9、1 液力传动概述
9、1、1液力传动概念
工程机械得动力装置大多为内燃机(柴油机或汽油机)。内燃机工作时,最大稳定工作转速与最小稳定工作转速之比约为1、5～2、8;内燃机曲轴上得最大转矩与最小转矩之比约为1、06～1、25。工程机械得行驶或工作速度得变化,以及行驶阻力或工作负载得变化远远超过内燃机得工作要求。因此,如果在传动系统中加入液力传动,将会大大改善工作机构得工作性能。所以,在很多机械尤其就是建设机械中广泛地采用液力传动。
液力传动——(动液传动)基于工程流体力学得动量矩原理,利用液体动能而做功得传动(如离心泵、液力变矩器)。液力传动就是以液体为工作介质得叶片式传动机械。它装置在动力机械(如蒸汽机、内燃机、电动机等)与工作机械(如水泵、风机、螺旋桨、机车与汽车得转轴等)之间,就是动力机与工作机得联接传动装置,起着联接与改变扭矩得作用。
液力传动就是液体传动得另一分支,它就是由几个叶轮而组成得一种非刚性连接得传动装置。这种装置起着把机械能转换为液体得动能,再将液体得动能转换成机械能得能量传递作用。液力传动实际上就就是一组离心泵—涡轮机系统,离心泵作为主动部件带动液体旋转,从泵流出得高速液体拖动涡轮机旋转,讲液体动能转换为机械能,实现能量传递。首台液力传动装置就是十九世纪初由德国费丁格尔(Fottinger)教授研制出来并应用于大吨位船舶上。图91就是液力传动原理图。
图91 液力传动装置
1—发动机2—离心泵叶轮3—导管4—水槽5—泵得螺壳6—吸水管7—涡轮螺壳8—导轮9—涡轮叶轮10—排水管11—螺旋桨12—液力变矩器模型
液力传动得输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系,构件间不直接接触,就是一种非刚性传动。液力传动得优点就是:能吸收冲击与振动,过载保护性好,甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤,带载荷起动容易,能实现自动变速与无级调速等。因此它能提高整个传动装置得动力性能。
液力传动开始应用于船舶内燃机与螺旋桨间得传动。20世纪30年代后很快在车辆(各种汽车、履带车辆与机车)、工程机械、起重运输机械、钻探设备、大型鼓风机、泵与其她冲击大、惯性大得传动装置上广泛应用。
离心泵叶轮2在发动机1得驱动下,使工作液体得速度与压力增加,并借助于导管3经导轮8冲击涡轮9,此时液体释放能量给涡轮,涡轮带动螺旋桨转动,实现能量传递,这就就是液力变矩器。它可使输入力矩与输出力矩不等;如果无导轮,就成为液力偶合器。图示方式得液力传动,由于导管较长等原因,能量损失大,一般效率只有70％。实际上所使用得液力变矩器就是将各元件综合在一起而创制得完全新得结构形式(取消进出水管、集水槽,以具有新得几何形状得泵轮与涡轮代替离心机与水轮机,并使泵轮与涡轮尽可能接近,构成一个共同得工作液体得循环圆),如图中12。
叶轮将动力机(内燃机、电动机、涡轮机等)输入得转速、力矩加以转换,经输出轴带动机器得工作部分。液体与装在输入轴、输出轴、壳体上得各叶轮相互作用,产生动量矩得变化,从而达到传递能量得目得。液力传动与靠液体压力能来传递能量得液压传动在原理、结构与性能上都有很大差别。液力传动得输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系,构件间不直接接触,就是一种非刚性传动。
目前,液力传动元件主要有液力元件与液力机械两大类。液力元件有液力偶合器与液力变矩器;液力机械元件就是液力元件与机械传动元件组合而成得。
根据使用场合得要求,液力传动可以就是单独使用得液力变矩器或液力耦合器;也可以与齿轮变速器联合使用,或与具有功率分流得行星齿轮差速器(见行星齿轮传动)联合使用。与行星齿轮差速器联合组成得常称为液力机械传动。传动效率在额定工况附近较高:耦合器约为96～98、5％,变矩器约为85～92％。偏离额定工况时效率有较大得下降。
1、液力偶合器由图92 a可知,它就是由泵轮B(离心泵)与涡轮T(液动机)组成得。泵轮与主动轴相连,涡轮与从动轴相接。如果不计机械损失,则液力偶合器得输入力矩与输出力矩相等,而输入与输出轴转速不相等。因工作介质就是液体,所以B、T之间属非刚性连接。
2、液力变矩器图92 b就是液力变矩器结构简图。它就是由泵轮B、涡轮T及导轮D 主要件构成。B与主动轴连接,T与从动轴相连接,导轮(可装在泵轮得出口或入口处)则与壳
体固定在一起不能转动。当液力变矩器工作时,因导轮D对液体得作用,而使液力变矩器输入力矩与输出力矩不相等。当传动比小时,输出力矩大,输出转速低;反之,输出力矩小而转速高。它可以随着负载得变化自动增大或减小输出力矩与转速。因此说,液力变矩器就是一个无极力矩变换器。液力变矩器主要用于工程机械、石油机械与内燃机车,主要与内燃机匹配应用。
泵轮、涡轮、导轮常用B、T、D分别表示,而且有关参数角标也用这些符号标注。
9、1、2液力传动术语
1、轴面液力元件过旋转轴线得剖切面,也叫轴截面或子午面,如图93。
2、循环圆液力元件中液体循环流动工作腔得轴面叫做循环圆,如图93所示。它有一定得几何形状,能表示出各工作轮排列顺序、位置及液体循环流动得方向。
3、有效直径循环圆(工作腔)得最大直径称为液力元件得有效直径,用D表示。
4、平均流线指在工作论中得一条假想流线,该流线上液流得动力学效果与整个叶轮中得所有液流产生得动力学效果一样,该假想流线就就是平均流线。
5、工作轮进、出口半径工作轮叶片进出口边与平均流线得交点到轴线得长
度。
6、外环与内环。限定循环圆流道得工作轮外侧壁面及内侧壁面分别为外环及内环。
9、1、3液力传动得工作液体
液力传动用得工作液体应满足如下要求:
1、适宜得粘度:为减少摩擦损失,希望液体得粘度小,但润滑性能、密封性能会降低。所以粘度要适当,一般用油在100时,绝对粘度5～８ｍ2／ｓ为宜。
2、粘温性好:即要求液体粘度受温度得影响要小。
3、不易产生泡沫、老化与沉淀。
4、酸值要低、抗氧化性高。
5、具有较高得闪点与较低得凝固点。液力元件工作时,油温常在80～100℃,甚至可达160℃,因此要求闪点不低于180℃;凝固点要低于20℃,以利于在低温环境时液力元件得起动。
6、要有较大得重度重度大,液力元件传动得力矩也大。
7、润滑性能好。
国内外液力传动所用液体品种繁多,国内多采用6号、8号液力传动油,也常用22号油代替。液力传动油就是以22号油为基础油,再加入抗磨、抗氧化、增粘、防锈、抗泡沫、降凝等添加剂而成得。目前,国内外液力传动应用得工作液体种类较多,除各种石油基产品外,也有采用清水或其它难燃液体得(煤矿井下为防引燃爆炸而应用)。
几种常用油得性能参数指标见表91。
表91 液力传动用油得性能参数指标
①－50℃适用于长城以北地区,－25℃适用于长城以南地区.
②(V 50) / (V 100)为50℃时运动粘度与100℃时运动粘度之比.
9、1、4液力传动得特点
液力传动主要有以下特点:
1、自动适应性。液力变矩器得输出力矩能够随着外负载得增大或减小而自动地增大或减小,转速能自动地相应降低或增高,在较大范围内能实现无级调速,这就就是它得自动适应性。自动适应性可使车辆得变速器减少档位数,简化操作,防止内燃机熄火,改善车辆得通用性能。
液力偶合器具有自动变速得特点,但不能自动变矩。
2、防振、隔振性能。因为各叶轮间得工作介质就是液体,它们之间得连接就是非刚性得,所以可吸收来自发动机与外界负载得冲击与振动,过载保护性好,甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤,使机器启动平稳,加速均匀,延长零件寿命。试验表明:采用液力传动后,
发动机使用寿命可提高85%,变速器使用寿命可提高1～2倍,传动轴,驱动半轴寿命可提高85%、
3、透穿性能。透穿性能就是指泵轮转速不变得情况下,当负载变化时引起输入轴(即泵轮或发动机轴)力矩变化得程度。由于液力元件类型得不同而具有不同得透穿性,可根据工作机械得不同要求与发动机合理匹配,借以提高机械得动力与经济性能。
4、工作状况变化时,液力变矩器最高效率约85～92%,液力偶合器效率约为96～98%。
另外,还具有过载保护、自动协调、分配负载得功能。
但就是,液力传动也有一些缺点。
1、与齿轮传动型式相比,效率偏低。液力传动系统得传动效率一般只有8287%左右,而机械传动得效率可达9597%、;
2、机械布置上,基本就是:动力机—传动装置—工作机在一轴线方向上,不如液压传动、电力传动得布置位置与方向上得方便;
3、另外尚需配置辅助装置——润滑油装置、冷却装置等,使设备复杂。
4、液力传动装置得整体性能跟它与动力机得匹配情况有关。若匹配不当便不能获得良好得传动性能。因此,应对总体动力性能与经济性能进行分析计算,在此基础上设计整个液力传动装置。
9、1、5液力传动得应用
由于液力传动具有传动得很多优点(如大功率、自适应等),在工业与技术得各部门得到广泛应用。由最早应用在轮船上(1907年,法国人应用)开始,现在广泛应用于各部门。
1、在汽车(重型卡车、高级轿车)、拖拉机、工程机械、建筑机械、铁路运输等各种车辆上作为主传动装置。如内燃机在大功率起动,高级轿车传动得无级变速等,工程机械得传动。
2、在军事工业中得坦克、自动火炮等作传动应用。
3、在一般得工业生产中(化工厂得泵、炼钢厂得风机等等)用液力偶合器作调节速度用,节省能源。
4、在船舶、重载设备(大型皮带机等)等启动时应用,可减少起动得电力冲击与并车得协调。
9、1、6内燃机车得液力传动
能用作驱动机车车轮得机械,电动机不就是唯一无二得。水力机械中得涡轮机也有与电动机相类似得驱动特性。只要用柴油机带动一个泵,向涡轮提供具有某些压力得液流,而且能够把在涡轮中工作完毕后得液流引回到泵得进口处,使液流循环工作,这套系统就可用作内燃机车得动力驱动系统。根据这一原理,德国工程师费廷格创造了液力变扭器与液力偶合器,把涡轮与泵轮组合在一起,二者之间没有机械连结而只就是通过液流循环来相互作用。内燃机车采用这种“软”连结方式而设计得传动系统称作液力传动。
与电力传动相比,液力传动不过就是后起之秀。但它在与电传动得竞争中,异军突起,很快赢得了重要位置。液力传动装置得优点就是不用电机,可以节省大量昂贵得铜,同时它得重量也轻些。这使得机车降低了造价也减轻了重量,即在同样得机车重量下,它得机车功率一般都比电传动机车大。另外,液力传动装置得可靠性高,维护工作简单,修理费也少。还有一个优点就是,它得部件就是密闭式得,无论风砂雨雪对它得工作都不产生什么坏得影响。
液力传动装置得主要组成部分就是液力传动箱、车轴齿轮箱、换向机构与相互联结得万向轴等。它得核心元件就是液力传动箱中得液力变扭器,主要由泵轮、涡轮与导向轮组成。泵轮通过轴与齿轮与柴油机得曲轴相连,涡轮通过轴与齿轮与机车得动轮相连,导向轮固定在变扭器得外壳上,并不转动。当柴油机启动时,泵轮被带动高速旋转,泵轮叶片则带动工作油以很高得压力与流速冲击涡轮叶片,使涡轮与泵轮以相同得方向转动,再通过齿轮把柴油机得输出功率传递到机车得动轮上,从而使机车运行。
变扭器关键在“变”。当机车起动与低速运行时,变扭器中得涡轮转速很低,工作油对涡轮叶片得压力就很大,从而满足机车起动时牵引力大得需求;当涡轮得转速随着机车运行速度得提高而加快时,工作油对涡轮叶片得压力也逐渐减小,正好满足机车高速运行时对牵引力要小得需求。由此可见,柴油机发出得大小不变得扭矩,经过变扭器就能变成满足列车牵引要求得机车牵引力。当机车需要惰力运行或进行制动时,只要将变扭器中得工作油排出到油箱,使泵轮与涡轮之间失去联系,柴油机得功率就不会传给机车得动轮了。
1章液压传动基础知识 1、液压油的密度随温度的上升而，随压力的提高而。 2、在液压系统中，通常认为液压油是不可被压缩的。（） 3、液体只有在流动时才会呈现出，静止液体是粘性的。 4、液体的黏度是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的。 5、液压油压力增大时，粘度。温度升高，粘度。 6、进入工作介质的固体污染物有四个主要根源，分别 是、、和。 7、静止液体是指液体间没有相对运动，而与盛装液体的容器的运动状态无关。 8、液体的静压力具有哪两个重要的特性？ 9、液体静压力的基本方程是p=p +ρgh,它说明了什么？（如何看待液体静压力基本 方程？） 10、液体静压力基本方程所包含的物理意义是：静止液体中单位质量液体的 和可以互相转换，但各点的总能量却保持不变，即。 11、液体中某点的绝对压力是,大气压为 Mpa，则该点的真空度为 Mpa，相对压力 Mpa 12、帕斯卡原理是在密闭容器中，施加于静止液体上的压力将同时传到各点。 13、液压系统中的压力是由决定的。 14、流量单位的换算关系：1m3/s=( )L/min A 60 B 600 C 6×104 D 1000 15、既无粘性又不可被压缩的液体称为。 16、液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这 种流动称为。 A 二维流动 B 时变流动 C 非定常流动 D 恒定流动 17、单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为。A 流量B 排量C 流速D 质量
18、在液压传动中，能量损失主要表现为损失。A 质量B 泄露C 速度 D 压力 19、压力损失主要有压力损失和压力损失两类。液体在等直径管中流动时， 产生压力损失；在变直径、弯管中流动时，产生压力损失。20、液体在管道中流动时有两种流动状态，即和，前者力 起主导作用；后者力起主导作用。液体的流动状态可用来判别。 21、当小孔的通流长度l与孔径d之比l/d≤时称之为小孔。 22、小孔的长径比l/d>4时称之为小孔。 23、在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称之为。 25、在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力 峰值，这种现象称为。 26、小孔的类型有三种：薄壁小孔、细长小孔、短孔，三种小孔的流量公式 为。 27、作用在液压缸活塞上的压力越大，活塞运动的速度越快。（） 28、在液压传动中，工作液体不起作用。 A 升温 B传递动力 C 传递速度 D 润滑液压元件 29、如图所示圆管，管中液体有左向右流动，已知管中通流断面的直径分别为 d 1=200mm，d 2 =100mm，通过通流断面1的平均流速v 1 =1.5m/s，求流量是多少？通过 通流断面2的平均流速是多少？
安全管理编号：YTO-FS-PD965 液压传动在汽车上的应用通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
液压传动在汽车上的应用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 近年来随着液压、气压与液力传动技术的发展和在汽车上的应用，汽车的各项性能都有了很大地提高，尤其是现代汽车上使用了电脑、机电液一体化的高新技术，使汽车工业的发展更上了一个新的台级。汽车工业成为衡量一个国家科学技术水平先进与否的重要标志，目前技术先进的汽车已广泛采用了液压气压和液力传动新技术，就连汽车的燃料供给和机械润滑系统也借鉴了这些技术，因此加强针对汽车的液压气压与液力传动技术的学习与研究，对于从事汽车理论学习和设计制造维修的人员具有很重要的意义。 现在汽车都在向着驾驶方便、运行平稳、乘坐舒适、安全可靠、节能环保的方向发展。在这些发展中液压气压与液力传动技术起了主导作用。液压气压与液力传动在汽车上的应用具有一定的特点，由于汽车整体结构和轻量化的要求，系统结构紧凑、元件组合性强与电气结合，能够根据汽车的运行状况进行控制。 气压传动与液压传动一样，主要用于实现动力远程传
第一讲 液压传动基础知识 一、 什么是液压传动？ 定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。 二、液压传动系统由哪几部分组成？ 液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。 三、液压传动最基本的技术参数： 1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。 单位：工程单位 kgf/cm 2 法定单位：1 MPa （兆帕）＝ 106 Pa (帕) 1 MPa （兆帕）≈10 kgf/cm 2 2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。 单位：工程单位：L / min ( 升/ 分钟 ) 法定单位：m 3 / s 四、职能符号： 定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。 作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。如图： 操纵阀双向锁 YDF-42/200（G） 截止阀 过滤器 安全阀 千斤顶液控单向阀 五、常用密封件： 1.O 形圈： 常用标记方法： 公称外径（mm ） 截面直径 （mm ） 2.挡圈（O 形圈用）： 3.常用标记方法： 挡圈 A D × d × a
A型（切口式）; D外径（mm）；d内径（mm）；a厚度（mm） 第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁 一、控制阀： 1.定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。 2.分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类： 压力控制阀：如安全阀、溢流阀 流量控制阀：如节流阀 方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁 3.对阀的基本要求： （1）工作压力和流量应与系统相适应； （2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象； （3）密封性能好，泄漏量小； （4）结构简单，制作方便，通用性大。 二、液控单向阀结构与原理： 1.定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。一般单向阀只能使工作液一个方向流动，不能逆流，而液控单向阀可以由液压控制打开单向阀，使工作液逆流。 2. 3. 作用（以立柱液控单向阀为例）： ①升柱：把操纵阀打到升柱位置，高压液打开液控单向阀阀芯向立柱下腔供液，立柱活塞杆伸出。 ②承载：升到要求高度时继续供液3～5s后停止供液，此时液控单向阀在立柱下腔高压液体的压力作用下，阀芯关闭，闭锁立柱下腔中的液体，阻止立柱下腔的液体回流，使立柱承载。 ③降柱：把操纵阀打向降柱位置，从操作阀过来的高压液一路通向立柱上腔，一路打开液控阀阀芯，沟通立柱下腔回路，立柱下降。 4. 规格型号：
《液压与液力传动》复习题 一、填空题 1．液压传动是的一种传动方式。 2．液压传动装置主要由以下的四部分组成：1）；2）；3）；4）。 3．液力变矩器中，接收发动机传来的机械能,并将其转换为液体的动能；将液体的动能转换为机械能而输出；是一个固定的导流部件。液力变矩器的循环圆指的是。4．液体动力粘度的物理意义是：。运动粘度定义为。 5．通常采用来减小齿轮泵的径向不平衡力。6．单作用液压缸具有的特点；双作用液压缸则是。 7．压力控制阀按其功能和用途分为、、和等。 8．液压阀按机能可以分为、和三大类。 9．电液伺服阀基本都是由、和反馈平衡机构三部分组成。 10．液压阀按机能可以分为、和三大类。 11．汽车起重机的支腿锁紧机构是采用来实现支撑整个起重机，在系统停止供油时，支腿仍能保持缩紧。 12．汽车起重机支腿收放回路中垂直缸上安装有液压锁，其作用是防止和。 13．汽车主动空气动力悬架系统主要由传感器、、、等组成。14．液压自动换挡系统中的速度阀将的车速信号转换成。节气门阀将转换成油压信号。 15．电控液力机械自动变速器（AT）主要由、和 三大部分组成。 16．汽车自动变速器液压控制系统中的油泵通常采用、和等定量泵。 17．自动变速器最重要、最基本的压力是由调节的管路压力，该管路压力用来控制所有离合器和制动器的正常动作，其大小应满足 的功能要求。 18．汽车主动空气动力悬架系统主要由传感器、、、等组成。 19．液压传动主要是利用来实现液压能与机械能的变换，其中将机械能转换为液压能，将液压能转换为机械能。
20．典型的液力变矩器是由、和三种叶轮组成。液力偶合器与液力变矩器最根本的区别是。 21．限矩型液力偶合器也称为，它的特点是随着，力矩趋于稳定，能够有效地防止原动机和负载的过载。 22．液压自动换挡系统中的速度阀将车速信号转换成油压信号，节气门阀将转换成油压信号。 23．应用相似原理分析模型与实物液体流道必须遵守以下的三个相似条件： （1）；2）；（3）。 24．限矩型液力偶合器也称为，它的特点是随着，力矩趋于稳定，能够有效地防止原动机和负载的过载。 25．典型的液力变矩器是由、和三种叶轮组成。液力偶合器与液力变矩器最根本的区别是。 二、选择题 1．当工作部件运动速度较高时，宜选用粘度等级（）的压力油。 （a）较低；（b）较高；（c）)普通。 2．当环境温度较高时，宜选用粘度等级（）的压力油。 （a）较低；（b）较高；（c）)普通。 3、油液的密度是随哪些因素而变化的？（） (a)温度；(b)压力；(c)压力和温度。 4．节流调速回路中较易实现压力控制的是（）。 （a）进油节流调速回路；(b)回油节流调速回路；(c)旁路节流调速回路。 5．调速阀中与节流阀串联的是（）。 （a）定值减压阀；（b）定比减压阀；（c）定差减压阀。 6．变量泵和液压马达组成的容积式调速回路正常工作时，液压马达的输出转矩取决于（）。 （a）变量泵的排量；（b）溢流阀的调定压力；（c）负载转矩。 7．变量泵和变量马达组成的容积式调速回路，变量马达输出转速由低向高调节时，首先调节的是（）。（a）变量泵的排量；（b）变量泵的转速；（c）变量马达的排量。 8．双联叶片泵是由两个单级叶片泵组成，它的输出流量适合于（） (a)合并使用；(b)单独使用；(c)单独使用和合并使用。 9．常用的电磁换向阀是控制油液（） (a)流量；(b)方向；(c)流量和方向。 10．液压驱动系统中液压泵最大流量的确定是根据执行元件的（） (a)压力；(b)速度；(c)压力与速度。 11．对于液力偶合器的输入特性曲线，下列说法不正确的是（） (a) 它表示了泵轮力矩与泵轮转速之间的关系；(b)为通过坐标原点的抛物线；(c) 也称为无因次特性曲线。 12．进口节流调速回路的液压缸速度（） (a)不受负载影响；(b)受负载影响；(c)对液压泵出口流量有影响。 13．对于汽车起重机支腿机构液压回路，为了防止起重作业时垂直液压缸上腔液体承受重力负载，为了 避免车架下沉，即防止俗称的（）现象，需用连通上腔的液控单向阀起锁紧作用。 （a）掉腿(b)软腿(c) 卸腿
第一章液压传动概述 本章难点:压力取决于负载 它所介绍的内容，是机械工程技术人员必须掌握，不可缺少的基础技术知识。研究以有压流体（压力油和压缩空气）为传动介质来实现各种机械传动和自动控制的学科。 一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。 流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。 气压传动，其做工的介质是空气体；液压传动，其做工的介质是机油（或其它的液体）。气压传动的结构简单，该介质（空气）不需要成本；液压传动结构复杂点，且需要其它的材料作为介质，成本会高点。但液压传动的密封性能好，所以传动的力矩会大点，做工性能会好些。 1．1 液压技术的发展 本章是学习液压与气压传动的启蒙章节，主要阐述了本课的一些重要概念、并通过液压千斤顶简化模型的分析深入理解液压传动的工作原理和液压系统的基本组成，最后介绍液压传动的优缺点和应用领域。 首先介绍什么是传动？传动的类型有哪些? 引导学生举生活中常见的实例说明以下五种传动，使学生对传动及其类型有所认识和掌握。 机械传动———自行车，缝纫机； 电传动————电动门，声控灯，音乐喷泉； 气压传动———公交车的车门； 液压传动———千斤顶，液压挖掘机； 液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的一种传动形式，它通过能量转换装置（如液压泵），将原动机（如电动机）的机械能转变为液体的压力能，然后通过封闭的管道、控制元件等，由另一能量转换装置（如液压缸或马达）将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载和实现执行机构所需的直线或旋转运动。 因此，以液体作为工作介质，并以其压力能进行能量传递的方式，即为液压传动。 注意几点： ①工作条件：密封系统 ②工作介质：受压的流体 ③传动方式：传递运动和动力 1．1．1 液压技术发展的历史
第一章概述 一、液压传动：利用密闭工作容积内液体压力能的传动。 二、液压系统的组成：1、动力元件，即液压泵（将机械能转换为液体的压力能）；2、执行元件（将液体的压力能转换为机械能）；3、控制元件，即各种阀（压力阀、流量阀、方向阀）； 4、辅助元件（油箱、滤油器、储能器等）； 5、传动介质（液压油）。 三、液压系统图图形符号只表示元件的职能和连接通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示从一个工作状态转到另一个工作状态的过度过程，系统图只表示各元件的连接关系，而不表示系统布管的具体位置或元件在机器中的实际安装位置。 第二章液压流体力学基础 一、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间的相对运动，而产生的内摩擦力的性质叫做液体粘性。液体流动（或有流动趋势）时才会呈现粘性。我国生产的全损耗系统用液压油采用40°C的远动粘度值为其粘度等级标号，即油的牌号。温度升高，粘度下降； 二、可压缩性：液体的可压缩性可以用体积压缩系数k，即单位压力变化下体积的相对变化量来表示。 三、理想液体：无粘度，不可压缩。 四、L 表示石油产品；H 表示液压系统的工作介质。 五、液压油的选择：环境温度高时，应选用粘度较高的油；工作压力高时，宜选择高粘度的油；工作装置运动速度很高时，宜选择粘度较低的油。 六、液压系统压力损失：1、沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失。 2、局部压力损失：油液流经局部障碍时，由于液体的方向和速度的突然变化，在局部形成漩涡引起的流速在某一局部受到扰动而变化所产生的损失。 第三章液压动力元件 一、齿轮泵：低压泵、定量泵，结构简单、制造容易、成本低，对油液污染不敏感，磨损严重，泄漏大。泄漏、困油、径向不平衡力。 二、齿轮泵泄漏：1、轴向间隙（泄漏最严重），2、径向间隙，3、两个齿轮的齿面齿合处。高压齿轮泵中，使用轴向间隙补偿装置，以减小端面泄漏，提高容积效率。 三、消除齿轮泵困油：在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。 四、减小径向不平衡力：缩小压油口，同时适当增大径向间隙。 五、叶片泵：单作用叶片泵（变量泵）、双作用叶片泵（定量泵） 六、柱塞泵：变量泵，泄漏小，抗污染能力低。分类：斜盘式、斜轴式。 第五章液压控制阀 一、单向阀：普通单向阀、液控单向阀（可以双向流动） 二、换向阀：“O”型：双向锁死；“H”型：双向浮动，中位卸荷； 三、溢流阀作用：限制最高压力，防止系统过载；维持系统压力恒定。（进口调压，常闭） 四、减压阀：使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。（出口调压，常开） 五、顺序阀：控制液压系统中各执行元件动作先后顺序的。（常闭） 六、压力继电器：一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。 七、调速阀为什么比节流阀稳定：因为多了一个定差减压阀。 八、比例电磁阀工作原理： 九、执行机构三种连接方式： 十、液压系统性能指标:
液压传动在汽车上的应用 近年来随着液压、气压与液力传动技术的发展和在汽车上的应用，汽车的各项性能都有了很大地提高，尤其是 现代汽车上使用了电脑、机电液一体化的高新技术，使汽车工业的发展更上了一个新的台级。汽车工业成为衡 量一个国家科学技术水平先进与否的重要标志，目前技术先进的汽车已广泛采用了液压气压和液力传动新技术，就连汽车的燃料供给和机械润滑系统也借鉴了这些技术，因此加强针对汽车的液压气压与液力传动技术的学习 与研究，对于从事汽车理论学习和设计制造维修的人员具有很重要的意义。 现在汽车都在向着驾驶方便、运行平稳、乘坐舒适、安全可靠、节能环保的方向发展。在这些发展中液压 气压与液力传动技术起了主导作用。液压气压与液力传动在汽车上的应用具有一定的特点，由于汽车整体结构 和轻量化的要求，系统结构紧凑、元件组合性强与电气结合，能够根据汽车的运行状况进行控制。 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、系统泄漏对环境污染也小，但受气体可压缩性大的影响，系统的灵敏性不如液压传动。如液压 汽车制动装置的制动滞后时间为0．2S，而气压汽车装置的制动滞后时间是0.5S，而且气压系统的噪音也大， 自动润滑性能也差。 下面举几个例子介绍液压气压与液力传动在汽车传动系统中的具体应用。 1.液压动力转向系统液压动力转向系统是在液压动力转向系统的基础上增设了电子控制装置。该系统能够 根据汽车行驶条件的变化对助力的大小实行控制，使汽车在停车状态时得到足够大的助力，以便提高转向系统 操作的灵活性。当车速增加时助力逐渐减小，高速行驶时无助力，使操纵有一定的行路感，而且还能提高操纵 的稳定性。另外，液压系统一般工作压力不高，流量也不大。 2.液力自动变速器液力自动变速器在现代汽车上用得也越来越多。使用液力变速器可以简化驾驶操作，使 发动机的转速控制在一定的范圉内，避免车速急剧变化，有利于减少发动机振动和噪音，而且能消除和吸收传 动装置的动载荷，减少换档冲击，提高发动机和变速器的使用寿命。 3.汽车防抱死液压系统ABS即汽车防抱死系统，其主要功能是在汽车制动时，防止车轮抱死。无论是气压 制动系统还是液压制动系统，ABS均是在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行机构和ABS电脑三部分。液压制动系统ABS广泛应用于轿车和轻型载货汽车上。气压制动系统ABS丰要用于中、重型载货汽车上，所装用的ABS按其结构原理主要分为两种类型：用于四轮后驱动气压制动汽车上的ABS和用于汽车列车上的ABS。气顶液压制动系统ABS兼有气压和液压两种制动系统的特点，应用于部分中重型汽车上。
《液压与液力传动》液力部分教案（2006－2007学年第一学期） 授课教师：刘辉 机械与车辆工程学院
第一章绪论 （一）教学内容 液力传动的定义、发展与应用、液力传动特点和液力元件设计方法 （二）教学目标 1．了解液力传动和液力元件的定义 2．了解液力传动的发展和应用 3．分析液力传动的特点 4．了解液力元件的设计方法 （三）教学重点 1．液力传动的特点 2．液力元件的设计方法 （四）教学难点 1．液力传动在车辆上应用的优缺点 2．液力元件的一元束流理论设计方法 （五）教学方法 以课堂讲授为主，穿插提问和启发等互动教学方式； （六）教学媒体 1．课件 2．板书 （七）教学安排 一、液力传动的定义 所有的动力机械一般都是由原动机、传动机构和工作机三部分组成。原动机一般为电动机、内燃机（汽油机、柴油机）、蒸汽机等。传动机构有电力传动、机械传动、及流体传动等。 流体传动又可分为气压、液压、液力、液粘传动。
液压传动：液体的压能传递动力（静液传动） 气压传动：气体的压能传递动力 液力传动：液体的动能传递动力（动液传动） 液粘传动：液体的油膜剪切力传递动力 液力传动—主要依靠工作液体的动能的变化来传递或变换能量的液体元件称为液力元件，在传动系统中若有一个以上环节是采用液力元件来传递动力，则这种传动称为液力传动。 二、液力传动的发展与应用 德国菲丁格尔研制出第一台液力变矩器，并于1908年应用于船舶工业。 19世纪三十年代应用到汽车上，二战用于军车。 20世纪50年代，应用于工程机械和机车上 应用领域：军车、坦克、装甲车 工程机械：装载机、起重机。 民车：公共汽车、高级轿车（舒适性） 航空：B-1战略轰炸机。 三、液力传动特点 1．优点： 1）使传动系统获得自动、无级变速和变矩能力，使车辆具有自动适应能力。车辆起步平稳。 2）具有减振、降低动负荷作用，可提高发动机、传动系统的寿命。提高了乘员的舒适性。 3）具有良好的稳定的低速性能，提高了车辆通过性。 2．缺点： 1）与机械传动相比，效率较低，经济性要差些。
第一章液压传动基础 流体传动包括液体传动和气体传动，本章仅介绍液体传动的基本知识。为了分析液体的静力学、运动学和动力学规律，需了解液体的以下特性：
连续性假设：流体是一种连续介质，这样就可以把油液的运动参数看作是时间和空间的连续函数，并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。． 不抗拉：由于油液分子与分子间的内聚力极小，几乎不能抵抗任何拉力而只能承受较大的压应力，不能抵抗剪切变形而只能对变形速度呈现阻力。 易流性：不管作用的剪力怎样微小，油液总会发生连续的变形，这就是油液的易流性，它使得油液本身不能保持一定的形状，只能呈现所处容器的形状。 均质性：其密度是均匀的，物理特性是相同的。 第一节液压传动工作介质 液压传动最常用的工作介质是液压油，此外，还有乳化型传动液和合成型传动液等，此处仅介绍几个常用的液压传动工作介质的性质。 一、液压传动工作介质的性质 1．密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为Ｖ，质量为ｍ的液体的密度为 矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值。我国采用摄氏20度时的密度作为油液的标准密度。 2．可压缩性 压力为ｐ0、体积为Ｖ0的液体，如压力增大时，体积减小，则此液体的可压缩性可用体积压，即单位压力变化 下的体积相对变化量来表示缩系数 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边须加一负号，以使成为正值。液体体积压缩系数的。１／=倒数，称为体积弹性模量Ｋ，简称体积模量。即Ｋ 3．粘性1）粘性的定义 时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦)或有流动趋势(液体在外力作用下流动 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。 粘性使流动液体内部各处的速度不相等，以图1-2为例，若两平行平板间充满液体，下平板不动，而上平板以速度向右平动。由于液体的粘性作用，紧靠下平板和上平板的液体层速度分别为零和。通过实验测定得出，液体流动时 相邻液层间的内摩擦力Ft，与液层接触面积Ａ、液层间的速度梯度成正比，即 为比例常数，称为粘性系数或粘度。如以表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则式中： 这就是牛顿的液体内摩擦定律。 2）粘性的度量
1、什么是液压油和液力传动油？ 答：液压油是借助于处在密闭容积内的液体压力能来传递能量或动力的工作介质。液力传动油是借助于处在密闭容积内的液体动能来传递能量或动力的工作介质。 2、液压油、液力传动油的作用是什么？ 答：液压油、液力传动油的作用一方面是实现能量传递、转换和控制的工作介质，另一方面还同时起着润滑、防锈、冷却、减震等作用。 3、液压油应具备哪些主要性质？ 答适宜的粘度和良好的粘温性。优良的润滑性能（抗磨性能）。优良的热、氧化安定性、水解安定性、剪切安定性。良好的抗乳化性。良好的防锈、抗腐蚀性。良好的抗泡性和空气释放性。良好的密封材料适应性。良好的清洁性和过滤性。 4、我国矿物油型和合成烃型液压油的产品标准是什么？包括哪些品种？ 答：我国矿物型和合成烃型液压油的产品标准是GB11118.1－94，包括HL、HM、HG、HV、HS五个品种的技术规格。 5、国内的液压油有几种？特点是什么？ 国内较常用的液压油有L-HL液压油、L-HM抗磨液压油、L-HV低温抗磨液压油、L-HS低凝抗磨液压油、L-HG液压导轨油、抗燃液压油。这些液压油的粘度牌号均以40℃粘度划分为22#、32#、46#、68#、100#等，但性能各有特点：L-HL液压油具有一定的抗氧防锈性能，适用于系统压力低于7Mp(70Kg)的液压系统和一些轻载荷的齿轮箱润滑. L-HM抗磨液压油，除了具有L-HL液压油的性能外，抗磨性能强是其的特点。例如，在专门抗磨性能测试中，L-HL 油的磨损量是600多mg,而L-HM油的磨损量仅是20多mg，适用于系统压力7Mpa(约70Kg)—21Mpa(约210Kg)的液压系统,某些知名品牌生产的抗磨液压油，能在系统压力为35Mpa(约350Kg)情况下正常工作，例如长城公司生产的高压抗磨液压油。 L-HV低温抗磨液压油、L-HS低凝抗磨液压油均在L-HM抗磨液压油的基础上加强了粘温性能和低温流动性。例如，L-HM油的粘度指数一般在100左右，倾点在零下10℃左右，L-HV油和L-HS油的粘度指数一般可达130以上，倾点分别在零下30℃和零下40℃以下，可在寒区或严寒区代替L-HM油使用，长城公司生产这两种抗磨液压油。 L-HG液压导轨油有特殊的“防爬”性能，适用于润滑机床导轨及其液压系统。 高压抗磨液压油在HM液压油优等品基础上增强了抗磨性，通过了高压泵台架试验。抗燃液压油是非矿油的润滑剂，有水/油基、水-乙二醇型、磷酸酯型等应用在高温易燃的场合，水-乙二醇型、磷酸酯型的价格较高。 6、HM液压油一等品和优等品有何区别？ 答：GB11118.1－94将HM油分为一等品和优等品，一等品具有较好的抗磨性、抗氧防锈性和抗乳化性，而优等品是参照美国丹尼森公司HF－0标准制定的，增加了水解安定性、热稳定性、过滤性、剪切安定性等试验，在锈蚀和抗磨性上也提高了苛刻度。 7、高压抗磨液压油与HM液压油有哪些区别？满足什么标准？ 答：高压抗磨液压油理化指标与HM液压油优等品完全相同，在此基础上又增加了丹尼森高压叶片泵(T5D 17.5MPa)和高压柱塞泵(P46 35MPa)台架试验，完全满足美国丹尼森(Denison) HF-0规格，在我国，该类油品标准目前为企标，体现了当前液压油最高水平。 8、欧美国家有代表性的抗磨液压油规格有哪些？ 答：国外液压油规格主要有：德国DIN51524(Ⅱ)、DIN51524(Ⅲ)规格。美国Denison公司HF－0规格。美国Cincinnati －Milacron公司P-68/P-69/P-70规格。美国Vickers公司M-2950-S/Ⅰ－286－S规格。 9、抗磨液压油主要有哪些类型？其特点是什么？ 答：抗磨液压油按抗磨添加剂组成主要分为锌型抗磨液压油(有灰型)和无灰型抗磨液压油两种：锌型抗磨液压油中所含抗磨剂主要是二烷基二硫代磷酸锌，无灰型抗磨液压油主要使用S、P型抗磨剂。
一.填空题： 1.液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时， 最主要考虑的是油液的（粘度）。 2.液体受压力作用而发生的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩 能力将（降低）。 3.液压油的常见粘性指标有（运动）粘度、（动力）粘度、和（相对）粘度，其中表示液 压油牌号的是（运动）粘度，其单位是（厘斯）。 4.我国油液牌号以( 40℃)时油液的平均(运动）黏度的（cSt）数表示。 5.我国采用的相对粘度是（恩氏粘度），它是用（恩氏粘度计）测量的。 6.油的粘性易受温度影响，温度上升，（粘度）降低，造成（泄漏）、磨损增加、效率降低 等问题；温度下降，（粘度）增加，造成（流动）困难及泵转动不易等问题。 7.液压传动对油温变化比较敏感，一般工作温度在（15）~（60）℃范围内比较合适。 8.液压油四个主要的污染根源是（已被污染的新油）、（残留）污染、（侵入性）污染和（内 部生成）污染。 9.流体动力学三大方程分别为（连续性方程）、（伯努利方程）和（动量方程）。 10.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 11.绝对压力等于大气压力+（相对压力），真空度等于大气压力－（绝对压力）。 12.根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细 的地方流速（大），管子粗的地方流速（小）。 13.理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（比压能）、 （比位能）和（比动能）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（相互转化），但总和为一定值。 14.在横截面不等的管道中，横截面小的部分液体的流速（大），液体的压力（小）。 15.液体的流态分为（层流）和（紊流），判别流态的准则是（雷诺数）。 16.由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损 失和（局部压力）损失两部分组成。 17.孔口流动可分为(薄壁)小孔流动和（细长）小孔流动，其中（细长）小孔流动的流量受 （温度）影响明显。 18.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。19.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正 比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 20.为防止产生（空穴），液压泵距离油箱液面不能太高。 21.在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现 象称为（液压冲击）。 二.判断题： 1.液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。（√） 2.标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。（√） 3.空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。（√） 4.液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。（√） 5.液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。（×）
1 习题4-8 液压缸1负载压力1114L F p M Pa A = = 液压缸2负载压力221 2L F p M Pa A = = 1）当减压阀调定压力为j p =1MPa ： 当节流阀2开度最大时，减压阀入口压力（即泵出口压力）p p =1p =4MPa ， p p 〉j p ，减压阀先导阀开启，使减压阀出口压力稳定在 1MPa ，由于液压缸2 的负载压力为2MPa ，所以液压缸2不动作。此时，液压缸1运行速度最大，随着节流阀逐渐调小，当溢流阀1开始溢流后，液压缸1的速度逐渐减小。 当减压阀调定压力为j p =2MPa ： 当节流阀2开度最大时，减压阀入口压力（即泵出口压力）p p =1p =4MPa ， p p 〉j p ，减压阀先导阀开启，使减压阀出口压力稳定在 2MPa ，液压缸2稳定 运行，此时液压缸1也稳定运行。两个液压缸的运行速度可根据阀2和3的通流面积，利用节流口流量公式计算。随着节流阀逐渐调小，当溢流阀1开始溢流后，液压缸1的速度逐渐减小，液压缸2的速度保持不变。 当减压阀调定压力为j p =4MPa ： 此时减压阀出口压力为2MPa ，不足以克服减压阀先导阀弹簧力，于是，减压阀主阀芯开口量最大，不起减压作用，即泵出口压力p p =2MPa 。由于液压缸1的负载压力为4MPa ，所以液压缸1不动作。液压缸2以最大速度运行。 2 习题7-9 1） 设溢流阀无溢流，则液压泵输出的流量全部进入液压缸，液压缸活塞运动的速度为：
1 10/3 V p q v cm s A = = 节流阀通过的流量即液压缸输出的流量： 3 22250/3 q vA cm s == 由节流阀的流量公式： 2q T q C A =于是，液压缸出口压力即节流阀入口压力为： 2 2 22q T q p C A ρ?? = ? ??? 由液压缸受力平衡： 1122p A p A F =+ 得： 2211 p A F p A += 若A T =0.05cm 2，则p 2=0.325MPa ，p 1=2.16MPa
p Y ，假设溢流阀不溢流不成立，即溢流阀实际上已经打开，此时泵出口的压力及液压缸入口压力为：
第一章绪论 第一节液压传动发展概况 自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。 本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。 我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 机械的传动方式 一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 机械传动——通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构 的传递方式。 电气传动——利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式 液压传动——利用液体静压 力传递动力 液体传动 液力传动——利用液体静流 动动能传递动力 流体传动 气压传动 气体传动 气力传动 第二节液压传动的工作原理及其组成 一、液压传动的工作原理 液压传动的工作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。
第一章液压传动基础知识 一、填空题 1．液压传动是利用系统中的液体作为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。 2．液压泵是利用密闭容积由小变大时，其内压力，密闭容积由大变小时，其内压力的原理而吸油和压油的。 3．液压系统由、、、和五部分组成。 4．液压泵是将原动机输入的转变为液体的的能量转换装置。它的功用是向液压系统。 5．液压缸是将液体的压力能转变为的能量转换装置；液压马达是将液体的压力能转变为的能量转换装置。 6．各种液压阀用以控制液压系统中液体的、和等，以保证执行机构完成预定的工作运动。 7．辅助装置包括油箱、油管、管接头、过滤器、压力表和流量计等，它们分别起、、、和 等作用。 8．目前液压技术正向着、、、、、 及液压与相结合的方向发展。 9．液体流动时，的性质，称为液体的粘性。 10．液体粘性用粘度表示。常用的粘度有、和。 11．液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为，用符号表示，其国际单位为，常用单位为，两种单位之间的关系是。 12．将mL被测液体在θ°C时由恩氏粘度计小孔中流出所用的时间t1与mL 蒸馏水在°C时由同一小孔中流出所用的时间t2之比，称为该被测液体在 θ°C时的，用t2表示。 13．矿物油在15°C时的密度约为，水的密度为。 14．液体受压力作用而发生体积变化的性质，称为液体的。在或时，应考虑液体的可压缩性。 15．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动件速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动件速度较快时，为了减小功率损失，宜采用粘度较的液压油。 16．液体为相对静止状态时，其单位面积上所受的法向压力，称为，用符号表示。其国际单位为，常用单位为，工程单位为，它们之间的关系为。
单元一液压传动概述 学习要求 1.了解液压传动的发展概况 2.理解液压传动的工作原理 3.重点掌握液压系统的组成及各个部分的功用 4.掌握液压传动的优缺点 重点、难点 本章重点内容: 1.液压传动的工作原理 2.液压传动系统的组成 在重点内容中，液压传动的工作原理是重中之重，其它是该内容的延伸和深化。 本章的难点: 液压传动的工作原理 第一节液压传动的工作原理及组成 流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。 ·液压传动主要是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递能量 ·液力传动主要是利用液体的动能来传递能量 液压技术的发展 17世纪中叶帕斯卡提出静压传递原理 18世纪末英国制成第一台水压机 19世纪炮塔转位器、六角车床和磨床 第二次世界大战用于兵器（功率大、反应快）战后转向民用机械、工程、农业、汽车 20世纪60年代后发展为一门完整的自动化技术 现在国外95%工程机械、90%数控加工中心、95%以上的自动线采用液压传动。 采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平的重要标志 一、液压传动的工作原理 简单机床液压传动系统的工作过程，就是液压传动系统传动工作原理的真实写照。下面以机床液压传动系 统和液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理 ·实例1、液压千斤顶 如图1-1所示，大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小 缸体2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。 ·工作原理： （1）如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成 局部真空，这是单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油； （2）用力压下手柄，小活塞下移，小缸体下腔的压力升高，单向阀4 关闭，单向阀7打开，小缸体下腔的油液经管道6输入大缸体9的下 腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。 （3）再次提起手柄吸油时，举升缸的下腔的压力油将力图倒流入手动泵内，但此时单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。
汽车液压、液力与气压传动（第三版） 第1章液压与气压传动和液力技术概述 1.1液压与气压传动和液力系统工作原理及组成 1.1.1液压传动工作原理和系统组成及特点 1.1.2气压传动工作原理和系统组成及特点 1.1.3液力传动原理和结构形式与特点 1.2液压油的主要性能及其选用 1.2.1液压油的物理特性 1.2.2液压油的选用 1.3液压与气压传动和液力技术在汽车上的应用及特点 复习思考题 第2章液压传动的流体力学基础 2.1液体静力学基础 2.1.1液体静压力及其特性 2.1.2液体静压力基本方程 2.1.3液体作用于固体表面上的力 2.2液体动力学基础 2.2.1基本概念 2.2.2连续性方程 2.2.3伯努利方程 2.2.4动量方程 2.3管路中液体压力损失的计算 2.3.1液体的流动状态 2.3.2沿程压力损失 2.3.3局部压力损失 2.3.4管路系统总压力损失 2.4液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性 2.4.1液体流经孔口的流量-压力特性 2.4.2液体流经缝隙的流量-压力特性 2.5液压冲击和气穴现象 2.5.1液压冲击 2.5.2气穴现象 复习思考题 第3章液压泵和液压马达 3.1液压泵 3.1.1液压泵的工作原理 3.1.2液压泵的性能参数 3.1.3液压泵的分类 3.2齿轮泵 3.2.1外啮合齿轮泵 3.2.2内啮合齿轮泵 3.3叶片泵 3.3.1单作用叶片泵
3.3.2双作用叶片泵 3.4柱塞泵 3.4.1斜盘式轴向柱塞泵的工作原理3.4.2斜盘式轴向柱塞泵流量计算 3.4.3斜盘式轴向柱塞泵的结构 3.5液压马达 3.5.1液压马达的工作原理 3.5.2液压马达的性能参数 3.5.3液压马达的分类 3.5.4典型液压马达的结构和工作原理3.6液压泵和液压马达的选用 3.6.1液压泵的选型 3.6.2液压马达的选型 3.6.3液压泵和液压马达的使用 复习思考题 第4章液压缸 4.1液压缸的类型及其特点 4.1.1活塞式液压缸 4.1.2柱塞式液压缸 4.1.3其他液压缸 4.2液压缸的结构 4.2.1缸筒与缸盖的连接 4.2.2活塞和活塞杆的连接 4.2.3活塞杆头部结构 4.2.4液压缸的缓冲装置 4.2.5液压缸的排气装置 4.2.6液压缸的密封 4.3液压缸的设计 4.3.1液压缸主要尺寸的确定 4.3.2液压缸强度校核 4.3.3液压缸缓冲计算 复习思考题 第5章辅助装置 5.1密封装置 5.1.1概述 5.1.2常见橡胶密封圈 5.2过滤器 5.2.1过滤器的作用及主要性能指标5.2.2过滤器的类型及结构特点 5.2.3过滤器的选用和安装 5.3油箱及热交换器 5.3.1油箱 5.3.2热交换器 5.4蓄能器
第一章概述 思考题与习题 1-1说明什么叫液压传动? 解：用液体作为工作介质进行能量传递的传动方式称为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动两种形式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要利用液体的动能来传递能量。 1-2液压传动系统由哪几部分组成？试说明各组成部分的作用。 解：液压传动系统主要由以下四个部分组成： (1)动力元件将原动机输入的机械能转换为液体压力能的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。如各类液压泵。 (2)执行元件将液体压力能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度(或转矩和转速)，以驱动工作部件。如各类液压缸和液压马达。 (3)控制调节元件用以控制液压传动系统中油液的压力、流量和流动方向的装置。如溢流阀、节流阀和换向阀等。 (4)辅助元件除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如油箱、工作介质、过滤器、蓄能器、冷却器、分水滤气器、油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 1-3液压传动的主要优、缺点是什么？ 解：1.液压传动的优点 (1)液压传动容易做到对速度的无级调节，且其调速围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行； (2)在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑； (3)液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速起动、制动和频繁换向； (4)液压装置易实现自动化，可以方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地与电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作； (5)液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长； (6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 2.液压传动的缺点 (1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比； (2)液压传动在工作过程中能量损失较大，因此，传动效率相对低，不宜作远距离传动； (3)液压传动对油温变化比较敏感，不宜在较高和较低的温度下工作； (4)液压系统出现故障时，不易诊断。 总的说来，液压传动的优点非常突出，其缺点也将随着科学技术的发展逐渐得到克服。 1-4国家标准对液压系统职能符号的绘制主要有哪些规定？ 解：一般液压传动系统图都应按照GB/T7861.1-93所规定的液压图形符号来绘制。图1-1（a）所示液压系统，用图形符号绘制的系统图如图1-2所示。使用图形符号可使液压传动系统图简单明了，便于绘制。液压传动系统图中的图形符号只表示元件的功能、操作(控制)方法和外部连接口，而不表示元件的具体结构和参数；液压传动系统图只表示各元件的