第一章：概述--汽车液压传动

31-1第一章液压与气压传动和液力技术概述第一节液压、气压和液力传动工作原理及组成第二节液压油的主要性能及其选用第三节液压、气压和液力技术在汽车上的应用及特点重点：液压、气压和液力传动工作原理31-2第一节液压、气压和液力传动工作原理及组成一、液压传动工作原理和系统组成及特点二、气压传动工作原理和系统组成及特点三、液力传动原理和结构形式与特点31-31.液压传动工作原理液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动形式，液压传动的过程是将机械能进行转换和传递的过程。31-4(1)动力元件液压泵,将机械能转换成液压能的装置。(2)执行元件液压缸、液压马达，将液压能转换成机械能的装置。(3)控制元件对系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置，如压力、流量、方向控制阀等。(4)辅助元件如油箱、管路、过滤器等。2.液压传动系统组成31-5车厢举倾机构结构图1－油箱2－过滤器3－限压阀4－换向阀阀心5－换向阀6－液压缸7－单向阀8－液压泵a、b－油道31-6车厢举倾机构液压系统图1－油箱2－液压泵3－单向阀4－换向阀5－限压阀6－液压缸7－过滤器31-73.液压传动的特点1）功率密度大，结构紧凑，质量轻；2）传动平稳，能实现无级调速，且调速范围大；3）液压元件质量轻、惯性矩小，实现高频换向；4）元件寿命长，可实现过载保护；5）液压元件已标准化，通用性强。液压传动的不足：效率低，不能保证严格的传动比，受油温变化影响大，制造精度要求高，对油液污染敏感31-8二、气压传动工作原理和系统组成及特点1.气压传动工作原理气压传动是以压缩气体为工作介质来传递运动和动力的一种传动方式。它依靠密闭系统内气体密度的增加，压力增强，来形成压力能，传递压力；依靠密闭容积的变化和气体膨胀，消耗气体的压力能，来传递运动。2.气压传动系统组成气压发生装置，执行元件，控制元件，辅助元件。31-92.气压传动系统组成1－工料2－气缸3－气控换向阀4－机动阀5－油雾器6－减压阀7－空气过滤器8－储气罐9－空气压缩机结构原理图系统图31-103.气压传动特点与机械、液压、电气传动相比，气压传动的特点是：1）空气为工作介质，来源方便，排气处理简单，不污染环境。2）空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。3）气动动作迅速、反应快、维护简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。4）工作环境适应性强，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。5）气动装置结构简单、轻便、安装维护容易。压力等级低，故使用安全。6）空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。气压传动也存在着一定缺点，如受气体可压缩性的影响，气缸动作速度—负载特性差；因工作压力较低（一般为0.4～0.8MPa），气动系统输出力较小；因工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑；气动系统排气有较大的噪声等。31-111.液力传动原理1－发动机2－离心泵叶轮3－连接管路4－导向装置5－涡轮机叶轮6－输出轴7－出水管8－进水管9－贮水池10－液力变矩器模型液力传动是通过液体循环流动过程中的动能来传递能量的。31-122.液力耦合器液力传动的基本结构：能量输入部件(泵轮)，能量输出部件(涡轮)，导流部件(导轮)。1－主动轴2－输出轴3－涡轮4－泵轮31-133.液力变矩器液力耦合器只起传递转矩作用，而不能改变扭矩大小。而液力变矩器能根据需要无级地改变传动比与转矩比，即具有变矩的作用。1－主动轴2－输出轴3－涡轮4－导轮5－泵轮31-144.液力传动特点液力传动与其他传动形式相比，有以下特点：1）自动适应性能好。液力变矩器能在一定范围内自动地适应外载变化，实现无级变矩、变速调节。2）防振隔振性能强。液力传动的工作介质是液体，故能吸收并减少来自发动机和机械传动系统的振动，且能提高机械的使用寿命。3）可带载起动，并具有稳定良好的低速运行性能。4）简化机械操纵，易于实现自动控制。液力传动与机械传动相比也有一定缺点：液力传动系统的效率较低，经济性较差；且其结构复杂、造价高。31-15第二节液压油的主要性能及其选用一、液压油的物理特性密度，粘性，可压缩性，其他性质二、液压油的选用31-161.液体的密度液体单位体积内的质量称为密度，即液压油的密度随压力的增加而加大，随温度的升高而减小。一般情况下，由压力和温度引起的这种变化都较小，可将其近似地视为常数。mV31-172.液体的粘性液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。流体粘性的大小用粘度来衡量。常用的粘度有动力粘度、运动粘度和相对粘度。31-18液体粘性示意图dduFAyddFuAy31-19（1）动力粘度动力粘度（简称粘度）的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力，即ddyu2msNsPa或帕秒单位：31-20（2）运动粘度运动粘度没有明确的物理意义。因在理论分析和计算中常遇到运动粘度与液体密度的比值，为方便而用ν表示。其单位中有长度和时间的量纲，故称为运动粘度，即2/ms单位：31-21（3）相对粘度(条件粘度)相对粘度是以液体的粘度与蒸馏水的粘度比较的相对值表示的粘度。因测量条件不同，各国采用的相对粘度也各不相同。我国、前苏联、德国等采用恩氏粘度，美国采用赛氏粘度，英国采用雷氏粘度。31-22（4）恩氏粘度31-23几种液压油的粘温特性曲线1－石油型普通液压油2－石油型高粘度指数液压油3－抗燃性水包油乳化液4－抗燃性水－乙二醇液5－抗燃性磷酸酯液31-243.可压缩性液体受压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压缩性。可压缩性用体积压缩系数表示，并定义为单位压力变化下的液体体积的相对变化量，即κ的倒数称为液体的体积弹性模数K一般K=（1.4~1.9）×109N/m201VpV31-254.其他性质液压油液还有其他一些性质，如稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等）、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性（对所接触的金属、密封材料、涂料等不起作用便是相容性好，否则便是不好）等，都对它的选择和使用有重要影响。31-261.液压油的性能要求不同的工作机械、不同的使用情况对液压油的性能要求有很大的差别。汽车使用环境的复杂性，负荷变化的多样性使所使用的液压油具备以下的性能：1）流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度)和燃点高。2）合适的粘度，较好的粘温特性。3）良好的润滑性。4）对热、氧气具有良好的稳定性。5）抗泡沫性好，抗乳化性好，防锈性和抗腐蚀性好。6）对所接触的材料(金属、橡胶等)有良好的相容性。31-272.液压油的选用液压系统通常采用矿物油，常用的有机械油、精密机床液压油、汽轮机油等。汽车上所使用的液压油根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的品种。当品种确定后，主要考虑油液的粘度。油液粘度的确定主要考虑系统工作压力、环境温度及工作部件的运动速度。当系统的工作压力、环境温度较高，工作部件运动速度较低时，为了减少泄漏，宜采用粘度较高的液压油。当系统工作压力、环境温度较低，而工作部件运动速度较高时，为了减少功率损失，宜采用粘度较低的液压油。当液压油的某些性能指标不能满足某些系统较高要求时，可在油中加入各种改善其性能的添加剂——抗氧化、抗泡沫、抗磨损、防锈以及改进粘温特性的添加剂，使之适用于特定的场合。如汽车自动变速器所用的液压油，其工作温度一般为50～80℃，工作压力一般为0.5～1MPa。在其所使用的液压油中往往添加抗氧化剂、抗磨剂等。31-28第三节液压、气压和液力技术在汽车上的应用1.液压传动在汽车上的应用及特点2.气压传动在汽车上的应用及特点3.液力传动在汽车上的应用及特点31-291.液压传动在汽车上的应用及特点电控液力自动变速器、电控悬架装置、电控防抱死制动装置、气压式挂车制动装置、液压或气压式转向助力装置、自动倾卸车举升机构及发动机燃料供给、机械润滑系统等。31-302.气压传动在汽车上应用及特点气压传动与液压传动一样，主要用于实现动力远程传递、电气控制信号转换等。由于其工作介质是气体，因此工作安全，系统泄漏时环境污染小。但受气体可压缩性大的影响，系统灵敏性不如液压传动，如液压式汽车制动装置的制动滞后时间是0.2s，而气压式汽车装置的制动滞后时间是0.5s。同时，系统噪声大，自润滑性差。31-313.液力传动在汽车上的应用及特点液力传动主要采用液力变矩器或液力耦合器实现发动机与变速器的离合与变速。液力变矩器具有对外负载的自动适应性，使车辆起步平稳，加速迅速、均匀，其减振作用降低了传动系统的动载和扭振，延长了传动系统的使用寿命，提高了乘坐舒适性、行驶安全性、通过性以及车辆的平均速度。