8.1认识液压千斤顶（课件）-《汽车机械基础》同步教学（航空工业出版社）

项目八 汽车液压传动 知识目标 能力目标 了解液压传动系统的工作原理及组成部分。 了解液压传动系统的特点。 熟悉液压传动装置组成元件的结构及作用。 熟悉液压基本回路的特点及应用。 了解汽车液压制动系统的组成及工作原理。 熟悉液压传动在汽车中的应用情况。 能正确使用液压千斤顶。 能正确拆装汽车制动器。 任务一 认识液压千斤顶 液压传动在汽车中的应用 液压传动是一种利用压力油为工作介质来传递运动和动力的传动方式，在汽车中有着广泛的应用。例如，汽车转向时，液压助力系统可以帮助驾驶员轻松地转动方向盘，如图（a）所示；又如，修理汽车时，使用液压千斤顶可以方便地顶起汽车，如图（b）所示。那你知道液压传动系统的结构组成和工作原理吗？让我们一起来认识最典型的液压传动机构——液压千斤顶吧！ 任务描述 任务目标 观察并使用液压千斤顶顶起汽车，了解液压传动系统的基本组成及工作原理。 熟悉液压千斤顶的组成及工作原理。 了解液压传动系统的基本组成。 了解液压传动的特点。 一、液压传动系统的工作原理 汽车修理时常用的液压千斤顶是一个简单的液压传动装置。常见的液压千斤顶分整体式和分体式两种，整体式又分为卧式和直立式两种，如图所示。下面以图（b）所示的直立式液压千斤顶为例介绍液压传动系统的工作原理。 （a）卧式 （b）直立式 （c）分体式 常见液压千斤顶 如图所示为直立式液压千斤顶的组成及工作原理示意图。当提起手柄时，小活塞向上移动，在液压缸下部形成局部真空，压力差将油从油箱吸入液压缸；当压下手柄时，小活塞向下移动，缸内油压升高，压力油通过止回阀后经管道流入顶有重物的液压缸，并推动大活塞向上移动，从而顶起重物。不断反复提压手柄，即可将重物顶起至所需高度。打开放油阀时，液压缸内的油液经放油阀流回油箱，重物同大活塞一起下降。 （a）实物图 （b）工作原理示意图 直立式液压千斤顶 液压千斤顶是最简单的液压传动实例，从它的工作过程可知液压传动具有以下规律。 ① 液压传动以油液为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠液体内部的压力来传递动力。 ② 液压传动装置实际上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为液压能，再将液压能转换为机械能输出。 二、液压传动系统的基本组成 根据上述液压千斤顶的例子可知，液压传动系统主要由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质等部分组成。 1．动力元件 动力元件是将电动机或发动机输出的机械能转换为液压能的装置，通常是指液压泵。图中所示的液压千斤顶中液压能的转换是依靠手工提压手柄实现的，因此可将手柄、小活塞、液压缸看作一个手动液压泵。 2．执行元件 执行元件是将液压能重新转换为机械能的装置。常见的执行元件有液压缸和液压马达。其中，液压缸用来实现直线运动或摆动，液压马达用来实现旋转运动。 3．控制元件 控制元件是用来调节液压传动系统中油液的流动方向、压力和流量的装置，通常是指各类控制阀，如方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等。 4．辅助元件 辅助元件是指辅助液压传动系统工作的装置。常用的辅助元件有油管、管接头、油箱、滤油器、蓄油器等。 5．工作介质 工作介质是指系统中用来传递运动和动力的液体介质，即液压油。液压油不仅能够传递运动和动力，还可以对液压系统中相互运动的零部件进行润滑。 三、液压传动系统的表示方法 通常用图形来形象地表示液压传动系统的工作原理，这种图形称为液压系统原理图。其中，液压元件可以用结构图来表示，它具有直观性强、易于理解等优点，但绘制困难。为简化液压系统原理图，通常采用国家标准规定的符号来表示各元件，所用的符号称为图形符号，如图所示。 1—液压泵；2—单向阀；3—缸体；4—活塞；5—活塞杆；6—管路；7—放油阀；8—油箱 电动液压千斤顶的系统原理图 如图所示为电动液压千斤顶的液压系统原理图，它与直立式液压千斤顶工作原理相似，不同之处在于动力元件换成了液压泵。 四、液压传动系统的特点 同机械传动相比，液压传动具有以下优点。 ① 可利用油管连接各元件，方便灵活地布置传动装置。 ② 可在工作过程中实现大范围的无级调速。 ③ 在同等输出功率下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。 ④ 传动过程平稳、均匀，可自动适应负载的变化，并能实现过载保护。 ⑤ 液压元件都是标准化、系列化的产品，方便制造和实现自动化。 ⑥ 操作简单，液压元件可实现自我润滑，使用寿命长。 但液压传动具有以下不足之处。 ① 由于液压油容易泄漏，故液压传动无法保证精确的传动比，且传动效率较低。 ② 液压油对温度变化比较敏感，故液压传动不适合在温度变化范围大的环境中工作。 ③ 液压元件加工精度要求高，加工工艺比较复杂，故制造成本较高。 ④ 液压系统依靠封闭油路进行工作，发生故障后不易排查。 知识拓展 一、液压传动的基本参数 1．压力 液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向力称为静压力，用p表示，单位为Pa或MPa。静压力在液压传动中简称为压力（在物理学中则称为压强）。液压缸中液体工作压力p的计算公式为： p ——液体的工作压力，单位为Pa，即N/m2； F ——作用在液体表面上的外力，单位为N； A ——活塞的有效作用面积，单位为m2。 2．流量与流速 单位时间内流过管路或缸体某横截面的液体体积称为流量，用q表示，即 qV ——流量，单位为m3/s； V ——通过管路或缸体的液体体积，单位为m3； t ——时间，单位为s。 单位时间内流过单位面积的通流截面的液体体积称为平均流速，用 表示，其计算公式为 ——液体的平均流速，单位为m/s； qV ——流量，单位为m3/s； A ——通流截面面积，单位为m2。 3．液体流动连续性原理 液体在管路中稳定流动时，由于液体很难被压缩，其压缩量可忽略不计，则液体在流动过程中遵守质量守恒定律。如图所示，液体在密闭管道中流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过任意截面1和2的质量相等，即: 液体流动连续性原理图 当忽略液体的可压缩性时，r1 = r2，则上式可化简为: 上式称为液体流动的连续性方程。它表明稳定流动系统中，液体通过不同截面时的流量始终不变，其平均流速与管路的截面积成反比，即液体在细管中的流速快，在粗管中的流速慢。 4．静压传递原理 对于密封容器内的静止液体，在任意一点受到压力作用时，该压力将传递到液体中的各点，且压力大小处处不变。这一原理称为静压传递原理，又称帕斯卡原理。 二、液压油的性质及选用原则 液压油是液压传动系统的工作介质，也是液压元件的润滑剂和冷却剂，故液压油的性质直接影响着液压系统的工作性能。 1．液压油的性质 液压油的主要性质包括密度、可压缩性、膨胀性和黏性等。 密度 汽车常用液压油的密度为。液压油的密度会随着压力的增大而增大，随着温度的升高而减小，但变化幅度很小，一般情况下可忽略不计。 可压缩性和膨胀性 液压油随着压力的增加而发生体积缩小的性质称为可压缩性。液压油随着温度的升高而发生体积增大的性质称为膨胀性。在一般的汽车液压传动系统中，液压油的可压缩性和膨胀性不明显，可忽略不计。 黏性 液体在外力作用下流动时，由于液体分子间内聚力的作用而产生一种阻止液体内部相对运动的内摩擦力，这种特性称为液体的黏性。黏性是液压油的重要性质，是选择液压油的重要依据之一。 黏性的大小用黏度来表示，黏度越大，液层间内摩擦力就越大，流动阻力越大，油液就越稠，造成的功率损失也越大。黏度的大小与温度有关，国标GB/T 3141—1994《工业液体润滑剂ISO黏度分类》中规定液压油在40℃时的运动黏度值作为其黏度等级号，即油的牌号。汽车及其维修机械液压系统中常用的液压油有L-HL 15，L-HM 22，L-HV 32和L-HR 32等。 根据国标GB/T 7631.2—2003的规定，液压油属于L类（润滑剂、工业用油和相关产品）中的H组，并采用统一的命名方法。例如，L-HM 22表示具有抗磨性的、黏度等级为22的液压油。 2．液压油的性能要求 ① 合适的黏度和良好的黏温特性。 ② 良好的润滑性能、抗氧化性、抗磨性和防腐防锈性。 ③ 纯度高、杂质少。 ④ 对金属和密封材料有良好的相容性。 ⑤ 良好的抗泡性和空气释放性。 ⑥ 燃点和闪点高，流动点和凝点低。 ⑦ 对人体无害、对环境污染小，成本低廉。 3．液压油的选择 正确选用液压油，对提高汽车各液压系统的工作性能和可靠性，延长车辆使用寿命具有重要的意义。液压油可根据液压设备说明书或使用手册中规定的品种、牌号和黏度等级进行选择。需要自行选用液压油时，应根据液压系统的工作情况，如液压元件种类、工作压力、工作温度和元件的运动速度等，并结合各机构的工作特点进行综合考虑。 汽车液压系统常用的液压油系列有L-HL，L-HM，L-HV和L-HR等。其中，L-HL系列是精制矿物油，能改善防锈性和抗氧化性，常用于低压系统和传动装置中，在0℃以上的环境中使用；L-HM系列是抗磨型液压油，适合于低、中、高压的系统中，适用温度为-5～60℃；L-HV系列是低温抗磨型液压油，适用于环境温度变化大或工作条件恶劣的低、中、高压系统，如野外作业工程车辆、军车等；L-HR系列也是低温抗磨型液压油，性能与L-HV系列液压油相似，只是在黏温特性方面略有改善。 谢谢观赏 $$