板板总成成中的多路中的多路换向向阀，其作用是根据不同的，其作用是根据不同的选挡杆位置依杆位置依次将管路次将管路压力油接入相力油接入相应各各挡的油路。的油路。2222换挡阀（变速速阀）电液式控制系液式控制系统换挡阀的工作完全的工作完全由由换挡电磁磁阀控制。控制。a）电磁磁阀关关闭 b）电磁磁阀开启开启2323电磁磁阀与与换挡阀工作情况工作情况 换挡阀挡位位换 挡 情情 况况原理原理图12换挡阀1 ECU给出出信信号号关关闭电磁磁阀A，而而让电磁磁阀B通通电，12挡换挡阀阀心心向向左左移移动，关关闭2挡油油路路；23挡换挡阀阀心心右右移移，关关闭3挡油油路路，同同时主主油油路路油油压作作用用在在34挡换挡阀阀心心右右端端，让34挡换挡阀阀心心停停留留在在右右位位，即即只只有有1挡油油路路连通通，变速器挂入速器挂入1挡2 ECU给出出信信号号让电磁磁阀A和和电磁磁阀B同同时通通电，12换挡阀右右端端油油压下下降降，阀心心向向右右移移动，打打开开2挡油路，油路，变速器挂入速器挂入2挡2424换挡阀挡位位换 挡 情情 况况原理原理图23换挡阀3 23换挡阀由由换挡电磁磁阀B控控制制，故故此此时不不考考虑换挡电磁磁阀A（换挡电磁磁阀A通通电）。ECU给出出信信号号让电磁磁阀B断断电，23挡电磁磁阀右右端端油油压上上升升，阀心心向向左左移移动，打打开开3挡油油路路，变速速器器挂挂入入3挡。同同时主主油油路路油油压作作用用在在12挡换挡阀左左端端，而而让34挡换挡阀阀心心左左端端控控制制油油压泄泄压2 如如要要强强制制降降入入2挡，换挡电磁磁阀B通通电（换挡电磁磁阀A通通电）2525换挡阀挡位位换 挡 情情 况况原理原理图34换挡阀4 ECU给出出信信号号使使电磁磁阀A和和电磁磁阀B均均不不通通电，34挡换挡阀阀心心右右端端控控制制压力力升升高高，阀心心向向左左移移动，关关闭直直接接挡离离合合器器油油路路，接接通通超超速速制制动器器油油路路，由由于于12挡换挡阀阀心心左左端端作作用用着着主主油油路路油油压，虽然然右右端端有有压力力油油作作用用，但但阀心心仍仍然然保保持持在在右右端不能左移端不能左移3 如如要要强强制制挂挂入入3挡，换挡电磁磁阀A通通电，换挡电磁磁阀B不不通通电2626（4）锁止控制系止控制系统 作用是控制液力作用是控制液力变矩器的油矩器的油压以及以及锁止离合器的工作，主要元件止离合器的工作，主要元件为锁止离合器控制止离合器控制阀。1变矩器矩器 2锁止离合器止离合器 3脉冲脉冲线性式性式锁止止电磁磁阀 4锁止离合器止离合器控制控制阀2727（5）缓冲冲安安全全系系统 提提高高自自动变速速器器换挡品品质和和汽汽车的的乘乘坐坐舒舒适适性性，取取决决于于执行行机机构构各各元元件件的的工工作作性能。性能。为此此，在在液液压系系统中中设置置了了缓冲冲安安全全系系统，以以保保证换挡的可靠性和平的可靠性和平顺性。性。为防防止止自自动变速速器器在在换挡时出出现冲冲击，装装有有许多多起起缓冲冲和和安安全全作作用用的的缓冲冲阀、蓄蓄压减减振振器器。这类装装置置统称称为缓冲安全系冲安全系统。2828缓冲冲阀 缓冲冲阀的作用是改善的作用是改善换挡的平的平顺性性。a)手控制手控制阀在前在前进挡位置位置 b)抬起加速踏板抬起加速踏板换直接直接挡1滑滑阀 2弹簧簧 3阀座座2929蓄能器蓄能器缓冲冲换挡冲冲击 3030第三第三节 汽汽车防滑液防滑液压控制系控制系统 一、一、ABS液液压系系统的的组成和工作原理成和工作原理 二、二、ASR液液压系系统的的组成和工作原理成和工作原理3131（一）（一）ABSABS的基本的基本组成成电控控单元，元，传感器，感器，执行机构。行机构。1轮速速传感器感器 2轮缸缸 3液液压调节器器 4制制动主缸主缸 5ABS ECU 6报警灯警灯32321.ABS ECUABS ECU ABS ECU接收各接收各传感器的信号，感器的信号，计算出算出车速、速、轮速、滑移速、滑移率和率和车轮的减速度、加速度，并向的减速度、加速度，并向ABS执行机构下达控制指令行机构下达控制指令来来调节各各车轮制制动器的制器的制动油油压，控制各种，控制各种执行器工作。行器工作。33332.传感器感器 ABS采用的采用的传感器包括感器包括轮速速传感器和汽感器和汽车减速度减速度传感器两种。感器两种。一般一般轮速速传感器都安装在感器都安装在车轮上，有些后上，有些后轮驱动的的车辆将将检测后后轮速度的速度的传感器安装在差速器内，通感器安装在差速器内，通过后后轴转速来速来检测，故又称之，故又称之为轴速速传感器。目前，感器。目前，国内外国内外ABS控制控制车速范速范围是是15160km/h，并将逐，并将逐渐扩大到大到8260km/h，甚至更大。，甚至更大。霍霍尔效效应式式轮速速传感器适感器适应面更广，面更广，现已得到广泛已得到广泛的的应用。用。3434执行机构行机构 ABS执行行机机构构主主要要由由制制动压力力调节器器和和ABS报警警灯灯组成。成。液液压式式制制动压力力调节器器主主要要由由电磁磁阀、液液压泵和和储液液器器等等组成成。制制动压力力调节器器串串接接在在制制动主主缸缸和和轮缸缸之之间，通，通过电磁磁阀直接或直接或间接地控制接地控制轮缸的制缸的制动压力。力。根根据据工工作作原原理理的的不不同同，液液压制制动系系统装装用用的的制制动压力力调节器器有有循循环式式（压力力调节器器通通过电磁磁阀直直接接控控制制制制动压力力）和和可可变容容积式式（压力力调节器器通通过电磁磁阀间接控制制接控制制动压力）两种。力）两种。35351轮缸缸 2电磁磁阀 3电动液液压泵 4蓄蓄能器能器（1）循循环式制式制动压力力调节器器3636电磁磁阀3737回油回油泵与蓄能器与蓄能器 1偏心偏心轮 2回油回油泵柱塞柱塞 3回油回油泵 4蓄能器蓄能器 B通蓄能器通蓄能器 A通通轮缸缸3838常常规制制动过程程1 1电磁磁阀2 2ECU3 3传感器感器4 4车轮5 5轮缸缸6 6液液压部件部件7 7主缸主缸8 8线圈圈9 9阀心心1010储液器液器1111回油回油泵1212踏板踏板3939保保压过程程1 1电磁磁阀2 2ECU3 3传感器感器4 4车轮5 5轮缸缸6 6主缸主缸7 7线圈圈8 8回油回油泵 9 9储液器液器1010踏板踏板4040减减压过程程1 1电磁磁阀2 2ECU3 3传感器感器4 4车轮5 5轮缸缸6 6液液压部件部件7 7主缸主缸8 8线圈圈9 9储液器液器1010电动机机1111回油回油泵1212踏板踏板4141可可变容容积式式压力力调节器器常常规制制动过程程1 1ECU2 2传感器感器3 3车轮4 4轮缸缸5 5储液器液器6 6线圈圈7 7液液压泵8 8电磁磁阀9 9柱塞柱塞1010单向向阀1111液液压部件部件1212主缸主缸1313踏板踏板 4242减减压过程程1 1ECU2 2轮缸缸3 3传感器感器4 4车轮5 5储液器液器6 6线圈圈7 7柱塞柱塞8 8电磁磁阀9 9液液压泵1010蓄能器蓄能器1111单向向阀1212液液压部件部件1313主缸主缸1414踏板踏板4343保保压过程程1 1ECU2 2轮缸缸3 3传感器感器4 4车轮5 5储液器液器6 6线圈圈7 7液液压泵8 8电磁磁阀9 9柱塞柱塞1010单向向阀1111液液压部件部件1212主缸主缸1313踏板踏板 4444增增压过程程1 1ECU2 2传感器感器3 3车轮4 4轮缸缸5 5储液器液器6 6线圈圈7 7柱塞柱塞8 8电磁磁阀9 9液液压泵1010蓄能器蓄能器1111单向向阀1212液液压部件部件1313主缸主缸1414踏板踏板45454.ABS的分的分类序序号号控制方控制方式式应 用用 情情 况况图 例例1四四传感感器四通器四通道四道四轮独立独立控制控制 通通过各各车轮车速速传感器的信号分感器的信号分别对各各车轮制制动压力力单独独进行控制。适用于双制行控制。适用于双制动管路管路为前、后前、后轮独立布置型式的汽独立布置型式的汽车。日本。日本本田本田车系采用系采用该控制方式。控制方式。该系系统在左右在左右侧车轮附着系数相近的路面上，制附着系数相近的路面上，制动距离和操距离和操纵性最好，但在左、右性最好，但在左、右车轮所所处路面条件不路面条件不同同时方向方向稳定性定性较差，原因是同一差，原因是同一轴上左右上左右车轮的制的制动力不同，使汽力不同，使汽车产生生较大的偏大的偏转力矩而力矩而产生制生制动跑偏跑偏2四四传感感器四通器四通道前道前轮独立独立一后一后轮选择控控制方式制方式 一般采用低一般采用低选择控制，即以易抱死的控制，即以易抱死的车轮为标准，准，给两后两后轮施加相等的制施加相等的制动压力控力控制制车轮转动。此种控制方式。此种控制方式应用于用于X X型制型制动双管路汽双管路汽车，因，因为左右后左右后轮不是同一制不是同一制动管管路，因此需要采用四个通道。此种形式的操路，因此需要采用四个通道。此种形式的操纵性、性、稳定性均定性均较好，但制好，但制动效能稍差效能稍差46463四四传感感器器三三通通道道前前轮独独立立后后轮低低选择控控制制方式方式 用用于于双双制制动管管路路前前后后布布置置型型式式的的后后轮驱动汽汽车。采采用用四四个个车速速传感感器器实现两两前前轮的的单独独控控制制和和两两后后驱动轮的的低低选择控控制制，其其性性能能与与控控制制方方式式2 2相相同同，操操纵性性、稳定定性性较好好，但但制制动性性能能稍稍差差。我我国国许多多国国产车型采用此控制方式型采用此控制方式4三三传感感器器三三通通道道前前轮独独立立后后轮低低选择控控制制方式方式 用用于于双双制制动管管路路前前后后独独立立布布置置且且采采用用后后轮驱动的的汽汽车，前前轮有有单独独的的转速速传感感器器。后后轮轮速速由由差差速速器器上上的的测速速传感感器器检测，按按低低选择控控制制方方式式用用一一条条制制动管管路路对后后轮进行行制制动控控制制，其其性性能能与与第第3 3种种方方式相近式相近47475四四传感器感器二通道二通道前前轮独立独立控制方式控制方式 用于用于X型双制型双制动管路汽管路汽车的的简易控制系易控制系统。前前轮独立控制，制独立控制，制动液通液通过比例比例阀(PV阀)按按一定比例减一定比例减压后后传至至对角后角后轮。与三通道、。与三通道、四通道的四通道的ABS相比，其后相比，其后轮制制动力有所降低，力有所降低，制制动效能稍有下降，但后效能稍有下降，但后轮侧滑滑较小。小。该控控制方式属于双通道式，可减少制方式属于双通道式，可减少压力力调节器个器个数，成本数，成本较低，低，应用用较少少6四四传感器感器二通道二通道前前轮独立独立后后轮低低选择控制控制方式方式 在通往后在通往后轮的两通道上增加一个低的两通道上增加一个低选择阀(SLV阀)代替第代替第5种中的种中的PV阀。SLV阀的存在的存在可使汽可使汽车在不在不对称路面制称路面制动时，高，高侧前前轮的高的高压不直接不直接传至低至低侧对角后角后轮，而只升，而只升至与低至与低侧前前轮相同的相同的压力，从而防止低力，从而防止低侧后后轮抱死。抱死。这种控制方式的效果接近三通种控制方式的效果接近三通道或四通道控制的道或四通道控制的ABS7一一传感器感器一通道一通道后后轮近似近似低低选择控控制系制系统制制动方式方式 用于制用于制动管路前后布置且采用后管路前后布置且采用后轮驱动的的汽汽车。在后。在后轮制制动器器总管中只管中只设置一个制置一个制动压力力调节器，只器，只对后后轮采用近似低采用近似低选择的控的控制方式。由于没有制方式。由于没有对前前轮进行控制，故前行控制，故前轮易抱死，易抱死，转向操向操纵性差，制性差，制动距离距离较长，但，但结构构简单，装，装车成本更低，成本更低，应用于一些用于一些轻型型载货汽汽车上上4848（二）（二）ABS的工作原理的工作原理 通通过轮速速传感感器器测量量车轮转速速并并将将这一一数数据据传送送到到ECU上。上。ECU利用利用车轮转速速传感器信号来感器信号来计算算车速。速。在在制制动过程程中中，车轮转速速可可与与固固化化在在ECU中中的的理理想想减减速速度度的的特特性性曲曲线相相比比较。如如果果ECU判判断断出出车轮减减速速度度太太大大和和车轮即即将将抱抱死死，它它就就将将信信号号传送送给液液压执行行装装置置。液液压执行行装装置置根根据据来来自自ECU的的信信号号能能够迅迅速速地地对制制动器器进行行保保压、减减压、升升压或或常常规制制动，动作作频率率能能达达到到10次次/s以以上上。ABS的的功功用用就就是是控控制制实际的的制制动过程，使之接近于理想制程，使之接近于理想制动过程。程。4949（一）（一）ASR的基本的基本组成成1右前右前轮速速传感器感器 2比例比例阀和差和差压阀 3制制动主缸主缸 4ASR制制动压力力调节器器 5右后右后轮速速传感器感器 6左后左后轮速速传感感器器7发动机控制机控制电脑 8ABSASR控制控制电脑 9ASR关关闭指示灯指示灯 10ASR工作指示灯工作指示灯 11ASR选择开关开关12左前左前轮速速传感器感器 13主主节气气门位置位置传感器感器 14辅助助节气气门位置位置传感器感器 15辅助助节气气门驱动步步进电动机机16ABS制制动压力力调节器器5050ASR ECU ASR和和ABS的的一一些些信信号号输入入和和处理理都都是是相相同同的的，为减减少少电子子元元件件的的使使用用量量，使使结构构更更加加紧凑凑，ASR控控制制器器与与ABS电子子控控制制单元元通通常常集集成成在在一一起起，成成为ABS/ASR ECU。5151ASR 传感器感器 ASR与与ABS共用共用轮速速传感器，而感器，而节气气门开度开度传感感器器则与与发动机机电子控制系子控制系统共享。共享。ASR选择开关是开关是ASR专用的信号用的信号输入装置，将入装置，将ASR选择开关关开关关闭，ASR就不起作用。就不起作用。5252ASR 执行机构行机构 在通往在通往驱动车轮制制动轮缸的管路中增缸的管路中增设了一个了一个ASR制制动压力力调节器，器，ASR制制动压力源是蓄能器，力源是蓄能器，通通过电磁磁阀来来调节驱动车轮制制动压力的大小。力的大小。ASR制制动压力力调节器器对滑滑转车轮施加制施加制动力并且力并且控制制控制制动力的大小，将滑力的大小，将滑转车轮的滑的滑转率控制在目率控制在目标范范围之内。之内。ASR制制动压力力调节器的器的结构形式有构形式有单独方式和独方式和组合方式两种。合方式两种。5353单独方式的独方式的ASR制制动压力力调节器器 1ABS制制动压力力调节器器2ASR制制动压力力调节器器 3调压缸缸 4三位三通三位三通电磁磁阀 5蓄能器蓄能器 6压力开关力开关 7驱动轮制制动器器5454组合方式的合方式的ASR制制动压力力调节器器 1液液压泵 2ABSASR制制动压力力调节器器 3、8、9电磁磁阀4蓄能器蓄能器 5压力开关力开关 6循循环泵 7储液器液器 10、11驱动轮制制动器器5555节气气门驱动装置装置 应用用最最广广的的方方法法是是ASR ECU通通过改改变发动机机辅助助节气气门的的开开度度来来控控制制发动机机的的输出出功功率率。在在ASR不不起起作作用用时，辅助助节气气门处于全开位置。于全开位置。当当需需要要减减小小发动机机的的驱动转矩矩来来控控制制车轮滑滑转时，ASR ECU就就输出出控控制制信信号号，使使辅助助节气气门驱动装装置置工工作作（节气气门驱动装装置置一一般般由由步步进电动机机和和传动机机构构组成成。步步进电动机机根根据据ASR ECU输出出的的控控制制脉脉冲冲转动规定定的的转角角，通通过传动机机构构带动辅助助节气气门转动），减减小小辅助助节气气门的的开开度度使使发动机机进气气量量减减少少，从从而而达达到到控控制制发动机的机的输出功率、抑制出功率、抑制驱动车轮滑滑转的目的。的目的。5656（二）（二）ASR的工作原理的工作原理 汽汽车行行驶时，ECU根据根据轮速速传感器感器产生的生的驱动车轮及非及非驱动车轮的的转速信号，确定速信号，确定驱动车轮的滑的滑转率，如果率，如果ECU判断滑判断滑转率超出了目率超出了目标范范围，ECU再再综合参考合参考节气气门开度信号、开度信号、发动机机转速信号、速信号、转向向信号等因素确定控制方式，向相信号等因素确定控制方式，向相应执行机构行机构发出指出指令，使令，使驱动副副节气气门的步的步进电动机机动作，减小作，减小节气气门的开度，的开度，发动机的机的输出出转矩减小，矩减小，驱动轮上的上的驱动力矩也随着减小，从而将力矩也随着减小，从而将驱动车轮的滑的滑转率控制率控制在目在目标值之内。之内。5757（三）（三）ABS与与ASR的比的比较 ABS是是在在车速速大大于于8km/h时制制动才才发挥作作用用，ASR则是是在在汽汽车行行驶的的过程程中中起起作作用用，但但当当车速速大大于于80120km/h时一般不起作用。一般不起作用。5858第四第四节 汽汽车液液压悬架系架系统 一、汽一、汽车电控液控液压悬架系架系统的的组成和工作原理成和工作原理 二、二、车高控制系高控制系统 三、自适三、自适应悬架系架系统5959一、汽一、汽车电控液控液压悬架系架系统的的组成和工作原成和工作原理理6060液液压控制油路控制油路1液液压泵 2调压阀 3车身身 4液液压缸缸 5缓冲腔冲腔 6衰减衰减阀 7螺旋螺旋弹簧簧6161二、二、车高控制系高控制系统 车高高控控制制系系统是是在在被被动悬架架的的基基础上上加加装装水水平平高高度度调节机构形成的。机构形成的。它它能能够根根据据车身身负载的的变化化自自行行调节，使使车身身高高度度不不随随乘乘员和和载荷荷的的变化化而而改改变，保保证悬架架始始终都都有合适的工作行程。有合适的工作行程。车高高控控制制系系统的的执行行机机构构通通常常由由空空气气或或油油气气弹簧簧组成成，因因而而高高度度调整整机机构构一一般般分分为空空压式式与与液液压式式两两类。液液压式式又又分分为千千斤斤顶式式和和液液压气气动式式，可可与与普通普通弹簧并簧并联使用。使用。6262液液压千斤千斤顶式式车身高度身高度调节机构机构6363液液压气气动机械控制式机械控制式车身高度身高度调节机机构构 1油箱油箱 2液液压泵 3管路管路 4、5、12、13带气体气体弹簧的液簧的液压缸缸 6漏液回收回路漏液回收回路 7高度高度调节阀（前（前桥）8前前桥制制动阀 9优先控先控制制阀 10后后桥制制动阀 11高度高度调节阀（后（后桥）6464三、自适三、自适应悬架系架系统 自适自适应悬架的架的刚度和阻尼特性能根据度和阻尼特性能根据车辆的行的行驶条件条件进行自适行自适应调节。当汽当汽车在正常路面行在正常路面行驶时，悬架的架的刚度和阻尼度和阻尼应设置得置得较低，以保低，以保证乘坐舒适性。乘坐舒适性。在急在急转弯、快速起弯、快速起动及及紧急制急制动时，提高阻尼可，提高阻尼可减少减少车身姿身姿态变化。在凸凹不平及坏路面行化。在凸凹不平及坏路面行驶时，提高阻尼力能快速吸收提高阻尼力能快速吸收车身的振身的振动，并降低，并降低轮胎接胎接地点力的地点力的变化，减少化，减少轮胎胎动负荷。荷。6565液力主液力主动控制自适控制自适应悬架系架系统 6666第五第五节 液液压动力力转向系向系统 在汽在汽车转向系向系统中增中增设动力装置后就称力装置后就称为“动力力转向向”。采用采用动力力转向的目的，是使向的目的，是使转向躁向躁纵轻便，改善响便，改善响应特性。特性。目前的目前的动力力转向装置均采用液向装置均采用液压作作动力，利用油力，利用油泵来建立来建立液液压，再，再经过控制控制阀来来调节液液压油的流量，根据汽油的流量，根据汽车的行的行驶状状态，控制，控制转向系向系统。在。在转向向时，转向向动作仍由作仍由驾驶员来完来完成，但作用在成，但作用在转向机构上的力向机构上的力则由由动力装置提供，因此，能力装置提供，因此，能使使转向向轻便省力。便省力。一、液一、液压动力力转向系向系统概述及分概述及分类 二、液二、液压动力力转向系向系统的的组成和工作原理成和工作原理6767一、液一、液压动力力转向系向系统概述及分概述及分类 液液压式式动力力转向向系系统是是以以液液体体的的压力力作作动力力完完成成转向向加加力力动作作的的，工工作作介介质多多用用油油液液，工工作作压力力一一般般为815MPa。与与气气压动力力转向向比比较，工工作作压力力高高、动力力缸缸尺尺寸寸小小、结构构紧凑凑、质量量小小；由由于于油油液液具具有有不不可可压缩性性，所所以以液液压式式动力力转向向灵灵敏敏度度高高、系系统刚性性好好；油油液液的的阻阻尼尼作作用用可可以以吸吸收收路路面面冲冲击；助助力力装装置置也也无无需需润滑滑。缺缺点点是是结构构复复杂，对加加工工精精度度和和密封要求高等。密封要求高等。液液压式式动力力转向向系系统按按液液流流的的形形式式分分为常常流流式式和和常常压式两种。式两种。6868常流式液常流式液压动力力转向系向系统 常流式是指汽常流式是指汽车在行在行驶中，中，转向向盘保持不保持不动，控制控制阀中的滑中的滑阀在中在中间位置位置时油路保持油路保持畅通，通，即油液从油罐吸入液即油液从油罐吸入液压泵，又被液，又被液压泵排出，排出，经控制控制阀回到油罐，一回到油罐，一直直处于常流状于常流状态。1转向油罐向油罐 2转向液向液压泵 3转向管路向管路 4动力力转向器向器6969常常压式液式液压动力力转向系向系统 常常压式式是是指指汽汽车行行驶中中，无无论转向向盘转动或或不不转动，整整个个液液压系系统一一直直保保持持高高压。通通常常用用蓄蓄能能器器保保持持压力力，控控制制阀是是常常闭的的。平平时液液压泵工工作作以以提提高高蓄蓄能能器器的的压力力，达达到到最最大大工工作作压力力后后，液液压泵自自动卸卸载而空而空转。与与常常流流式式相相比比，常常压式式液液压元元件件多多，结构构复复杂；蓄蓄能能器器增增加加了了充充氮氮的的工工序序；对系系统的的密密封封要要求求更更高高；液液压泵的的磨磨损较大大；在在转向向阻阻力力较小小时，消消耗耗的的功功率率也也较大大。由由于于这些些问题的的存存在在，限限制制了了它它的的使使用用，目前常目前常压式式转向系向系统应用用较少。少。7070分分 类 液液压动力力转向向系系统按按控控制制阀形形式式分分为滑滑阀式式和和转阀式两种。式两种。按按动力力缸缸、控控制制阀和和转向向器器的的相相互互位位置置可可分分为整整体体式式和和分分置置式式两两种种：动力力缸缸、控控制制阀与与转向向器器合合为一一体体的的为整整体体式式；动力力缸缸和和转向向器器分分开开布布置置的的为分分置式。置式。按按控控制制阀的的位位置置分分为三三种种形形式式：控控制制阀装装在在转向向器器上上的的为半半整整体体式式；控控制制阀装装在在动力力缸缸上上的的为联阀式式；控控制制阀装装在在转向向器器和和动力力缸缸之之间的的拉拉杆杆上上的的为联杆式。杆式。7171整体式与分置式的比整体式与分置式的比较 整整体体式式动力力转向向系系统结构构紧凑凑、管管路路少少、支支架架小小、质量量小小、易易于于布布置置，因因而而在在部部分分重重型型汽汽车、中中型型汽汽车和和绝大大多多数数高高级轿车上上得得到到应用用。缺缺点点是是不不能能用用于于吨吨位位较大大的的重重型型汽汽车上上，前前轴负荷要小或等于荷要小或等于8t。分分置置式式动力力转向向系系统结构构简单，根根据据不不同同车型型的的需需要要将将控控制制阀灵灵活活地地布布置置在在转向向器器、动力力缸缸或或拉拉杆杆上上。可可选用用现有有的的转向向器器，加加装装控控制制阀、动力力缸缸及及液液压泵和和管管路路等等，组成成动力力转向向系系统。但但其其管管路路布布置置要要比比整整体体式式复复杂得得多多，零零件件的的数数量量也也增增加加了了。其其显著著特特点点是是承承受受载荷荷的的限限制制较小小，特特别是是对超超重重型型汽汽车和和特特种种汽汽车，可可以以视需需要要增增加加动力力缸缸的的数数目目，增增大大缸缸径径或或改改变动力力缸的位置，以缸的位置，以满足足转向阻力矩增大的需要。向阻力矩增大的需要。7272 1.整体式整体式动力力转向系向系统 该动力力转向系向系统由由转向油罐、向油罐、转向液向液压泵、转向管路、整体式向管路、整体式动力力转向器向器组成。成。1转向油罐向油罐 2转向液向液压泵 3转向管路向管路 4动力力转向器向器73732.半整体式半整体式动力力转向系向系统 该转向系向系统中的中的转向器向器大都是滑大都是滑阀式式结构。构。a)保持保持转向向盘不不动时 b)向左向左转动转向向盘时1转向向盘 2动力缸力缸 3转向螺杆向螺杆 4转向螺向螺母母 5摇臂臂轴 6转向向摇臂臂 7复位装置复位装置 8单向向阀 9油罐油罐 10转向液向液压泵 11阀体体 12滑滑阀74743.联阀式式动力力转向系向系统 该系系统的控制的控制阀与与动力缸合力缸合为一体。一体。a)保持保持转向向盘不不动时 b)向左向左转动转向向盘时1转向向盘 2螺杆螺杆 3螺母螺母 4摇臂臂轴 5摇臂臂 6中中间摇臂臂 7副拉杆副拉杆 8油罐油罐 9液液压泵 10溢流溢流阀 11阀体体 12滑滑阀 13复位装置复位装置 14动力缸力缸7575第六第六节 液液压系系统设计及其及其实例例 系系统重量重量轻、体、体积小、效率高、工作可靠、小、效率高、工作可靠、结构构简单、操作和、操作和维护保养方便、保养方便、经济性好。性好。设计步步骤大致大致为：1）明确）明确设计要求；要求；2）分析系）分析系统工况，工况，进行行总体体规划；划；3）草）草拟液液压系系统原理原理图；4）选择液液压元件；元件；5）验算液算液压系系统性能。性能。一、液一、液压系系统设计 二、液二、液压系系统设计计算算举例例76761.设计要求要求 1）明确主机用途、操作）明确主机用途、操作过程、周期程、周期时间、工作特、工作特点、性能指点、性能指标和作和作业环境的要求；境的要求；2）明确液）明确液压系系统必必须完成的完成的动作，运作，运动形式，形式，执行元件的行元件的载荷特性、行程和荷特性、行程和对速度的要求；速度的要求；3）动作的作的顺序、控制精度、自序、控制精度、自动化程度和化程度和连锁要要求；求；4）防）防尘、防寒、防爆、噪声控制要求；、防寒、防爆、噪声控制要求；5）效率、成本、）效率、成本、经济性和可靠性要求等。性和可靠性要求等。77772.总体体规划划（1）确定液确定液压执行元件行元件类型型特点特点应用用可可选用或需用或需设计柱柱塞塞缸缸单出杆出杆 结构构简单，制造容易；靠自，制造容易；靠自重或外力回程重或外力回程 液液压机、千斤机、千斤顶、小缸、小缸用于定位和用于定位和夹紧 选用或自行用或自行设计双出杆双出杆 结构构简单，杆在两，杆在两处有有导向，向，可做得可做得细长 液液压机、注塑机机、注塑机动梁回梁回程缸程缸 自行自行设计活活塞塞缸缸双出杆双出杆 两杆直径相等，往返速度和两杆直径相等，往返速度和出力相同；两杆直径不等，往返出力相同；两杆直径不等，往返速度和出力不同速度和出力不同 磨床；往返速度相同或磨床；往返速度相同或不同的机构不同的机构 选用或自行用或自行设计单出杆出杆 一般一般连接，往返方向的速度接，往返方向的速度和出力不同；差和出力不同；差动连接，可以接，可以实现快快进 各各类机械机械 选用，非用，非产品型号缸品型号缸自行自行设计复合增速缸复合增速缸 可可获得多种出力和速度，得多种出力和速度，结构构紧凑，制造凑，制造较难 液液压机、注塑机、数控机、注塑机、数控机床机床换刀机构刀机构 自行自行设计复合增复合增压缸缸 体体积小，出力大，行程小小，出力大，行程小 模具成形模具成形挤压机、金属机、金属成形成形压印机、六面印机、六面顶 选用或自行用或自行设计多多级液液压缸缸 行程是缸行程是缸长的数倍，的数倍，节省安省安装空装空间 汽汽车车厢举倾缸、起重缸、起重机臂伸机臂伸缩缸缸 选用用叶片式叶片式摆动缸缸 单叶片式叶片式转角角3603600 0；双叶片；双叶片式式转角角1801800 0。体。体积小，密封小，密封较难 机床机床夹具、流水具、流水线转向向调头装置、装装置、装载机翻斗机翻斗 选用用7878类型型特点特点 应用用可可选用或需用或需设计齿轮马达达 转速高，速高，转矩小，矩小，结构构简单，价廉，价廉钻床、床、风扇扇传动选用用摆线齿轮马达达 速度中等，速度中等，转矩范矩范围宽，结构构简单，价，价廉廉 塑料机械、煤塑料机械、煤矿机机械、挖掘机行走机械械、挖掘机行走机械选用用叶片叶片马达达 转速高，速高，转矩小，矩小，转动惯量小，量小，动作灵作灵敏，脉敏，脉动小，噪声低小，噪声低 磨床回磨床回转工作台、工作台、机床操机床操纵机构机构选用用轴向柱塞向柱塞马达达 速度大，可速度大，可变速，速，转矩中等，低速平矩中等，低速平稳性好性好 起重机、起重机、铰车、铲车、内燃机、内燃机车、数控、数控机床机床 选用用内曲内曲线径径向向马达达 转矩很大，矩很大，转速低，速低，低速平低速平稳性很好性很好 挖掘机、拖拉机、挖掘机、拖拉机、冶金机械、起重机、冶金机械、起重机、采煤机采煤机牵引部件引部件 选用用7979a)负载图 b)速度速度图（2）绘制液制液压系系统工况工况图8080 按按负载选取取执行元件工作行元件工作压力力负载F/kN50工作工作压力力p/MPa0.811.522.53344557各各类设备常用的工作常用的工作压力力设备类型型工作工作压力力/MPa压力等力等级说明明 机床、机床、压铸机、汽机、汽车超高超高压 追求大作用力、减追求大作用力、减轻质量量（3）确定系）确定系统的工作的工作压力力8181（4）确定）确定执行元件的控制和行元件的控制和调速方案速方案种种类特点及特点及应用用无无级调速速容容积调速速手手动变量量泵液液压泵 系系统简单，压力恒定，一般不能在工作中力恒定，一般不能在工作中进行行调节，效率高，效率高，适用于各种适用于各种场合，合，应用最广用最广 变量量泵定量定量马达达 输出出转矩恒定，矩恒定，调速范速范围大，元件泄漏大，元件泄漏对速度速度刚性影响大，效性影响大，效率高，适用于大功率率高，适用于大功率场合合 定量定量泵变量量马达达 输出功率恒定，出功率恒定，调速范速范围小，元件泄漏小，元件泄漏对速度速度刚性影响大，效性影响大，效率高，适用于大功率率高，适用于大功率场合合变量量泵变量量马达达 输出特性出特性综合了上面两种合了上面两种马达达调速回路的特性，速回路的特性，调速范速范围大，大，但但结构复构复杂，价格，价格贵，适用于大功率，适用于大功率场合合节流流调速速定量定量泵进油油节流流调速速 结构构简单，价廉，价廉，调速范速范围大，效率中等，不能承受大，效率中等，不能承受负值载荷，荷，适用于中等功率适用于中等功率场合合定量定量泵回油回油节流流调速速 结构构简单，价廉，价廉，调速范速范围大，效率低，适用于低速小功率的大，效率低，适用于低速小功率的场合合定量定量泵旁路旁路节流流调速速 结构构简单，价廉，价廉，调速范速范围小，效率高，不能承受小，效率高，不能承受负值载荷，荷，适用于高速中等功率适用于高速中等功率场合合容容积节流流调速速限限压式式变量量泵进油油（回油）（回油）节流流调速速 调速范速范围大，效率大，效率较高，价格高，价格较贵，适用于中、小功率，适用于中、小功率场合，合，不宜不宜长期在低速下工作期在低速下工作恒功率恒功率变量量泵液液压缸缸 泵的的输出流量随出流量随压力自力自动减小，适用于快慢速自减小，适用于快慢速自动转换的的场合合和和节能系能系统无无级变速速 恒恒压变量量泵液液压缸缸 泵的的压力达到力达到设定定值时输出流量出流量为零，自零，自动防止系防止系统过载8282 （5）计算算执行元件的主要参数行元件的主要参数 根据液根据液压系系统载荷荷图、已确定的系、已确定的系统工作工作压力，力，计算：算：1）液）液压缸的内径、活塞杆直径；柱塞缸的柱塞直缸的内径、活塞杆直径；柱塞缸的柱塞直径、柱塞杆直径。径、柱塞杆直径。计算的方法算的方法见“液液压缸缸”一章。一章。2）液）液压马达的排量。达的排量。计算方法算方法见“液液压泵和液和液压马达达”一章。一章。83833.草草拟液液压系系统原理原理图 拟定液定液压系系统草草图是从作用原理上和是从作用原理上和结构构组成上具体体成上具体体现设计任任务中提出的各中提出的各项要求。要求。它包含三它包含三项内容：确定系内容：确定系统类型，型，选择液液压回路和拼搭液回路和拼搭液压系系统。液液压系系统在在类型上究竟采用开式型上究竟采用开式还是采用是采用闭式，主要取决式，主要取决于它的于它的调速方式和散速方式和散热要求。要求。般般说来，凡来，凡备有有较大空大空间可以存放油箱且不另可以存放油箱且不另设置散置散热装置的系装置的系统，要求，要求结构尽可能构尽可能简单的系的系统，或采用，或采用节流流调速速或容或容积节流流调速的系速的系统，都宜采用开式；凡容，都宜采用开式；凡容许采用采用辅助助泵进行行补油并通油并通过换油来达到冷却目的的系油来达到冷却目的的系统，对工作工作稳定定性和效率有性和效率有较高要求的系高要求的系统，或采用容，或采用容积调速的系速的系统，都宜，都宜采用采用闭式。式。84844.选择液液压元件元件 （1）液液压泵 液液压泵的最大工作的最大工作压力必力必须等于等于或超或超过液液压执行元件最大工作行元件最大工作压力及力及进油路上油路上总压力力损失失这两者之和。两者之和。进油路油路总压力力损失失经验值系系统结构情况构情况总压力力损失失/MPa一般一般节流流调速及管路速及管路简单的系的系统0.20.5进油路有油路有调速速阀及管路复及管路复杂的系的系统0.51.58585（2）阀类元元件件 阀类元元件件的的规格格按按液液压系系统的的最最大大压力和通力和通过该阀的的实际流量从流量从产品品样本上本上选定。定。选择节流流阀和和调速速阀时还要要考考虑它它的的最最小小稳定定流流量量是是否否符符合合设计要要求求。各各类阀都都须选得得使使其其实际通通过的的流流量量最最多多不不超超过其其公公称称流流量量的的120，以以免免引引起起发热、噪声和、噪声和过大的大的压力力损失。失。对于于可可靠靠性性要要求求特特别高高的的系系统来来说，阀类元元件件的的额定定压力力应高出其工作高出其工作压力力较多。多。8686（3）其他其他辅件件 油箱、油箱、热交交换器、油管等其他器、油管等其他辅件可参照液件可参照液压设计手册手册选取。取。87875.验算液算液压系系统性能性能 验算液算液压系系统性能的目的在于判断性能的目的在于判断设计质量，或从量，或从几种方案中几种方案中评选最佳最佳设计方案。方案。液液压系系统性能性能验算的算的项目很多，常目很多，常见的有回路的有回路压力力损失失验算和算和发热温升温升验算。算。压力力损失包括管道内的沿程失包括管道内的沿程损失和局部失和局部损失以及失以及阀类元件元件处的局部的局部损失三失三项。发热验算是用算是用热平衡原理来平衡原理来对油液的温升油液的温升值进行估行估计。8888液液压系系统设计实例例 这部分内容自学部分内容自学8989