第11章 液压传动及汽车常见液压系统 （教案）-《汽车机械基础》同步教学（机工版.第3版）

课 时 计 划 序号 专业及班级 授 课 类 型 讲 授 月 日 讲授 （540＇） 课 题 第11章 液压传动及汽车常见液压系统 课 时 教 学 目 的 1. 掌握液压传动的原理及特点； 2. 理解液压传动的基本概念及组成； 3. 理解液压泵、液压缸、控制阀等元件的作用及工作原理； 4. 理解液压基本回路及汽车常见液压回路的工作原理； 5. 能正确分析汽车常见液压系统。 重 点 与 难 点 重点：液压泵、液压缸、控制阀等元件的作用及工作原理 难点：分析汽车常见液压系统 时 间 内容及讲授方法 教 具 5＇ 40＇ 270＇ 120＇ 60＇ 45＇ 组织教学及新课导入 一、液压传动基本知识 二、液压系统元件 三、液压基本回路 四、常见汽车液压系统分析 小结及习题 检 查 意 见 签字 任课教师： 板 书 设 计 （I） 第十章 液压传动及汽车常见液压系统 一、液压传动基本知识 1、液压传动的工作原理 2、液压传动特点 3、基本概念 4、管路内的压力损失 二、液压系统元件 1、液压泵 2、液压缸和液压马达 3、液压阀 4、辅助元件 三、液压基本回路 1、方向控制回路 2、压力控制回路 3、速度控制回路 板 书 设 计 （II） 四、常见汽车液压系统分析 1、汽车液压制动系统 2、汽车液压助力转向系统 3、汽车液压悬架和身高的控制系统 4、汽车液压减振器 课 后 小 结 作 业 授 课 内 容 教案 （副页） 11.1 液压传动的基本知识 一、液压传动的工作原理及特点 液压传动：利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。 1、液压传动的工作原理 1-杠杆手柄 2-小缸体 3-小活塞 4、6-单向阀 5-吸油管 7、10-管道 8-大活塞 9-大缸体 11-放油阀 12-油箱 液压千斤顶结构原理图 *液压千斤顶的工作原理：提起手柄时，小活塞将向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，则单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；当压下手柄时，小活塞下移，小活塞下腔的压力升高，单向阀4关闭，单向阀6打开，下腔的油液经管道7输入举升油缸9的下腔，使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀6自动关闭，油液不能倒流，保证重物不会自行下落。往复提压手柄，油液就不断地压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。若打开放油阀11，举升缸下腔中的油液会通过管道10和放油阀11流回油箱，重物落下。 2、液压传动系统的组成 （1）动力元件：将机械能转换成油液压力能的装置，为液压系统提供压力油，常见动力元件是液压泵。 （2）执行元件：把液压能转换成机械能的装置，驱动工作元件，常见执行元件有液压缸和液压马达。 （3）控制调节元件：控制液压系统中油液的压力、流量和方向的控制阀，如溢流阀、节流阀、换向阀等。 （4）辅助元件：保证系统正常工作所需的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计。 （5）工作介质：即液压油，其作用是实现运动和动力的传递。 3、液压传动系统的图形符号 我国国家标准GB/T786.1—2009 规定了液压系统图图形符号。 液压传动系统图形符号只表示元件的职能，使系统图简化，原理简单明了，便于识读、分析、设计和绘制。液压元件的图形符号以元件的静止位置或零位来表示。 液压千斤顶的工作原理图 1-液压泵 2-单向阀 3-大活塞 4-液压缸5-油管 6-放油阀 7-油箱 组织教学 导入：演示汽车制动系工作原理图，分析制动系工作过程，总结导入新课。 PPT演示液压传动工作原理动态过程，理解液压传动的原理。 思政：结合国标要求，对学生进行标准、规范教育，培养学生的职业素养。 No 1 授 课 内 容 教案 （副页） 4.液压传动的特点 优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 (3)可在大范围内实现无级调速。 (4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。 (5) 液压传动操纵方便，容易实现自动化，而且可以与电气组合应用，实现遥控。 (6) 液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 缺点：不能保证严格的传动比；液压传动对油温的变化比较敏感；液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂；液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便；液压系统发生故障不易检查和排除。 二、液压传动的基本概念 1.液体的静压力 液体的静压力是指静止液体单位面积上所受的作用力，用p表示。在液压传动系统中，通常由外力产生的压力要比由液体的重力产生的压力大得多，可忽略液体重力产生的压力，而认为系统中相对静止液体内各点压力均相等。当液体受到外力作用时，就形成了液体的压力 外力作用液体形成的压力 2.压力的传递 在密封容器内，由外力作用于液面上任一点的压力能等值地传递到液体内部各点，称为静压传递原理，即帕斯卡原理。根据帕斯卡原理和静压力的特性，液压传动不仅可以进行力的传递，而且还能将力放大和改变力的方向。 静压传递原理应用实例 3.流量和平均流速 （1）通流截面：液体在管道中流动时，垂直于液体流动方向的截面。 （2）流量：单位时间内通过通流截面的液体的体积，用Q表示，流量的常用单位为 m3/s（立方米/秒）或L/min（升/分）。 （3）平均流速：液体在单位时间内移动的距离。 液*压缸工作时，活塞随油液流动而移动，活塞运动的速度等于缸内液体的平均流速。由上式可知，活塞运动速度的大小由输入液压缸的液体的流量决定。 三、管路内的压力损失 管路内的压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。 PPT演示液体静压力的形成。 PPT演示静压传递原理的应用实例，理解静压传递原理。 No 2 授 课 内 容 教案 （副页） 液压传动中的压力损失，大部分都转变为热能造成油温升高，使泄漏增多，从而使液压传动的效率降低，布置管路时，应尽量缩短管道长度，减少管路弯曲和截面的突然变化，选用合理管径，采用较低流速，以提高系统效率。 11.2 液压系统元件 一、液压泵 1、液压泵的工作原理 1－偏心轮 2－柱塞 3－缸体 4－弹簧 5－单向阀 6－单向阀 液压泵结构简图 （1）柱塞右移时，缸体中密封工作腔a的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油（单向）阀5吸入液压泵内，实现吸油； （2）柱塞左移时，缸体中密封工作腔a的容积变小，油液受挤压，通过压油（单向）阀6输到系统中去，实现压油。 *总结液压泵工作原理： 吸油：密封容积增大，产生真空。 压油：密封容积减少，油液被迫压出。 2、液压泵的工作条件 （1）它具有一定的密封容积，而且其密封容积是变化的； （2）有吸压油部分。邮箱与大气相通。 液压泵输出油液流量的大小，由密封工作腔的容积变化量和单位时间内的变化次数决定。因此这类液压泵又称为容积式液压泵。 （3）常用液压泵的图形符号 单向定量泵 双向定量泵 单向变量泵 双向变量泵 3.液压泵的类型及应用 液压泵按其在单位时间内输出的油液体积是否能够调节，可分为定量泵和变量泵两类；按其工作的额定压力（液压泵在正常工作条件下，连续运转正常工作的最高工作压力，即液压泵铭牌上标出的压力。）可分为低压泵、中压泵和高压泵三种；按结构形式不同可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵，其中常用的是齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 PPT演示液压泵工作原理图，分析总结其工作原理。 No 3 授 课 内 容 教案 （副页） （1）齿轮泵 *按啮合形式可分为：外啮合、内啮合 *齿轮泵工作原理： ①密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成。 ②齿轮退出啮合,容积↑吸油 ③齿轮进入啮合,容积↓压油 吸、压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖 外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵 *齿轮泵工作特点： 优点——结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠。     缺点——径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用。 （2）叶片泵 *叶片泵分两类：单作用叶片泵、双作用叶片泵。 *单作用叶片泵 工作过程： 转子在电动机带动下旋转时，在叶片、定子内表面、转子外表面和端盖之间就形成了若干个密封的工作空间。 叶片随转子旋转一周时，叶片在转子的槽内伸缩滑动一次，相邻两叶片间的容积也变化一次。 1.转子2.定子3.叶片4.转子轴5.配油盘6.泵体 单作用式叶片泵工作原理 *双作用叶片泵 双作用叶片泵结构 PPT演示齿轮泵的结构，理解齿轮泵的工作原理。 PPT演示内啮合和外啮合齿轮泵的动态工作过程。 PPT演示单作用叶片泵的结构及动态工作过程，理解其工作原理。 PPT演示双作用叶片泵的结构，学生讨论双作用叶片泵的工作原理。 No 4 授 课 内 容 教案 （副页） *叶片泵的特点 叶片泵的优点是结构紧凑、运转平稳、输油量均匀性能好、噪音小、排量大。单作用式叶片泵可作变量泵使用，双作用式叶片泵工作压力较高。其缺点是结构复杂、吸油特性差、对油的污染较敏感等。叶片泵一般用于中、高速度，作用力中等，精度要求较高的液压系统中。 （3）柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸体中做往复运动产生的密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。 根据柱塞排列和运动方向不同，柱塞泵分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。 径向柱塞泵 轴向柱塞泵 *径向柱塞泵工作原理 ①转子顺时针方向回转时： 柱塞绕经上半周时：向外伸出，油缸内工作空间逐渐增大，形成局部真空，经过衬套3（压紧在转子内，并与转子一起转动）上的油孔从配油轴5上的吸油口b吸油。 ②当柱塞转到下半周时：定子内壁将柱塞向里推，油缸内的工作空间逐渐减小，向配油轴的压油口c压油。 ③当转子回转一周时，每个柱塞各吸油、压油一次，转子不断回转，即可连续完成输油工作。配油轴不动，油液从配油轴上半部的两个油孔a流入，从下半部的两个油孔d压出，吸油口b和压油口c被封油区隔开。 *轴向柱塞泵工作原理 *密封容积形成：柱塞和缸体配合而成 *密封容积的变化： ①右半周，V密增大，吸油 ②左半周，V密减小，压油 *吸压油口隔开：配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔。 *柱塞泵的工作特点：结构紧凑，径向尺寸小，密封性好，泄漏少，效率高，工作压力高，容易实现流量的调整和流向的改变。但是，它的结构复杂，价格较贵，适用于高压大功率系统。 PPT演示径向柱塞泵及轴向柱塞泵的结构及动态工作过程，理解总结其工作原理。 No 5 授 课 内 容 教案 （副页） （4）液压泵的选用 低压系统和辅助装置多选用低压齿轮泵；中压系统多选用叶片泵；负载大、功率大的高压系统多选用柱塞泵。 *转向助力泵一般采用齿轮泵或叶片泵；机油泵一般为齿轮泵；输油泵主要有叶片泵、柱塞泵；喷油泵一般使用柱塞泵；自动变速器中的液压泵既有齿轮泵也有叶片泵和柱塞泵。 二、液压缸和液压马达 *液压缸是液压系统中的执行元件，作用是将液体的压力能转变为机械能。 1、液压缸的分类及工作特点 *按运动形式不同液压缸分为直线动作液压缸和摆动液压缸。 直线动作液压缸：能实现往复直线运动，输出推力（或拉力）和直线运动速度。 摆动液压缸：能实现往复摆动，输出转速和转矩。 *按作用方式不同分为单作用式和双作用式。 单作用式液压缸：活塞（柱塞）单方向运动，反向运动需靠外力实现。 双作用式液压缸：可实现两个方向的运动。 2、典型液压缸的工作原理及应用 （1）单杆双作用活塞式液压缸 1、8-密封圈 2-盖板 3、9-端盖 4-垫圈 5-活塞杆 6-缸体 7-活塞 单杆双作用活塞式液压缸结构原理图 *液压缸由缸体6、缸盖3和9、活塞7、活塞杆5和密封件1和8等零件组成。液压缸只有一端有活塞杆，两端的进出油口都可以通压力油或回油，可以实现双向运动，因此称为双作用液压缸。 差动液压缸工作原理 *若将液压缸的两腔连接起来，则两腔的压力相等，因活塞两侧的有效面积不相等，则作用在活塞两边的液体压力将产生一个合力推动活塞向有杆腔运动。这样连接起来的单杆活塞液压缸称为差动液压缸。 分析汽车转向助力油泵、机油泵、输油泵、喷油泵、自动变速器中的液压泵应用哪种液压泵？ PPT演示单杆双作用活塞式液压缸的结构，理解其工作原理。 PPT演示差动液压缸结构，分析其工作原理。 No 6 授 课 内 容 教案 （副页） （2）单作用柱塞式液压缸 1.缸体 2.柱塞3.密封装置 4.导向套5.压盖 6.通油孔 单作用柱塞式液压缸工作原理图 成对使用的单作用柱塞缸 *单作用式柱塞液压缸它主要由缸体1、柱塞2、密封装置3、导向套4和压盖5等零件组成。这种液压缸工作时，压力油从缸底部的通油孔6进入缸体，将柱塞推起。由于只有一个通油口，所以只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则需成对使用，适用于行程长的场合。 （3）摆动液压缸 1-缸体 2-叶片 3-定子 4-回转轴 摆动液压缸工作原理图 *摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达，主要由缸体、叶片、定子及回转轴等零件组成，叶片与回转轴连接在一起。叶片和定子将缸体分隔成互不相同的两个腔，当两油口交替供油时，叶片便带动输出轴作往复摆动。通常单叶片式摆动角度小于280º，双叶片式摆动角度小于150º。 *摆动液压缸常用于机床的送料装置、回转夹具等回转机构和装置中。 （4）增压缸 增压缸是由两个活塞式液压缸复合而成，即将一大一小两个液压缸串联在一起，当压力油以p1的压力输入到大缸左腔时，活塞杆将力传给小缸，由于大缸和小缸的活塞面积不同，于是小缸输出的液压油的压力p2比大缸的输入压力p­1高，因此，这种型式的液压缸可以使小缸的油液增压。 PPT演示单作用柱塞式液压缸工作原理图，分析其工作原理。 PPT演示摆动液压缸的结构图，分析其工作原理。 No 7 授 课 内 容 教案 （副页） 3、液压缸的密封 （1）密封原因：由于液压系统存在泄漏现象，使液压缸的效率降低，影响液压缸的工作性能，为了防止泄漏，液压缸必须采取密封措施。 若密封过度，会造成密封部分的剧烈磨损，缩短密封件的使用寿命，增大液压元件内的运动摩擦阻力，降低系统的机械效率。因此，应合理地选用和设计密封装置。 （2）液压缸中需要密封的部位：活塞、活塞杆和端盖等处。 （3）密封方法：按工作原理可分为非接触式密封和接触式密封。 4、液压缸的缓冲与排气 （1）液压缸的缓冲 设置缓冲装置的原因：为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，必须设置缓冲装置。 缓冲装置工作原理：利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，产生较大阻力，使工作部件受到制动，从而减速。 间隙缓冲装置 （2）液压缸的排气 液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸及管道系统中会渗入空气，使执行元件出现振动、爬行、噪声和发热等不正常现象，影响正常工作，因此需要把缸中和系统中的空气排出。一般应在液压缸的(a)排气装置的位置错误 (b)排气装置的正确位置最高处设置进出油口把气体带走。 5、液压马达的类型及应用 （1）液压马达：是执行元件，可把液体的压力能转换为机械能，实现连续的回转运动，输出转矩和转速。 （2）液压马达类型：按结构分为齿轮式、叶片式、柱塞式三类。 （3）液压马达与液压泵的关系：液压马达和液压泵是可逆的，用电动机带动时，输出的是压力能（压力和流量），即液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），即液压马达。 （4）工作原理：工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。 （5）齿轮式液压马达一般用于高转速、小转矩的场合，也用作笨重物体旋转的传动装置。叶片式液压马达体积小、惯性小，动作灵敏，允许换向频率高，工作时泄漏较大，适用于高转速、小转矩和动作灵敏的场合。柱塞式液压马达排量较小，是一种高速、小转矩的液压马达。 PPT演示各类密封方法及液压系统密封实例。 PPT演示缓冲装置结构，分析其工作原理。 No 8 授 课 内 容 教案 （副页） 三、液压阀 1、液压阀的作用、分类及要求 （1）作用：液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的控制元件，用来保证执行元件按照要求进行工作。 （2）分类：按功能分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。方向控制阀用来控制液流的流动方向。压力控制阀用来控制系统的压力或用压力的大小来控制油路的通断。流量控制阀用来控制系统中油液的流量。 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 （3）液压阀的特点：在结构上，各种液压阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件　（如弹簧、电磁铁）组成 ；在工作原理上，所有阀的开口大小，阀的进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，只是各种阀控制的参数各不相同。 对液压阀的基本要求： *动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。 *油液流过的压力损失小。 *密封性能好。 *结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。 2、方向控制阀 （1）作用：在液压系统中控制液流方向。 （2）分类：单向阀和换向阀。 （3）单向阀：包括普通单向阀和液控单向阀。 ①普通单向阀：油液只能沿一个方向流动，不允许油液反向倒流，也称为止回阀。 单向阀的结构及图形符号 ②液控单向阀 当控制油口K处无压力油通入时，其工作原理和普通单向阀相同，压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制油口K通入压力油时，控制活塞2顶开阀芯1，使通油口P1和P2接通，实现反向通油。 液控单向阀结构及图形符号 *液控单向阀常用于防止立式液压缸停止运动时因自重下滑以及速度换接的回路中，也称这种阀为液压锁。 PPT演示方向控制阀实物图，认识方向控制阀。 PPT演示普通单向阀结构、符号及实物，理解其工作原理。 PPT演示液控单向阀工作动态过程，理解其工作原理。 No 9 授 课 内 容 教案 （副页） （4）换向阀 利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油液流动的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向的一种方向控制阀。 ①换向阀的分类： *按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 *按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 *按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。 *按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。 ②滑阀式换向阀的结构特点及换向原理 滑阀式换向阀也称为滑阀，是依靠阀芯的轴向位移改变阀芯与阀体的相对位置来改变油液的流动方向的。 滑阀主要由阀体、阀芯和控制机构组成。阀芯是一个具有多个环形槽的圆柱体，阀体孔内有几条环形槽（沉割槽）与油道连通，阀芯上的台肩与阀相配合起到间隙密封的作用。 滑阀式换向阀的结构及图形符号 ③滑阀式换向阀的“位”与“通” 为了改变油液的方向，阀芯相对于阀体具有不同的工作位置，其工作位置称为“位”。在图形符号中，用方格表示工作位置，换向阀有几个工作位置相应的就有几个格数。三个格即表示三位，两个格即表示两位。 ④滑阀的操纵方式 常见的滑阀的操纵方式有手动、电磁动、液动、机动等。 ⑤三位换向阀的中位机能 换向阀的换向功能主要是由阀的工作位置数和它控制的通路数决定的。多位阀的阀芯处于不同位置时能够实现的各种控制功能称为机能。阀芯处于中间位置时的机能称为滑阀的中位机能。滑阀的机能中最重要的是三位四通阀的中位机能。 对于三位阀，左、右位实现执行元件的换向，中位则能满足执行元件处于非工作状态时系统的不同要求。 PPT演示滑阀式换向阀的结构及动态工作过程，理解其工作原理。 No 10 授 课 内 容 教案 （副页） 例： 代号：O，名称：中间封闭，中位机能：在中间位置时，油口全闭，油不流动。液压缸锁紧，液压泵不卸荷，可与其它执行元件并联使用。因液压缸充满油，从静止到启动较平稳。 3、压力控制阀 （1）压力控制阀：控制液压系统压力或利用压力作为信号控制其他元件动作。 （2）分类： *溢流阀、减压阀：定压阀，稳定液压系统中某处的压力值。 *顺序阀、压力继电器：利用液压力作为信号控制其他元件动作。 *工作原理：利用作用于阀心上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。 （3）溢流阀 *按结构型式分：直动式溢流阀、先导式溢流阀 直动式溢流阀的工作原理及图形符号 先导式溢流阀的工作原理图及图形符号 *直动式溢流阀依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，来控制阀芯的启闭。进口压力油经阀芯中间的阻尼孔a作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧的作用下处于下端位置，P和O两油口隔开。油压升高时，阀芯下端作用力超过弹簧压紧力F，阀芯上升，阀口打开，多余油液排回油箱，阻尼孔a对阀芯的动作产生阻尼作用，可提高阀的工作平衡性，调整螺帽1可改变弹簧的压紧力，即调整溢流阀进口处的油液压力P。 （4）减压阀 *工作原理：利用油液流过缝隙产生压降的原理，使系统的某一回路的压力低于系统压力。 *类型：直动式减压阀和先导式减压阀。 先导式减压阀工作原理及图形符号 1-调节螺母 2-调压弹簧 3-先导阀阀芯 4-弹簧 5-主阀阀芯 提问：分析P186页表10-4中三位四通阀的中位机能。 PPT演示溢流阀的结构及图形符号，理解其工作原理。 PPT演示先导式溢流阀的结构图，提问：分析其工作原理？ No 11 授 课 内 容 教案 （副页） 先导式减压阀由先导阀和主阀两部分组成。油压为P1的压力油，由主阀的进油口流入，经减压阀口h后从出油口流出，其压力为P2。出口油液经孔道d及主阀芯上的阻尼孔e流入主阀芯及先导阀右腔。当出口压力P2低于先导阀弹簧调定的压力时，先导阀关闭，主阀芯上、下腔油压相等，先导阀处于最下端位置。此时减压阀口h开度最大，不起减压作用，进、出油口的油压基本相等。P2达到先导阀弹簧调定的压力时，先导阀开启，主阀芯上腔油液经先导阀流回油箱，下腔油液经阻尼孔向上流动，使阀芯两端产生压力差。主阀芯在压力差的作用下向上顶起，使减压阀口h变小，则阀口的压降增大，起到了减压作用。 （5）顺序阀 *功能：控制液压系统中两个以上工作机构先后动作的顺序。 *类型：内控式和外控式。内控式用阀的进口压力控制阀芯的启闭，外控式用外来的控制压力油控制阀芯的启闭（也称为液控顺序阀）。 *直动式和先导式。直动式用于低压系统，先导式用于中高压系统。 直动式顺序阀工作原理及图形符号 4、流量控制阀 *功能：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。 *工作原理：依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的长度来控制流量。 *类型：普通节流阀、调速阀。 （1）普通节流阀 普通节流阀的工作原理及图形符号 （2）调速阀 *组成：定压差式减压阀与节流阀并联。 *工作原理：利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差，使其保持不变。 提问：减压阀与溢流阀的区别？ PPT演示直动式顺序阀的结构及图形符号，理解其工作原理。 PPT演示普通节流阀结构及图形符号，理解其工作原理。 PPT演示节流阀动态工作过程。 No 12 授 课 内 容 教案 （副页） 1-出油口 2-减压阀 3-进油口 4-节流阀 *调速阀在工作时，液压泵的出口（即调速阀的进口）压力P1由溢流阀调整基本不变，出口压力P3决定于液压缸的负载。 四、液压辅助元件 液压系统中的辅助元件是指除液压泵、液压缸、和各种控制元件之外的其他各类组成元件，如油箱、滤油器、管件、压力表、蓄能器等。 1、油箱 油箱的主要作用是储存油液，还起着散发油液中热量、分离油液中的空气和杂质等作用。在液压系统中，可利用床身或底座内的空间作油箱，也可采用单独的油箱。 1-吸油管 2-滤油网 3-盖 4-回油管 5-上盖 6-油位计 7、9-隔板 8-放油阀 油箱基本结构 2、滤油器 （1）功用：过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，减少相对运动件的磨损，防止节流阀和管道小孔堵塞，保证系统正常地工作。 （2）分类：粗过滤器、普通 过滤器、精过滤器、特精过滤器。 滤油器安装位置 （3）安装位置：滤油器可安装在液压泵的吸油管道上，或回油管道上，也常被安装在重要元件的前面。 PPT演示调速阀的结构，分析其工作原理。 No 13 授 课 内 容 教案 （副页） 3、管件 （1）油管 油管的作用是连接液压元件和输送油液。液压系统中使用的油管种类很多，常用的有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等。 （2）管接头 管接头是油管与油管、油管与液压件之间的连接件。它必须满足装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小等要求。 管接头的种类很多，按接头的通路型式不同可分为直通、直角和三通。按油管和管接头的连接方式不同可分为焊接式、卡套式、扩口式和扣压式软管接头等。 4、蓄能器 （1）作用：储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。在液压系统中蓄能器主要作用有：在短时间内供应大量压力油液；用作应急油源；维持系统压力；减小液压冲击或压力脉动。 （2）类型：常用蓄能器主要有气囊式和活塞式。 （3）安装位置：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁；补油保压时宜放在尽可能接近有关执行元件处。 气囊式蓄能器　 活塞式蓄能器 11.3 液压基本回路 一、方向控制回路 作用：控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。常用的方向控制回路包括换向回路和锁紧回路。 1、换向回路 执行元件的换向动作大多由换向阀来实现。 利用换向阀换向：根据换向要求可选用二位（或三位）三通、四通、或五通等换向阀。 利用双向泵换向：双向变量泵是通过改变变量泵输出压力油的方向来控制执行元件的运动方向。这种回路换向平稳，换向能量损耗少，能够吸收换向制动阶段因惯性力产生的液压冲击，但换向精度低。 PPT演示蓄能器结构，分析其工作原理。 No 14 授 课 内 容 教案 （副页） 1-液压缸 2-换向阀 3-溢流阀 4-液压泵 5-滤油器 6-压力表 1-液压泵 2-溢流阀 3-换向阀 4-液压缸 换向回路 锁紧回路 2、锁紧回路 作用：可以使液压缸在移动过程中停止在任意位置上，并能防止停止后在外力作用下发生位移。 利用三位换向阀锁紧：利用M型、O型换向阀的中位机能将元件锁紧在任意位置上。由于换向阀的环状缝隙泄漏较大，密封性较差，不能保证长时间的锁紧。适用于锁紧要求不高或短时间停留的场合。 二、压力控制回路 *作用：利用压力控制阀来控制系统的压力，实现稳压、减压、增压和多级调压等控制，满足执行元件对系统压力的要求的一种液压基本回路。 *类型：调压、减压、保压、增压、卸荷等回路。 1、调压回路 *功用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或限定压力。 *原理：通过溢流阀来调节。 单级调压回路 二级调压回路 PPT演示换向回路和锁紧回路的组成，分析其原理？ PPT演示调压回路，分析其工作原理。 No 15 授 课 内 容 教案 （副页） 2、减压回路 *原理：由定值减压阀与主油路相连。 *主油路的工作压力由溢流阀调定，支路中的压力由减压阀调定，回路中的单向阀供主油路压力降低时防止油液倒流，起到短时保压的作用。 1-液压泵 2-溢流阀 3-单向阀 4-减压阀5-换向阀 6-工作缸 减压回路 3、增压回路 用于某些中、低压系统中需要流量不大的高压油的场合，可以节省高压泵，减少功率损失。 1-液压泵 2-溢流阀 3-换向阀 4-液压缸5-单向阀 6-工作缸 7-补油箱 增压回路 4、卸荷回路 *液压泵的卸荷：指液压泵空载运行，其输出的油液在很低的压力下流回油箱。 *设置卸荷回路的必要性：执行元件在工作中常常需要停歇，在处于不工作的状态时，不需要液压泵供油或只需少量油液，因此需要卸荷回路。 *卸荷回路的实现：利用三位换向阀或二位二通换向阀来实现。 PPT演示减压回路组成，分析其工作原理。 PPT演示增压回路组成，分析其工作原理。 No 16 授 课 内 容 教案 （副页） 利用三位换向阀卸荷 利用两位两通阀卸荷 *三位换向阀卸荷：液压泵经换向阀中间通道（油口P和O连通）直接流回油箱，实现液压泵卸荷。 *两位两通阀卸荷：当二位二通换向阀左位接入系统时，液压泵输出的油液可功过换向阀流回油箱，使泵卸荷。 三、速度控制回路 1、速度控制回路：通过改变进入液压缸或液压马达的油液流量来实现速度调节。 2、改变进入液压缸的油液流量方法： *采用定量泵，通过调节节流阀的通流面积来改变进入或流出执行元件的流量，实现调速； *采用变量泵，改变液压泵的供油量或液压马达的排量来实现调速； *采用变量泵供油，通过节流阀或调速阀改变流入或留出液压缸的流量，实现调速。 （1）进油节流调速 将节流阀串联在液压泵和液压缸（或液压马达）之间，通过调节节流阀的通流面积来改变进入液压缸的流量，从而调节执行元件的运动速度的液压回路。 节流阀串联在回路中，定量泵输出的流量不变，经节流阀流入液压缸的流量和经溢流阀流回油箱的流量的大小，由节流阀和溢流阀决定。通过改变节流口的通流截面，可以在较大范围内改变其对油液的阻力，从而改变进入液压缸的流量，调节液压缸的速度。 进油节流调速回路 （2）回油节流调速回路 回油节流调速回路将节流阀串联在液压缸和油箱之间，来限制液压缸的回油量，达到调速目的的液压回路。 No 17 授 课 内 容 教案 （副页） 1-液压泵 2-溢流阀 3-节流阀 4-液压缸 回油节流调速回路 旁路节流调速回路 回油节流调速回路：节流阀串联在回油路上，油液经节流阀流回油箱，可减少系统发热和泄漏，节流阀能起到背压作用，可提高运动的平稳性，且具有承受负值负载的能力。 （3）旁路节流调速回路 旁路节流调速回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的分支油路上。 在定量泵供油量一定的情况下，通过节流阀的流量大时，进入液压缸的流量小，执行元件的运动速度下降；反之则速度升高。溢流阀起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。 11.4 常见汽车液压系统分析 一、液压系统：由若干液压元件组成（动力元件、控制元件、执行元件等）与管路组合起来，并能完成一定动作的整体，或能完成一定动作的各个液压基本回路的组合。 二、液压系统分析的目的：进一步理解液压元件和回路的功用及原理，增强对各种元件和基本回路综合应用的认识，了解和掌握分析液压系统的方法、工作原理，为正确使用、调整、维护液压设备及设计简单的液压系统打下必要的基础。 三、液压系统分析步骤 1、了解设备的功用、对液压系统动作和性能的要求，以及液压系统应实现的运动和工作循环； 2、初步分析液压系统图，并按执行元件数将其分为若干个子系统； 3、对每个子系统进行分析：分析组成子系统的基本回路及各液压元件的功用与原理，弄清它们之间的相互连接关系；按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进油和回油路线。 4、归纳出液压系统的特点和正常工作的要领，加深对整个液压系统的理解。 PPT演示回油节流调速回路和旁路节流调速回路组成，分析其工作原理。 No 18 授 课 内 容 教案 （副页） *一般液压系统分析：“先看图示位置，后看其它位置” “先看主油路， 后看辅助油路” 四、汽车常见液压系统分析 1、汽车液压制动系统 *汽车液压制动系统主要由车轮制动器和液压传动机构组成。车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动踏板；调整机构用于调整制动蹄和制动鼓之间的间隙。制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸及管路组成。 *制动系统不工作时，制动蹄和制动鼓之间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转。 *制动系统工作时，踩下制动踏板，制动踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸中的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动使制动蹄转动，带动摩擦片压紧在制动鼓的内圈上，从而产生制动力。 *解除制动时，放开制动踏板，回位弹簧将制动蹄拉回原位，制动力消失。 2、汽车液压助力转向系统 1-溢流阀 2-液压泵 3-节流阀 4-安全阀 5-转向控制阀 6-液压缸 7-方向盘 8-转向节及转向拉杆 机械液压助力系统组成 液压助力转向原理图 机械液压助力系统的主要组成：液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。 PPT演示汽车常见液压系统，讨论分析其工作原理，培养学生分析问题的能力。 No 19 授 课 内 容 教案 （副页） 3、汽车液压悬架车身高度控制系统 车身高度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。根据车身负载的变化自行调节，使车身高度不随乘员和载货的变化而改变，保证悬架始终有合适的工作行程。 当汽车高速行驶时，车身高度控制系统能主动降低车身高度，以改善行车的操纵稳定性和液力传动特性。 当汽车行驶与起伏不平的路面时，主动升高车身，避免车身与地面或悬架的磕碰。 1-油箱 2-粗过滤器 3-精过滤器 4-冷却器 5-溢流阀 6-单向阀 7-压力继电器 8-伺服阀 9-二位三通电磁换向阀 10-蓄能器 11-液压缸 12-压力表 13-电动机 14-液压泵 车身高度控制系统原理图 千斤顶式车身高度控制系统的工作原理：系统主要由电控装置、动力源、电液伺服阀、蓄能器、传感器、ECU等组成，执行元件为液压缸。ECU根据车高传感器信号的变化和驾驶员选择的控制模式指令，给控制车高的电液伺服阀发出指令。当车需要升高时，三位四通伺服阀动作，接通供油油路，液压泵供给液压油进入液压缸支撑腔，车身上升。若伺服阀停止动作，液压缸支撑腔压力不变，车身维持在一定高度。若乘客增加使车身高度降低时，车身高度传感器给出的信号将于ECU存储的车高量不符，ECU就会发出指令，伺服阀通电打开，给液压缸支撑腔供油，直到车高达到规定的高度为止。当车身需要下降时，液压泵停止工作，三位四通伺服阀动作，接通回油油路，液压油回到油箱，车身下降。 4、汽车液压减振器 筒式液压减振器是汽车悬架系统中广泛采用的一种减振装置。工作原理：减振器壳体内的油液，反复地从一个内腔经小孔隙流入另一个内腔，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦形成对振动的阻尼力，车身、车架振动的能量经摩擦转化为热能，由油液和减振器壳体吸收散入大气中。 PPT演示汽车液压悬架车身高度控制系统原理图，分析其工作原理。 No 20 授 课 内 容 教案 （副页） *工作过程如下：压缩行程-减振器被压缩，汽车车轮移近车身，减振器内的活塞向下移动，下腔的容积减小，油压升高。大部分油液冲开流通阀流入上腔，因上腔被活塞杆占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，于是另一部分油液就推开压缩阀，流回到储油缸内。油液通过阀孔时，减振器受拉伸，车轮远离车身，减振器的活塞向上移动，上腔油压升高，流通阀关闭，上腔内的油液压开伸张阀流入下腔。因上腔流来的油液不能充满下腔增加的容积，使下腔中产生一定的真空度，使储油缸中的油液推开补偿阀流进下腔进行补充。这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计得大于压缩阀，在同样力的作用下，伸张阀及相应的常通缝隙通道的截面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道的截面积总和，使减振器 1-上吊环 2-活塞杆 3-工作缸筒 伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程时产生的4-活塞 5-流通阀 6-储油缸筒 阻尼力，达到迅速减振的要求。 7-压缩阀 8-补偿阀 9-下吊环 10-伸张阀 11-导向座 12-油封 13-防尘罩 双作用筒式减振器液压缸工作原理 五、汽车液压系统使用、维护及常见故障 1、液压系统的使用及维护 合理调节液压系统工作压力和工作速度；按使用说明书规定选用液压油，加油时必须过滤；液压系统工作温度不能超过60℃；定期对液压系统进行检查；设备如长期不用，应防松调节旋钮，防止弹簧产生永久变形影响元件性能。定期紧固、定期更换密封件、定期清洗或更换液压件及滤芯、定期清洗油箱及管道。 2、液压系统的常见故障及排除方法 小结及习题：略。 PPT演示汽车液压减振器的工作原理图，分析、理解其工作原理。 PPT演示汽车常见故障及排除方法汇总表，了解汽车液压系统的常见故障。 思政：结合液压系统的使用及维护，对学生进行职业素养教育，培养遵规守纪的工作态度。 No 21 学科网（北京）股份有限公司 $$