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2.2.液压基础知识22--11液压传动原理液压传动原理（（1/21/2））如图为一液压系统的工作原理图。液压泵4在电动机带动下旋转，油液由油箱1经过滤器2被吸入液压泵4，由液压泵输入的压力油通过电磁换向阀5最后进入液压缸6的上腔或下腔，推动活塞移动，液压缸另一腔的油液则经换向阀5排回油箱。若要吊起重量为G的重物，作用在活塞的有效面积为A，活塞杆质量不计，由平衡：所以G412567GpA=gGPA=当泵的输出压力达到该P值时，油缸才可吊起重物。如果重物越重，泵工作压力越大。在油缸提升过程中，压力保持不变。当活塞到达油缸顶部机械限位时，活塞不再上移，若继续供油，系统压力上升，甚至无限大，为防止超压，在控制阀进口处并联一个溢流阀，当压力达到溢流阀调定压力时，该阀打开，油液通过通过溢流阀溢流，使系统压力不超过规定值。，22--11液压传动原理液压传动原理（（2/22/2））油缸吊起重物的速度由系统流量来控制。不考虑油缸内漏，活塞有效作用面积为A,当油缸提起重物时，活塞的运动速度为由上可知，流量越大时，油缸活塞的运动速度越快。qvA=G22--22油液的主要物理性质油液的主要物理性质(1/3)(1/3)1.粘性油液在外力作用下，液层间作相对运动时产生内摩擦力的性质，叫做油液的粘性。摩擦阻力是油液粘性的表现形式，只有在运动时才产生粘性。粘性是油液的基本属性，对液压元件的性能和系统的工作特性有极大影响。粘度时选择液压用油的重要依据。BC22--22油液的主要物理性质油液的主要物理性质(2/3)(2/3)（１）粘性的测试单位油液的粘性大小用粘度来表示。液压油的牌号一般都以运动粘度mm2/s(cSt,厘)为单位的运动粘度值来表示。（２）油液粘性与压力、温度的关系一般而言，油液所受压力增大，其粘性变大，在高压时，压力对粘性的影响表现尤为突出，而在中低压时并不显著。油液粘性对温度十分敏感。当油液温度升高时，粘性下降，这种影响在低温时更为突出。22--22油液的主要物理性质油液的主要物理性质(3/3)(3/3)2、压缩性液体体积随压力变化而变化。3、油液中的气体对粘性计压缩性地影响气体以混入和溶入两种形式存在于油液中。溶入的气体对油液的粘性及压缩性基本上不产生影响。而油液中混有不溶解气体，有油液的粘性和表示油液压缩性的体积弹性系数均产生影响，而且对后者的影响极大。油液中混入气体后，不仅使油液的粘性增加，而且大大增加油液的压缩性。应此必须排除油液中混入的气体.在工程机械液压系统里，若液压油未混入气体，其压缩性可忽略不计。即液压油可视为不可压缩的。22--33液压传动工作液应具有的基本性质液压传动工作液应具有的基本性质液压系统中的工作液体既是传递功率的介质，又是液压元件的冷却、防锈合润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染物，也要靠工作液带走。工作液的粘性，对减少间隙的泄露，保证液压元件的密封性等都起着重要的作用。1、应有适当的粘度和良好的粘温特性（即温度变化时粘度的变化幅度要小）。过高的粘度会增加系统的压力损失，基地效率，使系统发热，并恶化了泵的吸入条件。反之，粘度过低会加大泄露量，不仅影响效率，而且还会降低润滑性能。2、应有良好的润滑性能。3、空气分力压、饱和蒸汽压及流动点要低，闪点、燃点要高，能防火防爆。4、应有良好的化学稳定性，包括在高温下（抗热）与空气长期接触（抗氧化）以及在高速通过缝隙或小孔（抗剪切）后仍能保持其原有化学成分不变的性质。5、应有良好的防腐蚀性，不腐蚀金属何密封件。6、对人体无害，成本低。22--44常用的液压油常用的液压油挖掘机常用的液压油中的L-HM液压油(又名抗磨液压油，M代表抗磨型），是以普通液压油为基础油，除加有抗氧剂、防锈剂外，主剂是极压抗磨剂，具有良好的抗磨性、润滑性、防锈抗氧性等。玉柴挖掘机用的液压油为玉柴牌L—HM68抗磨液压油和L—HV68低温抗磨液压油。L—HM68抗磨液压油，用于一般地区。L表示润滑剂类，H表示液压油组，M表示防锈抗氧抗磨型。68表示粘度等级，数字越大，油的粘度就越大。L—HV68低温抗磨液压油，用于环境温度低于—15℃地区。22--55液压系统最基本的参数1、压力压力表示单位面积所受的作用力，是液压系统最基本的参数。压力计算公式：P（压力）=F（作用力）/A（面积）。压力的国际单位是帕（Pa），常用单位为兆帕(MPa)。压力单位的换算关系为：1MPa≈10kgf/cm2，1kgf/cm2≈1bar（巴），1MPa=106Pa，1bar=0.1MPa。2、流量流量表示单位时间内流过管道或设备某横截面积的流体体积。常用流量单位为L/min（升/分）。22--66帕斯卡定律密封容器中的液体，若在其任一点施加压力，这个压力将通过液体传到各个连通器，并且压力值处处相等，这就是帕斯卡定律，也是液压传动的基本原理，各类液压机的工作原理就是该原理的工程应用。图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关系的实例。图中垂直、水平液压缸截面积为A1、A2；活塞上负载为F1、F2。两缸互相连通，构成一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力到处相等，p1=p2，于是F2＝F1.A2/A1，如果垂直液缸活塞上没负载，则在略去活塞重量及其它阻力时，不论怎样推动水平液压缸活塞，不能在液体中形成压力。帕斯卡原理应用实例22--77液体流动液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失分为两大类，沿程压力损失何局部压力损失，他们和液体的流动状态有关。液体在直管内，沿流动方向各流层之间的内摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失。它主要与于管道长度、管径、液体流速、液体粘度以及液体在管中的流动状态有关。液体在流动中，由于遇到局部障碍而产生的阻力损失，称为局部压力损失。在液压传动中，局部障碍包括：流到发生弯曲；断面突然扩大或缩小；流道中装置有各种液压元件及附件，如各种液压阀、弯头、三通等；油液通过这些局部地区，由于液流方向何速度大小发生变化，在该区域产生漩涡。22--88节流控制节流控制流量控制阀它是依靠改变通流截面面积的大小实现流量控制的，在液压系统中用来调节执行元件的运动速度。节流口：液体流经薄壁小孔、细长孔或狭缝时，都会产生较大的压力损失，这就叫节流。这些小孔和狭缝叫节流口。液体通过节流口会产生节流压降，在液压系统中多应用节流口（或阻尼小孔）来控制流量或压力。节流口的流量计算公式：Q＝KAΔP，节流口的流量Q不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后压差有关，，K为节流系数，A为节流口面积，m为由空口形状决定的指数（0.5≤m≤1），在某一状态下K、m为常数，如果使ΔP保持不变，则流量只与节流口面积有关。节流口22--８８液压泵液压泵是一种能量转换装置，它由发动机带动，将机械能转化为液压能。是液压传动系统中的动力元件，为液压系统提供压力油液。22--８８--11液压泵的性能参数1、压力（1）吸入压力：泵进口处的压力。（2）额定压力：泵在工作中允许达到的最大工作压力，它受泵本身零件结构强度和泄漏所限制。（3）泵的工作压力：泵输出油的压力，它只与负载阻力大小有关，负载大，工作压力大，负载小工作压力小。负载包括管路阻力、外界负载、相对运动件的摩擦力等。2、排量与流量（1）排量：泵的排量是指泵轴转一转所排出的油液体积，常用单位cm3/r(毫升/转)。（2）流量：泵的流量是指泵每分钟输出的油液体积，常用单位L/min(升/分)，它等于泵的排量乘以转速。22--８８--22液压泵的种类挖掘机常用的液压泵：轴向柱塞泵——用作YC35以上挖掘机的主泵；外啮合式齿轮泵——–用作YC13～20挖掘机的液压泵、挖掘机的先导泵；内外转子式摆线泵——–用作挖掘机的先导泵。22--８８--33齿轮泵齿轮泵是通过一对互相啮合的主被动齿轮装在泵体、泵盖（前后盖）内，分隔成两个互不相通的封闭空间（吸油腔和压油腔），当主动轮被带动旋转时，吸油腔容积逐渐增大形成局部真空，大气压力将油压入泵内，压油腔容积逐渐减小将油压出。不需配流装置，不能变量。吸油图6齿轮泵工作原理示意图排油22--８８--４４内外转子式摆线泵其齿形曲线是摆线，故称摆线泵，利用齿和齿圈形成封闭容积变化，完成泵的功能。不能变量。摆线泵工作原理动画22--８８--55轴向柱塞泵轴向柱塞泵工作原理如图所示。缸体4上均布有几个轴向排列的柱塞3，柱塞既可在缸体4内移动，又随缸体4在传动轴6带动下一起转动，柱塞3在缸体内自上而下旋转的半周内逐渐向左伸出，使缸体柱塞孔右端的工作腔体积不断增加，产生局部真空，油液经配流盘5上的窗口B被吸进来，发之当在其自下而上回转的半周内逐渐向右宿回缸内，使缸体柱塞孔右端的工作腔体积不断减小，将油从配流盘5上的窗口A向外压出，缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油和压油。泵工作原理柱塞泵的工作原理1-斜盘2-滑靴3-柱塞4-缸体5-配流盘6-传动轴7-预紧弹簧8-回程盘改变斜盘1倾斜角度，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量，则为变量柱塞泵。22--８８--６６柱塞泵的变量机构-恒功率变量机构如图变量机构为恒功率变量机构，所谓恒功率变量，是指泵在工作过程中，输出的液压功率基本保持不变，泵的流量随工作压力的增大而减小，随工作压力的减小而增大。斜盘变量油缸功率弹簧柱塞泵柴油机泵的变量信号来自泵自身油源。泵输出的压力油经泵壳体内的油道引到变量油缸。泵工作压力达到一定值之前，在功率弹簧作用力下，泵斜盘在最大摆角位置工作。当泵工作压力大于一定值，变量信号压力油对变量活塞的作用力克服功率弹簧力推动斜盘往小排量方向摆动（摆角变小），从而减小了泵的输出流量。泵工作压力越大，斜盘摆角越小，泵的输出流量越小。Q减小变量活塞泵输出流量与压力关系曲线图泵工作压力P（MPa）流量Q（L/min）22--８８--７７柱塞泵的主要零件22--９９液压马达液压马达是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，可以实现连续的旋转运动。从能量转换性质而言，液压马达与泵功能相反，在结构上两者并无原则区别，从原理角度讲是可逆的，由于两者工作特点不同，因而在具体结构上仍有差别。22--９９--１１液压马达种类挖掘机常用的液压马达：轴向柱塞液压马达——用作YC35以上挖掘机的回转马达、行走马达；内外转子式摆线液压马达——–用作YC13～20挖掘机的回转马达、行走马达。柱塞配油盘缸筒体马达轴斜盘Ｂ口Ｃ口22--９９--２２柱塞马达的动作原理马达的动作原理斜盘1和配油盘4固定不动，柱塞3可在缸体2的孔内移动。斜盘中心线和缸体中心线相交一个倾角δ。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，高压腔的柱塞被顶出，压在斜盘上。斜盘对柱塞的反作用力F分解为轴向分力Fx和垂直分力Fy。Fx与作用在柱塞上的液压力平衡，Fy则产生使缸体发生旋转的转矩，带动轴5转动FyFxF1、斜盘4、配油盘2、缸体3、柱塞高压油5、轴22--９９--３３马达的动作原理马达的动作原理22--９９--４柱塞４柱塞马达的马达的的主要零件两个工作油口：接多路阀回转控制阀；松懈口：接先导控制油，用来打开回转马达机械刹车工作压力4MPa；泄油口：与油箱相通，泄油背压不得大于0.3MPa；补油口：接多路阀回油路上的多通接头，补油背压0.3～0.5MPa。.行星减速机柱塞马达松懈口Pp泄油口Dr工作油口A补油口T工作油口BPpATBDr22--99--55回转马达回转马达回转马达总成由柱塞马达和行星减速机组成，柱塞马达经行星减速机增大扭矩后驱动回转机构回转。柱塞马达带驻车机械刹车。高压油高压油DrPp回转马达总成驻车机械刹车柱塞马达回转换向阀T回转马达的制动有两种方式：驻车机械制动和液压制动。驻车机械制动器装于马达里面，主要由弹簧、制动活塞和制动摩擦片组成。当马达松懈口没有先导油压进入时，在制动器弹簧力作用下，制动活塞紧制动摩擦片，实现制动功能。如果马达松懈口接通先导油压，制动器油室的先导油压克服弹簧压力将制动活塞打开，机械制动被打开。液压制动是通过回转换向阀闭锁回转马达进、出口油路，在回油路上产生很大背压而实现快速制动。松懈口Pp制动摩擦片制