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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,89-,*,第九章 汽车典型液压系统及其设计,第一节 汽车起重机液压系统,第二节 自动变速器液压控制系统,第三节 汽车防滑液压控制系统,第四节 汽车液压悬架系统,第五节 液压动力转向,系统,第六节 液压系统设计及其实例,1,在汽车底盘上装设起重设备完成吊装任务的汽车,，,称为汽车起重机。,汽车起重机广泛地应用在运输、装卸和筑路等场合或临时吊装作业。随着液压元件的完善和液压技术的发展，液压式汽车起重机的应用更加广泛，优势更加突出。,汽车起重机可独立到达目的地，完成起重的作业循环通常是：起吊,回转,卸载,返回。,第一节 汽车起重机液压系统,2,1,三联齿轮泵,2,油箱,3,回油精过滤器,4,、,5,、,11,、,12,、,13,、,15,、,16,、,18,、,19,、,25,、,26,、,29,、,31,、,33,、,34,管路,6,支腿组合阀,7,转阀,8,液压锁,9,支腿水平缸,10,支腿垂直缸,14,中心回转接头,17,顺序阀,20,组合阀,21,蓄能器,22,操纵阀,23,多路换向闽,24,单向阀,27,溢流阀,28,、,29,、,30,平衡阀,32,梭阀,35,制动液压缸,36,单向阻尼阀,37,离合器缸,38,起升马达,40,变幅缸,41,伸缩臂缸,42,柱塞马达,3,一、支腿收放液压回路,1.,水平缸的动作,泵,1.1,油管,5,选择阀,6.2(,上位,),换向阀,6.3(,上、下位,),水平缸,9(,伸出、缩回,),2.,垂直缸的动作,泵,1.1,油管,5,选择阀,6.2(,中位,),换向阀,6.4(,上位,),转阀,7,液压锁,(,伸出,),泵,1.1,油管,5,选择阀,6.2(,中位,),换向阀,6.4(,下位,),油管,11,液压锁,(,缩回,),4,二、回转机构液压回路,泵,1.1,油管,5,阀,6.2(,下位,),管路,13,中心回转接头,14,外控顺序阀,17,多路换向阀,23.2(,上、中、下位,),柱塞马达,42(,顺、停、逆,),顺序阀,17,的开启受到蓄能器,21,的压力,(9MPa),控制。,5,三、臂架变幅液压回路,泵,1.3,油管,16,多路换向阀,23.5(,上、下位,),平衡阀,30,变幅缸,40(,增、减幅,),平衡阀作用是使负载作用腔产生一定的背压，以平衡负载的作用力，同时又起到液压锁的作用，是变幅回路中必不可少的元件。,应将其串连在高压分支油路中，控制压力油向低压分支供油,。,6,四、伸缩臂液压回路,泵,1.3,油管,16,多路换向阀,23.4(,上、下位,),平衡阀,28,变幅缸,41(,缩回、伸出,),平衡阀控制伸缩臂的缩回速度。,7,五、吊重起升液压回路,起升机构，即卷筒吊索机构，作用是实现垂直起升和放下重物。,液压起升机构用大转矩起升马达,38,通过减速器驱动卷筒，液压马达的转速可通过改变发动机的转速来进行调节。,阀,23.6,为五位六通换向阀，五位是指操纵此阀可得到快、慢两挡起升和快、慢两挡下降速度以及中位。,8,1.,慢挡上升,泵,1.2,中心回转接头,14,管路,26,阀,23.6,向上第一挡,(,上数第二位置,),平衡阀,39,起升马达,38,的油口,A,低转速工作，使重物慢速起升,泵,1.3,排出的油,阀,23.5,的中位,阀,23.6,管路,25,回油箱,9,2.,快挡上升,阀,23.6,向上第二挡,(,上数第一位置,),平衡阀,39,起升马达,38,的油口,A,高转速工作，使重物快速起升,B,口排出的油,阀,23.6,管路,25,回油箱,泵,1.3,阀,23.5,单向阀,24,泵,1.2,中心回转接头,14,管路,26,10,3.,慢挡下降,泵,1.2,中心回转接头,14,管路,26,阀,23.6,向下第一挡,(,上数第四位置,),平衡阀,39,起升马达,38,的油口,B,低转速工作，使重物慢速下降,泵,1.3,排出的油,阀,23.5,的中位,阀,23.6,管路,25,回油箱,11,4.,快挡下降,阀,23.6,向下第二挡,(,上数第五位置,),平衡阀,39,起升马达,38,的油口,B,高转速工作，使重物快速下降,A,口排出的油,阀,23.6,管路,25,回油箱,阀,39,限制马达的转速，防止,重物超速下降。,泵,1.3,阀,23.5,单向阀,24,泵,1.2,中心回转接头,14,管路,26,12,六、吊重起升液压回路与其制动、离合的配合,起升回路与其制动、离合的配合对汽车起重机的操作较为重要。,操纵阀,22(,左、中、右位,),、离合器,37(,松、松、接,),、制动缸,35(,松、抱、松,),、重物,(,下降、停止、上升或下降,),。,13,第二节 自动变速器液压控制系统,汽车传动系中的变速器控制自动化是汽车发展的较高级阶段，自动变速器能根据车速与发动机负荷的变化情况及时、自动地进行传动比变换（换挡），从而使操作简单省力，减轻驾车者的疲劳强度。,汽车自动变速器可分为三种类型：电控液力机械自动变速器,（,Automatic Transmission,，,AT,），,电控机械式自动变速器（,Automated Mechanical Transmission,，,AMT,）,和连续可变传动比自动变速器（,Continuously Variable Transmission,，,CVT,）。,一、液压控制系统的组成,二、液压控制系统各装置组成件的结构与工作原理,14,一、液压控制系统的组成,自动变速器的自动控制是依靠由动力元件、执行机构和控制机构组成的液压控制系统完成的。动力元件是液压泵。执行机构包括各离合器、制动器的液压缸。控制机构包括主油路调压阀、手动阀、换挡阀及锁止离合器控制阀等，安装在自动变速器上。,15,1.,液压泵,a),半月形齿轮泵,b),转子泵,c),叶片泵,1,腔室,2,外部元件,3,内部元件,16,2.,主油路系统,(1),主油路调压阀 主油路调压阀的主要作用是根据车速和发动机负荷率的变化，将液压泵的压力精确调节至规定值，形成稳定的工作油压再输入主油路。,17,不同油压的功能要求,1,）当发动机节气门开度较小时，主油路压力可以适当降低；而当发动机节气门开度较大时，主油路压力要升高才能满足要求。,2,）汽车以中、低速行驶时，所传递的转矩较大，主油路需有较高的压力（,1.05MPa,）；,而在高速挡行驶时，主油路油压可降低。,3,）倒挡时，需提高操纵油压（主油路油压升高到,1.75MPa,）,来避免出现打滑。,18,主油路压力调节方式,1,）由选挡手柄的位置调节主油路的压力，在中低挡及倒挡时需增加主油路的压力，以满足汽车不同工况对油压的要求。,2,）由挡位及节气门开度调节主油路的压力。,3,）由挡位、节气门开度和车辆行驶速度调节主油路的压力。目前，这种方式的应用是最广泛的。,19,（,2,）,主油路副调压阀（变矩器阀） 主油路副调压阀的作用是根据汽车行驶速度和节气门开度的变化，自动调节液力变矩器的液压，并保证各摩擦副润滑的油压和流向液压油冷却装置的油压，实际上是一个限压滑阀。,20,（,3,）换挡阀组 换挡阀组包括手动换挡阀和换挡阀。换挡阀组通过改变液压操纵油路的方向来控制执行机构的工作，使自动变速器完成换挡动作。,21,手动阀,驾驶室内的变速器选挡操纵手柄通过一定的连杆机构与手动阀相连，手动阀是安装在控制系统阀板总成中的多路换向阀，其作用是根据不同的选挡杆位置依次将管路压力油接入相应各挡的油路。,22,换挡阀（变速阀）,电液式控制系统换挡阀的工作完全由换挡电磁阀控制。,a,）,电磁阀关闭,b,）,电磁阀开启,23,电磁阀与换挡阀工作情况,换挡阀,挡位,换 挡 情 况,原理图,1,2,换挡阀,1,ECU,给出信号关闭电磁阀,A,，,而让电磁阀,B,通电，,1,2,挡换挡阀阀,心,向左移动，关闭,2,挡油路；,2,3,挡换挡阀阀心右移，关闭,3,挡油路，同时主油路油压作用在,3,4,挡换挡阀阀,心,右端，让,3,4,挡换挡阀阀,心,停留在右位，即只有,1,挡油路连通，变速器挂入,1,挡,2,ECU,给出信号让电磁阀,A,和电磁阀,B,同时通电，,1,2,换挡阀右端油压下降，阀,心,向右移动，打开,2,挡油路，变速器挂入,2,挡,24,换挡阀,挡位,换 挡 情 况,原理图,2,3,换挡阀,3,2,3,换挡阀由换挡电磁阀,B,控制，故此时不考虑换挡电磁阀,A,（,换挡电磁阀,A,通电）。,ECU,给出信号让电磁阀,B,断电，,2,3,挡电磁阀右端油压上升，阀,心,向左移动，打开,3,挡油路，变速器挂入,3,挡。同时主油路油压作用在,1,2,挡换挡阀左端，而让,3,4,挡换挡阀阀,心,左端控制油压泄压,2,如要强制降入,2,挡，换挡电磁阀,B,通电（换挡电磁阀,A,通电,）,25,换挡阀,挡位,换 挡 情 况,原理图,3,4,换挡阀,4,ECU,给出信号使电磁阀,A,和电磁阀,B,均不通电，,3,4,挡换挡阀阀心右端控制压力升高，阀,心,向左移动，关闭直接挡离合器油路，接通超速制动器油路，由于,1,2,挡换挡阀阀,心,左端作用着主油路油压，虽然右端有压力油作用，但阀,心,仍然保持在右端不能左移,3,如要强制挂入,3,挡，换挡电磁阀,A,通电，换挡电磁阀,B,不通电,26,（,4,）,锁止控制系统 作用是控制液力变矩器的油压以及锁止离合器的工作，主要元件为锁止离合器控制阀。,1,变矩器,2,锁止离合器,3,脉冲线性式锁止电磁阀,4,锁止离合器控制阀,27,（,5,）,缓冲安全系统 提高自动变速器换挡品质和汽车的乘坐舒适性，取决于执行机构各元件的工作性能。,为此，在液压系统中设置了缓冲安全系统，以保证换挡的可靠性和平顺性。,为防止自动变速器在换挡时出现冲击，装有许多起缓冲和安全作用的缓冲阀、蓄压减振器。这类装置统称为缓冲安全系统。,28,缓冲阀,缓冲阀的作用是改善换挡的平顺性 。,a),手控制阀在前进挡位置,b),抬起加速踏板换直接挡,1,滑阀,2,弹簧,3,阀座,29,蓄能器缓冲换挡冲击,30,第三节 汽车防滑液压控制系统,一、,ABS,液压系统的组成和工作原理,二、,ASR,液压系统的组成和工作原理,31,（一）,ABS,的基本组成,电控单元，传感器，执行机构。,1,轮速传感器,2,轮缸,3,液压调节器,4,制动主缸,5,ABS ECU,6,报警灯,32,1.,ABS ECU,ABS ECU,接收各传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并向,ABS,执行机构下达控制指令来调节各车轮制动器的制动油压，控制各种执行器工作。,33,2.,传感器,ABS,采用的传感器包括轮速传感器和汽车减速度传感器两种。,一般轮速传感器都安装在车轮上，有些后轮驱动的车辆将检测后轮速度的传感器安装在差速器内，通过后轴转速来检测，故又称之为轴速传感器。目前，国内外,ABS,控制车速范围是,15,160km/h,，,并将逐渐扩大到,8,260km/h,，,甚至更大。,霍尔效应式轮速传感器适应面更广，现已得到广泛的应用。,34,执行机构,ABS,执行机构主要由制动压力调节器和,ABS,报警灯组成。,液压式制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和储液器等组成。制动压力调节器串接在制动主缸和轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。,根据工作原理的不同，液压制动系统装用的制动压力调节器有循环式（压力调节器通过电磁阀直接控制制动压力）和可变容积式（压力调节器通过电磁阀间接控制制动压力）两种。,35,1,轮缸,2,电磁阀,3,电动液压泵,4,蓄能器,（,1,）,循环式制动压力调节器,36,电磁阀,37,回油泵与蓄能器,1,偏心轮,2,回油泵柱塞,3,回油泵,4,蓄能器,B,通蓄能器,A,通轮缸,38,常规制动过程,1,电磁阀,2,ECU,3,传感器,4,车轮,5,轮缸,6,液压部件,7,主缸,8,线圈,9,阀心,10,储液器,11,回油泵,12,踏板,39,保压过程,1,电磁阀,2,ECU,3,传感器,4,车轮,5,轮缸,6,主缸,7,线圈,8,回油泵,9,储液器,10,踏板,40,减压过程,1,电磁阀,2,ECU,3,传感器,4,车轮,5,轮缸,6,液压部件,7,主缸,8,线圈,9,储液器,10,电动机,11,回油泵,12,踏板,41,可变容积式压力调节器,常规制动过程,1,ECU,2,传感器,3,车轮,4,轮缸,5,储液器,6,线圈,7,液压泵,8,电磁阀,9,柱塞,10,单向阀,11,液压部件,12,主缸,13,踏板,42,减压过程,1,ECU,2,轮缸,3,传感器,4,车轮,5,储液器,6,线圈,7,柱塞,8,电磁阀,9,液压泵,10,蓄能器,11,单向阀,12,液压部件,13,主缸,14,踏板,43,保压过程,1,ECU,2,轮缸,3,传感器,4,车轮,5,储液器,6,线圈,7,液压泵,8,电磁阀,9,柱塞,10,单向阀,11,液压部件,12,主缸,13,踏板,44,增压过程,1,ECU,2,传感器,3,车轮,4,轮缸,5,储液器,6,线圈,7,柱塞,8,电磁阀,9,液压泵,10,蓄能器,11,单向阀,12,液压部件,13,主缸,14,踏板,45,4.ABS,的分类,序号,控制方式,应 用 情 况,图 例,1,四传感器四通道四轮独立控制,通过各车轮车速传感器的信号分别对各车轮制动压力单独进行控制。适用于双制动管路为前、后轮独立布置型式的汽车。日本本田车系采用该控制方式。该系统在左右侧车轮附着系数相近的路面上，制动距离和操纵性最好，但在左、右车轮所处路面条件不同时方向稳定性较差，原因是同一轴上左右车轮的制动力不同，使汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏,2,四传感器四通道前轮独立一后轮选择控制方式,一般采用低选择控制，即以易抱死的车轮为标准，给两后轮施加相等的制动压力控制车轮转动。此种控制方式应用于,X,型制动双管路汽车，因为左右后轮不是同一制动管路，因此需要采用四个通道。此种形式的操纵性、稳定性均较好，但制动效能稍差,46,3,四传感器三通道前轮独立,后轮低选择控制方式,用于双制动管路前后布置型式的后轮驱动汽车。采用四个车速传感器实现两前轮的单独控制和两后驱动轮的低选择控制，其性能与控制方式,2,相同，操纵性、稳定性较好，但制动性能稍差。我国许多国产车型采用此控制方式,4,三传感器三通道前轮独立,后轮低选择控制方式,用于双制动管路前后独立布置且采用后轮驱动的汽车，前轮有单独的转速传感器。后轮轮速由差速器上的测速传感器检测，按低选择控制方式用一条制动管路对后轮进行制动控制，其性能与第,3,种方式相近,47,5,四传感器二通道前轮独立控制方式,用于,X,型双制动管路汽车的简易控制系统。前轮独立控制，制动液通过比例阀,(PV,阀,),按一定比例减压后传至对角后轮。与三通道、四通道的,ABS,相比，其后轮制动力有所降低，制动效能稍有下降，但后轮侧滑较小。该控制方式属于双通道式，可减少压力调节器个数，成本较低，应用较少,6,四传感器二通道前轮独立,后轮低选择控制方式,在通往后轮的两通道上增加一个低选择阀,(SLV,阀,),代替第,5,种中的,PV,阀。,SLV,阀的存在可使汽车在不对称路面制动时，高,侧前轮的高压不直接传至低,侧对角后轮，而只升至与低,侧前轮相同的压力，从而防止低,侧后轮抱死。这种控制方式的效果接近三通道或四通道控制的,ABS,7,一传感器一通道后轮近似低选择控制系统制动方式,用于制动管路前后布置且采用后轮驱动的汽车。在后轮制动器总管中只设置一个制动压力调节器，只对后轮采用近似低选择的控制方式。由于没有对前轮进行控制，故前轮易抱死，转向操纵性差，制动距离较长，但结构简单，装车成本更低，应用于一些轻型载货汽车上,48,（二）,ABS,的工作原理,通过轮速传感器测量车轮转速并将这一数据传送到,ECU,上。,ECU,利用车轮转速传感器信号来计算车速。,在制动过程中，车轮转速可与固化在,ECU,中的理想减速度的特性曲线相比较。如果,ECU,判断出车轮减速度太大和车轮即将抱死，它就将信号传送给液压执行装置。液压执行装置根据来自,ECU,的信号能够迅速地对制动器进行保压、减压、升压或常规制动，动作频率能达到,10,次,/s,以上。,ABS,的功用就是控制实际的制动过程，使之接近于理想制动过程。,49,（一）,ASR,的基本组成,1,右前轮速传感器,2,比例阀和差压阀,3,制动主缸,4,ASR,制动压力调节器,5,右后轮速传感器,6,左后轮速传感器,7,发动机控制电脑,8,ABS,ASR,控制电脑,9,ASR,关闭指示灯,10,ASR,工作指示灯,11,ASR,选择开关,12,左前轮速传感器,13,主节气门位置传感器,14,辅助节气门位置传感器,15,辅助节气门驱动步进电动机,16,ABS,制动压力调节器,50,ASR ECU,ASR,和,ABS,的一些信号输入和处理都是相同的，为减少电子元件的使用量，使结构更加紧凑，,ASR,控制器与,ABS,电子控制单元通常集成在一起，成为,ABS/ASR ECU,。,51,ASR,传感器,ASR,与,ABS,共用轮速传感器，而节气门开度传感器则与发动机电子控制系统共享。,ASR,选择开关是,ASR,专用的信号输入装置，将,ASR,选择开关关闭，,ASR,就不起作用。,52,ASR,执行机构,在通往驱动车轮制动轮缸的管路中增设了一个,ASR,制动压力调节器，,ASR,制动压力源是蓄能器，通过电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小。,ASR,制动压力调节器对滑转车轮施加制动力并且控制制动力的大小，将滑转车轮的滑转率控制在目标范围之内。,ASR,制动压力调节器的结构形式有单独方式和组合方式两种。,53,单独方式的,ASR,制动压力调节器,1,ABS,制动压力调节器,2,ASR,制动压力调节器,3,调压缸,4,三位三通电磁阀,5,蓄能器,6,压力开关,7,驱动轮制动器,54,组合方式的,ASR,制动压力调节器,1,液压泵,2,ABS,ASR,制动压力调节器,3,、,8,、,9,电磁阀,4,蓄能器,5,压力开关,6,循环泵,7,储液器,10,、,11,驱动轮制动器,55,节气门驱动装置,应用最广的方法是,ASR ECU,通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。在,ASR,不起作用时，辅助节气门处于全开位置。,当需要减小发动机的驱动转矩来控制车轮滑转时，,ASR ECU,就输出控制信号，使辅助节气门驱动装置工作（节气门驱动装置一般由步进电动机和传动机构组成。步进电动机根据,ASR ECU,输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动），减小辅助节气门的开度使发动机进气量减少，从而达到控制发动机的输出功率、抑制驱动车轮滑转的目的。,56,（二）,ASR,的工作原理,汽车行驶时，,ECU,根据轮速传感器产生的驱动车轮及非驱动车轮的转速信号，确定驱动车轮的滑转率，如果,ECU,判断滑转率超出了目标范围，,ECU,再综合参考节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，向相应执行机构发出指令，使驱动副节气门的步进电动机动作，减小节气门的开度，发动机的输出转矩减小，驱动轮上的驱动力矩也随着减小，从而将驱动车轮的滑转率控制在目标值之内。,57,（三）,ABS,与,ASR,的比较,ABS,是在车速大于,8km/h,时制动才发挥作用，,ASR,则是在汽车行驶的过程中起作用，但当车速大于,80,120km/h,时一般不起作用。,58,第四节 汽车液压悬架系统,一、汽车电控液压悬架系统的组成和工作原理,二、车高控制系统,三、自适应悬架系统,59,一、汽车电控液压悬架系统的组成和工作原理,60,液压控制油路,1,液压泵,2,调压阀,3,车身,4,液压缸 5缓冲腔,6衰减阀,7,螺旋弹簧,61,二、车高控制系统,车高控制系统是在被动悬架的基础上加装水平高度调节机构形成的。,它能够根据车身负载的变化自行调节，使车身高度不随乘员和载荷的变化而改变，保证悬架始终都有合适的工作行程。,车高控制系统的执行机构通常由空气或油气弹簧组成，因而高度调整机构一般分为空压式与液压式两类。液压式又分为千斤顶式和液压气动式，可与普通弹簧并联使用。,62,液压千斤顶式车身高度调节机构,63,液压气动机械控制式车身高度调节机构,1,油箱,2,液压泵,3,管路,4,、,5,、,12,、,13,带气体弹簧的液压缸,6,漏液回收回路,7,高度调节阀（前桥）,8,前桥制动阀,9,优先控制阀,10,后桥制动阀,11,高度调节阀（后桥）,64,三、自适应悬架系统,自适应悬架的刚度和阻尼特性能根据车辆的行驶条件进行自适应调节。,当汽车在正常路面行驶时，悬架的刚度和阻尼应设置得较低，以保证乘坐舒适性。,在急转弯、快速起动及紧急制动时，提高阻尼可减少车身姿态变化。在凸凹不平及坏路面行驶时，提高阻尼力能快速吸收车身的振动，并降低轮胎接地点力的变化，减少轮胎动负荷。,65,液力主动控制自适应悬架系统,66,第五节 液压动力转向系统,在汽车转向系统中增设动力装置后就称为“动力转向”。采用动力转向的目的，是使转向躁纵轻便，改善响应特性。,目前的动力转向装置均采用液压作动力，利用油泵来建立液压，再经过控制阀来调节液压油的流量，根据汽车的行驶状态，控制转向系统。在转向时，转向动作仍由驾驶员来完成，但作用在转向机构上的力则由动力装置提供，因此，能使转向轻便省力。,一、液压动力转向系统概述及分类,二、液压动力转向系统的组成和工作原理,67,一、液压动力转向系统概述及分类,液压式动力转向系统是以液体的压力作动力完成转向加力动作的，工作介质多用油液，工作压力一般为,8,15MPa,。,与气压动力转向比较，工作压力高、动力缸尺寸小、结构紧凑、质量小；由于油液具有不可压缩性，所以液压式动力转向灵敏度高、系统刚性好；油液的阻尼作用可以吸收路面冲击；助力装置也无需润滑。缺点是结构复杂，对加工精度和密封要求高等。,液压式动力转向系统按液流的形式分为常流式,和常压式两种。,68,常流式液压动力转向系统,常流式是指汽车在行驶中，转向盘保持不动，控制阀中的滑阀在中间位置时油路保持畅通，即油液从油罐吸入液压泵，又被液压泵排出，经控制阀回到油罐，一直处于常流状态。,1,转向油罐,2,转向液压泵,3,转向管路,4,动力转向器,69,常压式液压动力转向系统,常压式是指汽车行驶中，无论转向盘转动或不转动，整个液压系统一直保持高压。通常用蓄能器保持压力，控制阀是常闭的。平时液压泵工作以提高蓄能器的压力，达到最大工作压力后，液压泵自动卸载而空转。,与常流式相比，常压式液压元件多，结构复杂；蓄能器增加了充氮的工序；对系统的密封要求更高；液压泵的磨损较大；在转向阻力较小时，消耗的功率也较大。由于这些问题的存在，限制了它的使用，目前常压式转向系统应用较少。,70,分 类,液压动力转向系统按控制阀形式分为滑阀式和转阀式两种。,按动力缸、控制阀和转向器的相互位置可分为整体式和分置式两种：动力缸、控制阀与转向器合为一体的为整体式；动力缸和转向器分开布置的为分置式。,按控制阀的位置分为三种形式：控制阀装在转向器上的为半整体式；控制阀装在动力缸上的为联阀式；控制阀装在转向器和动力缸之间的拉杆上的为联杆式。,71,整体式与分置式的比较,整体式动力转向系统结构紧凑、管路少、支架小、质量小、易于布置，因而在部分重型汽车、中型汽车和绝大多数高级轿车上得到应用。缺点是不能用于吨位较大的重型汽车上，前轴负荷要小或等于,8t,。,分置式动力转向系统结构简单，根据不同车型的需要将控制阀灵活地布置在转向器、动力缸或拉杆上。可选用现有的转向器，加装控制阀、动力缸及液压泵和管路等，组成动力转向系统。但其管路布置要比整体式复杂得多，零件的数量也增加了。其显著特点是承受载荷的限制较小，特别是对超重型汽车和特种汽车，可以视需要增加动力缸的数目，增大缸径或改变动力缸的位置，以满足转向阻力矩增大的需要。,72,1.,整体式动力转向系统,该动力转向系统由转向油罐、转向液压泵、转向管路、整体式动力转向器组成。,1,转向油罐,2,转向液压泵,3,转向管路,4,动力转向器,73,2.,半整体式动力转向系统,该转向系统中的转向器大都是滑阀式结构。,a),保持转向盘不动时,b),向左转动转向盘时,1,转向盘,2,动力缸,3,转向螺杆,4,转向螺母,5,摇臂轴,6,转向摇臂,7,复位装置,8,单向阀,9,油罐,10,转向液压泵,11,阀体,12,滑阀,74,3.,联阀式动力转向系统,该系统的控制阀与动力缸合为一体。,a),保持转向盘不动时,b),向左转动转向盘时,1,转向盘,2,螺杆,3,螺母,4,摇臂轴,5,摇臂,6,中间摇臂,7,副拉杆,8,油罐,9,液压泵,10,溢流阀,11,阀体,12,滑阀,13,复位装置,14,动力缸,75,第六节 液压系统设计及其实例,系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作和维护保养方便、经济性好。设计步骤大致为：,1,）明确设计要求；,2,）分析系统工况，进行总体规划；,3,）草拟液压系统原理图；,4,）选择液压元件；,5,）验算液压系统性能。,一、液压系统设计,二、液压系统设计计算举例,76,1.,设计要求,1,）明确主机用途、操作过程、周期时间、工作特点、性能指标和作业环境的要求；,2,）明确液压系统必须完成的动作，运动形式，执行元件的载荷特性、行程和对速度的要求；,3,）动作的顺序、控制精度、自动化程度和连锁要求；,4,）防尘、防寒、防爆、噪声控制要求；,5,）效率、成本、经济性和可靠性要求等。,77,2.,总体规划,（,1,）,确定液压执行元件,类型,特点,应用,可选用或需设计,柱塞缸,单出杆,结构简单，制造容易；靠自重或外力回程,液压机、千斤顶、小缸用于定位和夹紧,选用或自行设计,双出杆,结构简单，杆在两处有导向，可做得细长,液压机、注塑机动梁回程缸,自行设计,活塞缸,双出杆,两杆直径相等，往返速度和出力相同；两杆直径不等，往返速度和出力不同,磨床；往返速度相同或不同的机构,选用或自行设计,单出杆,一般连接，往返方向的速度和出力不同；差动连接，可以实现快进,各类机械,选用，非产品型号缸自行设计,复合增速缸,可获得多种出力和速度，结构紧凑，制造较难,液压机、注塑机、数控机床换刀机构,自行设计,复合增压缸,体积小，出力大，行程小,模具成形挤压机、金属成形压印机、六面顶,选用或自行设计,多级液压缸,行程是缸长的数倍，节省安装空间,汽车车厢举倾缸、起重机臂伸缩缸,选用,叶片式摆动缸,单叶片式转角,360,0,；双叶片式转角,180,0,。体积小，密封较难,机床夹具、流水线转向调头装置、装载机翻斗,选用,78,类型,特点,应用,可选用或需设计,齿轮马达,转速高，转矩小，结构简单，价廉,钻床、风扇传动,选用,摆线齿轮马达,速度中等，转矩范围宽，结构简单，价廉,塑料机械、煤矿机械、挖掘机行走机械,选用,叶片马达,转速高，转矩小，转动惯量小，动作灵敏，脉动小，噪声低,磨床回转工作台、机床操纵机构,选用,轴向柱塞马达,速度大，可变速，转矩中等，低速平稳性好,起重机、铰车、铲车、内燃机车、数控机床,选用,内曲线径向马达,转矩很大，转速低，低速平稳性很好,挖掘机、拖拉机、冶金机械、起重机、采煤机牵引部件,选用,79,a),负载图,b),速度图,（,2,）,绘制液压系统工况图,80,按负载选取执行元件工作压力,负载,F/,kN,50,工作压力,p/,MPa,0.81,1.52,2.53,34,45,57,各类设备常用的工作压力,设备类型,工作压力,/,MPa,压力等级,说明,机床、压铸机、汽车,超高压,追求大作用力、减轻质量,（3）确定系统的工作压力,81,（,4,）确定执行元件的控制和调速方案,种类,特点及应用,无级,调速,容积,调速,手动变量泵液压泵,系统简单，压力恒定，一般不能在工作中进行调节，效率高，适用于各种场合，应用最广,变量泵定量马达,输出转矩恒定，调速范围大，元件泄漏对速度刚性影响大，效率高，适用于大功率场合,定量泵变量马达,输出功率恒定，调速范围小，元件泄漏对速度刚性影响大，效率高，适用于大功率场合,变量泵变量马达,输出特性综合了上面两种马达调速回路的特性，调速范围大，但结构复杂，价格贵，适用于大功率场合,节流,调速,定量泵进油节流调速,结构简单，价廉，调速范围大，效率中等，不能承受负值载荷，适用于中等功率场合,定量泵回油节流调速,结构简单，价廉，调速范围大，效率低，适用于低速小功率的场合,定量泵旁路节流调速,结构简单，价廉，调速范围小，效率高，不能承受负值载荷，适用于高速中等功率场合,容积,节流,调速,限压式变量泵进油（回油）节流调速,调速范围大，效率较高，价格较贵，适用于中、小功率场合，不宜长期在低速下工作,恒功率变量泵液压缸,泵的输出流量随压力自动减小，适用于快慢速自动转换的场合和节能系统,无级变速,恒压变量泵液压缸,泵的压力达到设定值时输出流量为零，自动防止系统过载,82,（,5,）计算执行元件的主要参数 根据液压系统载荷图、已确定的系统工作压力，计算：,1,）液压缸的内径、活塞杆直径；柱塞缸的柱塞直径、柱塞杆直径。计算的方法见“液压缸”一章。,2,）液压马达的排量。计算方法见“液压泵和液压马达”一章。,83,3.,草拟液压系统原理图,拟定液压系统草图是从作用原理上和结构组成上具体体现设计任务中提出的各项要求。,它包含三项内容：确定系统类型，选择液压回路和拼搭液压系统。,液压系统在类型上究竟采用开式还是采用闭式，主要取决于它的调速方式和散热要求。,般说来，凡备有较大空间可以存放油箱且不另设置散热装置的系统，要求结构尽可能简单的系统，或采用节流调速或容积节流调速的系统，都宜采用开式；凡容许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定性和效率有较高要求的系统，或采用容积调速的系统，都宜采用闭式。,84,4.,选择液压元件,（,1,）,液压泵 液压泵的最大工作压力必须等于或超过液压执行元件最大工作压力及进油路上总压力损失这两者之和。,进油路总压力损失经验值,系统结构情况,总压力损失,/,MPa,一般节流调速及管路简单的系统,0.20.5,进油路有调速阀及管路复杂的系统,0.51.5,85,（,2,）,阀类元件,阀类元件的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流量从产品样本上选定。,选择节流阀和调速阀时还要考虑它的最小稳定流量是否符合设计要求。各类阀都须选得使其实际通过的流量最多不超过其公称流量的,120,，以免引起发热、噪声和过大的压力损失。,对于可靠性要求特别高的系统来说，阀类元件的额定压力应高出其工作压力较多。,86,（,3,）,其他辅件,油箱、热交换器、油管等其他辅件可参照液压设计手册选取。,87,5.,验算液压系统性能,验算液压系统性能的目的在于判断设计质量，或从几种方案中评选最佳设计方案。,液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算和发热温升验算。,压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件处的局部损失三项。,发热验算是用热平衡原理来对油液的温升值进行估计。,88,液压系统设计实例,这部分内容自学,89,
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