液壓與氣壓傳動和液力概述

液壓與氣壓傳動和液力概述第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六1學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1、掌握液壓、氣壓、液力傳動的工作特點及各自組成2、熟悉液壓、氣壓、液力傳動各自特點及應(yīng)用3、熟悉液壓油的物理特性4、掌握汽車常用液壓油特性，能根據(jù)不同的要求，正確選用各種常用液壓油5、熟悉液壓、氣壓與液力傳動在汽車上的具體應(yīng)用情況及各自應(yīng)用特點第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六2第一節(jié)液壓、氣壓和液力傳動工作原理及組成一、液壓傳動工作原理和系統(tǒng)組成及特點二、氣壓傳動工作原理和系統(tǒng)組成及特點三、液力傳動原理和結(jié)構(gòu)形式與特點第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六31.液壓傳動工作原理液壓傳動是利用液體的壓力能來傳遞動力的一種傳動形式，液壓傳動的過程是將機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳遞的過程。第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六4

(1)動力元件：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能。液壓泵。

(2)執(zhí)行裝置：將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。液壓缸，液壓馬達(dá)。

(3)控制調(diào)節(jié)裝置：對系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行壓力、流量、方向的調(diào)節(jié)。壓力、流量、方向控制閥。

(4)輔助裝置：油箱、管路、過濾器等。

2.液壓傳動系統(tǒng)組成第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六5（1）動力元件第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六6（2）執(zhí)行裝置第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六7（3）控制調(diào)節(jié)裝置第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六8車廂舉傾機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1－油箱2－慮油器3－限壓閥4－換向閥芯5－換向閥6－液壓缸7－單向閥8－液壓泵a、b－油道第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六9車廂舉傾機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)圖。1－油箱2－油泵3－單向閥4－換向閥5－限壓閥6－慮油器7－液壓缸第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六103.液壓傳動的特點1）功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；2）傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍大；3）液壓元件質(zhì)量輕、慣性矩小，實現(xiàn)高頻換向。4）元件壽命長，可實現(xiàn)過載保護(hù)；5）液壓元件已標(biāo)準(zhǔn)化，通用性強(qiáng)。第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六11二、氣壓傳動

1.氣壓傳動工作原理氣壓傳動是以壓縮氣體為工作介質(zhì)來傳遞運(yùn)動和動力的一種傳動方式。它依靠密閉系統(tǒng)內(nèi)氣體密度的增加，壓力增強(qiáng)，來形成壓力能，傳遞壓力；依靠密閉容積的變化和氣體膨脹，消耗氣體的壓力能，來傳遞運(yùn)動。組成：氣壓發(fā)生裝置；執(zhí)行元件；控制元件；輔助元件。第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六122.氣壓傳動系統(tǒng)組成1－工料2－氣缸3－氣控?fù)Q向閥4－機(jī)動閥5－油霧器6－減壓閥7－空氣過濾器8－儲氣罐9－空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖系統(tǒng)圖第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六133.氣壓傳動特點

與機(jī)械、液壓、電氣傳動相比，氣壓傳動的特點是：

1）空氣為工作介質(zhì)，來源方便，排氣處理簡單，不污染環(huán)境；

2）空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供氣，遠(yuǎn)距離輸送。

3）氣動動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、管路不易堵塞，且不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問題。

4）工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可安全可靠地應(yīng)用于易燃易爆場所。

5）氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)容易。壓力等級低，故使用安全。

6）空氣具有可壓縮性，氣動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護(hù)。氣壓傳動也存在著一定缺點。如受氣體可壓縮性的影響，氣缸動作速度—負(fù)載特性差；因工作壓力較低（一般為0.4MPa～0.8MPa），氣動系統(tǒng)輸出力較?。灰蚬ぷ鹘橘|(zhì)空氣本身沒有潤滑性，需另加裝置進(jìn)行給油潤滑；氣動系統(tǒng)排氣有較大的噪聲等。第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六14三、液力傳動1－發(fā)動機(jī)2－離心泵葉輪3－連接管路4－導(dǎo)向裝置5－渦輪機(jī)葉輪6－輸出軸7－出水管8－進(jìn)水管9－貯水池10－液力變矩器模型

液力傳動是通過液體循環(huán)流動過程中的動能來傳遞能量的。第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六151.液力耦合器液力傳動的基本結(jié)構(gòu)：能量輸入部件(泵輪)；能量輸出部件(渦輪)；導(dǎo)流部件(導(dǎo)輪)。

1－主動軸2－輸出軸3－渦輪4－泵輪第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六162.液力變矩器液力耦合器只起傳遞扭矩作用，而不能改變扭矩大小。而液力變矩器能根據(jù)需要無級地改變傳動比與扭矩比，即具有變矩的作用。1－主動軸2－輸出軸3－渦輪4－導(dǎo)輪5－泵輪第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六173.液力傳動特點液力傳動與其它傳動形式相比，有以下特點：1）自動適應(yīng)性能好。液力變矩器能在一定范圍內(nèi)自動地適應(yīng)外載變化，實現(xiàn)無級變矩、變速調(diào)節(jié)。2）防振隔振性能強(qiáng)。液力傳動的工作介質(zhì)是液體，故能吸收并減少來自發(fā)動機(jī)和機(jī)械傳動系統(tǒng)的振動，且能提高機(jī)械的使用壽命。3）可帶載啟動，并具有穩(wěn)定良好的低速運(yùn)行性能。4）簡化機(jī)械操縱，易于實現(xiàn)自動控制。液力傳動與機(jī)械傳動相比也有一定缺點：液力傳動系統(tǒng)的效率較低，經(jīng)濟(jì)性較差；且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六18第二節(jié)液壓油的主要性能及其選用一、液壓油的物理特性：密度；粘性；可壓縮性；其它性質(zhì)二、液壓油的選用：第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六19一、液壓油的物理特性

1.液體的密度液體單位體積內(nèi)的質(zhì)量稱為密度。

液壓油的密度隨壓力的增加而加大，隨溫度的升高而減小。一般情況下，由壓力和溫度引起的這種變化都較小，可將其近似地視為常數(shù)。第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六202.液體的粘性液體在外力作用下流動（或有流動趨勢）時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運(yùn)動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。液體只有在流動（或有流動趨勢）時才會呈現(xiàn)出粘性，靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。流體粘性的大小用粘度來衡量。常用的粘度有動力粘度、運(yùn)動粘度和相對粘度。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六21液體粘性示意圖第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六22（1）動力粘度動力粘度的物理意義是：液體在單位速度梯度下流動時，液層間單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。單位：第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六23（2）運(yùn)動粘度運(yùn)動粘度沒有明確的物理意義。因在理論分析和計算中常遇到運(yùn)動粘度與液體密度的比值，為方便而用表示。其單位中有長度和時間的量綱，故稱為運(yùn)動粘度。第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六24

（3）相對粘度(條件粘度)相對粘度是以液體的粘度與蒸餾水的粘度比較的相對值表示的粘度。因測量條件不同，各國采用的相對粘度也各不相同。我國、前蘇聯(lián)、德國等采用恩氏粘度，美國采用賽氏粘度，英國采用雷氏粘度。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六25（4）恩氏粘度第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六26幾種液壓油的粘溫特性曲線1－石油型普通液壓油2－石油型高粘度指數(shù)液壓油3－抗燃性水包油乳化液4－抗燃性水－乙二醇液5－抗燃性磷酸酯液第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六273.可壓縮性液體受壓力作用而體積縮小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性?？蓧嚎s性用體積壓縮系數(shù)表示，并定義為單位壓力變化下的液體體積的相對變化量，即第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六284.其它性質(zhì)液壓油液還有其它一些性質(zhì)，如穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性等）、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性以及相容性（對所接觸的金屬、密封材料、涂料等不起作用便是相容性好，否則便是不好）等，都對它的選擇和使用有重要影響。第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六29二、液壓油的選用

1.液壓油的性能要求不同的工作機(jī)械、不同的使用情況對液壓油的性能要求有很大的差別。汽車使用環(huán)境的復(fù)雜性，負(fù)荷變化的多樣性使所使用的液壓油具備以下的性能：

1）流動點和凝固點低，閃點(明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒時的溫度)和燃點高。

2）合適的粘度，一般或，較好的粘溫特性。

3）良好的潤滑性。

4）對熱、氧氣具有良好的穩(wěn)定性好。

5）抗泡沫性好，抗乳化性好，防銹性和抗腐蝕性好。

6）對所接觸的材料(金屬、橡膠等)有良好的相容性。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六302.液壓油選用液壓系統(tǒng)通常采用礦物油，常用的有機(jī)械油、精密機(jī)床液壓油、汽輪機(jī)油等。汽車上所使用的液壓油根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用性能和工作環(huán)境等因素確定液壓油的品種。當(dāng)品種確定后，主要考慮油液的粘度。油液粘度的確定主要考慮系統(tǒng)工作壓力、環(huán)境溫度及工作部件的運(yùn)動速度。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力、環(huán)境溫度較高，工作部件運(yùn)動速度較低時，為了減少泄漏，宜采用粘度較高的液壓油。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力、環(huán)境溫度較低，而工作部件運(yùn)動速度較高時，為了減少功率損失，宜采用粘度較低的液壓油。當(dāng)液壓油的某些性能指標(biāo)不能滿足某些系統(tǒng)較高要求時，可在油中加入各種改善其性能的添加劑——抗氧化、抗泡沫、抗磨損、防銹以及改進(jìn)粘溫特性的添加劑，使之適用于特定的場合。如汽車自動變速器所用的液壓油，其工作溫度一般為50℃～80℃，工作壓力一般為0.5～1MPa。在其所使用的液壓油中往往添加抗氧化劑、抗磨劑等。第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六31第三節(jié)液壓、氣壓和液力技術(shù)在汽車上的應(yīng)用1.液壓傳動在汽車上的應(yīng)用及特點2.氣壓傳動在汽車上的應(yīng)用及特點3.液力傳動在汽車上的應(yīng)用及特點第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六321.液壓系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用及特點電控液力自動變速器、電控懸架裝置、電控防抱死制動裝置、氣壓式掛車制動裝置、液壓或氣壓式轉(zhuǎn)向助力裝置、自動傾卸車舉升機(jī)構(gòu)及發(fā)動機(jī)燃料供給、機(jī)械潤滑系統(tǒng)等。第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六332.氣壓技術(shù)在汽車上應(yīng)用氣壓傳動與液壓傳動一樣，主要用于實現(xiàn)動力遠(yuǎn)程傳遞、電氣控制信號轉(zhuǎn)換等。由于其工作介質(zhì)是氣體，因此工作安全，系統(tǒng)泄漏時環(huán)境污染小。但受氣體可壓縮性大的影響，系統(tǒng)靈敏性不如液壓傳動，如液壓式汽車制動裝置的制動滯后時間是0.2s，而氣壓式汽車裝置的制動滯后時間是0.5s。同時，系統(tǒng)噪音大，自潤滑性差。第34頁，共36頁，2023年，2月20日，星期六343.液力傳動在汽車上的應(yīng)用特點

液力傳動主要采用液力變矩器或液力偶合器實現(xiàn)發(fā)動機(jī)與變速器的離合與變速。液力變矩器具有對外負(fù)載的自動適應(yīng)性，使車輛起步平穩(wěn)，加速迅速、均勻，其減振作用降低了傳動系的動載和扭振，延長了傳動系的使用壽命，提高了乘坐舒適性、行駛安全性、通過性以及車輛的平