第三章典型汽车液压系统分析.pptx
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1、第第3 3章章 典型汽车液压系统分析典型汽车液压系统分析 第一节第一节 液压基本回路液压基本回路 第二节第二节 汽车液压动力转向系统汽车液压动力转向系统 第三节第三节 自卸汽车液压系统自卸汽车液压系统 第四节第四节 汽车起重机液压系统汽车起重机液压系统 第五节第五节 汽车汽车ABS液压系统液压系统 第六节第六节 汽车液压悬架系统汽车液压悬架系统 第七节第七节 自动变速器液压控制系统自动变速器液压控制系统 重点重点:液压基本回路及各典型汽车液压系统:液压基本回路及各典型汽车液压系统难点难点:汽车液压系统的分析:汽车液压系统的分析教学目的教学目的:根据工作要求,会设计相应的液压基本回路。:根据工作
2、要求,会设计相应的液压基本回路。返回返回1 1第一节第一节 液压基本回路液压基本回路 任何液压系统都是由一个或多个液压基本回路所组成的。任何液压系统都是由一个或多个液压基本回路所组成的。所谓液压基本回路是指由一定的液压元件所构成的用来完所谓液压基本回路是指由一定的液压元件所构成的用来完成特定功能的液压回路。液压基本回路按功能可分为速度成特定功能的液压回路。液压基本回路按功能可分为速度控制回路、压力控制回路、方向控制回路和其它液压回路控制回路、压力控制回路、方向控制回路和其它液压回路等。熟悉和掌握这些回路的组成、工作原理和性能,是分等。熟悉和掌握这些回路的组成、工作原理和性能,是分析和设计液压系
3、统的重要基础。析和设计液压系统的重要基础。 一、方向控制回路一、方向控制回路 二、压力控制回路二、压力控制回路 三、速度控制回路三、速度控制回路 2 2一、方向控制回路一、方向控制回路 在液压系统中,执行元件的起动、停止和改变运动方向在液压系统中,执行元件的起动、停止和改变运动方向是靠各种方向阀来控制进入执行元件的液压油的通、断和是靠各种方向阀来控制进入执行元件的液压油的通、断和改变流向来实现的,而实现这些控制的回路称为方向控制改变流向来实现的,而实现这些控制的回路称为方向控制回路。回路。 1.启停回路启停回路 2.换向回路换向回路 3.锁紧回路锁紧回路 3 31.启停回路启停回路1 1、4-
4、4-液压泵;液压泵;2 2、5-5-换向阀;换向阀;3 3、6-6-溢流阀溢流阀4 42.换向回路换向回路 换向回路的作用主要是变换执行机构的运动方向。对执行换向回路的作用主要是变换执行机构的运动方向。对执行机构的换向,基本要求是要具有良好的换向性能机构的换向,基本要求是要具有良好的换向性能(平稳性和灵平稳性和灵敏性敏性)和必要的换向精度。和必要的换向精度。 5 53.锁紧回路锁紧回路 锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止,并可防止其锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止,并可防止其停止后窜动。停止后窜动。 1-1-液压泵;液压泵;2-2-溢流阀;溢流阀;3-3-换向阀;换向阀;4-4-液压缸;
5、液压缸;、-液控单向阀;液控单向阀;6 6二、压力控制回路二、压力控制回路 压力控制回路是控制液压系统整体或某部分的压力,以压力控制回路是控制液压系统整体或某部分的压力,以使执行元件获得所需的力或力矩、或保持受力状态的回路。使执行元件获得所需的力或力矩、或保持受力状态的回路。这类回路主要包括调压、减压、平衡、卸荷等多种。这类回路主要包括调压、减压、平衡、卸荷等多种。 1.调压回路调压回路 2.减压回路减压回路 3.卸荷回路卸荷回路 4.保压回路保压回路 5.平衡回路平衡回路 7 71.调压回路调压回路 在定量泵系统中,液压泵的供油压力可以通过溢流阀来在定量泵系统中,液压泵的供油压力可以通过溢流
6、阀来调节。在变量泵系统中,用安全阀来限定系统的最高压力,调节。在变量泵系统中,用安全阀来限定系统的最高压力,防止系统过载。当系统中如需要两种以上压力时,则可采防止系统过载。当系统中如需要两种以上压力时,则可采用多级调压回路。用多级调压回路。 (1)单级调压回路)单级调压回路 1-1-液压泵;液压泵;2-2-单向阀;单向阀;3-3-截止阀;截止阀;4-4-压压力表;力表;5-5-换向阀;换向阀;6-6-液压缸;液压缸;7-7-节流阀节流阀;8-8-溢流阀溢流阀8 8(2)双向调压回路)双向调压回路 当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时,可采用当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时,可采用双
7、向调压回路。双向调压回路。1 1、2-2-溢流阀溢流阀9 9(3)多级调压回路)多级调压回路 在不同的工作阶段,液压系统需要不同的工作压力,多在不同的工作阶段,液压系统需要不同的工作压力,多级调压回路便可实现这种要求。级调压回路便可实现这种要求。 a)a)二级调压回路二级调压回路 b)b)三级调压回路三级调压回路 c)c)比例溢流阀调压回路比例溢流阀调压回路1 1、3-3-溢流阀;溢流阀;2 2、4-4-换向阀换向阀1010采用多个溢流阀的多级调压回路采用多个溢流阀的多级调压回路 1111电液比例溢流阀的调压回路电液比例溢流阀的调压回路12122.减压回路减压回路 减压回路的功用是使系统中的某
8、一部分油路具有较低的减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。稳定压力。 1-1-溢流阀;溢流阀;2-2-定值减压阀;定值减压阀;3-3-单向阀单向阀1 1、3-3-溢流阀;溢流阀;2-2-定值减压阀;定值减压阀;4-4-液压缸液压缸13133.卸荷回路卸荷回路 卸荷回路的功用是在液压泵驱动电机不须频繁启闭的情卸荷回路的功用是在液压泵驱动电机不须频繁启闭的情况下,使液压泵在零压或很低压力下运转,以减少功率损况下,使液压泵在零压或很低压力下运转,以减少功率损耗,降低系统发热,延长液压泵和电机的使用寿命。耗,降低系统发热,延长液压泵和电机的使用寿命。 1 1、5-5-液压泵;液压泵
9、;2-2-换向阀;换向阀;3 3、8-8-液压缸;液压缸;4 4、9-9-溢流阀;溢流阀;6-6-单向阀;单向阀;7-7-电液动换向阀电液动换向阀14144.保压回路保压回路 保压回路的功用是使系统在液压缸不动或仅有极微小的保压回路的功用是使系统在液压缸不动或仅有极微小的位移下稳定地维持住压力。位移下稳定地维持住压力。 如车载起重机的举升机构。如车载起重机的举升机构。 1-1-溢流阀;溢流阀;2-2-换向阀;换向阀;3-3-液控单向阀;液控单向阀;4-4-电接触式压力表电接触式压力表15155.平衡回路平衡回路 平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放
10、置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。之相连的工作部件因自重而自行下落。 1-1-溢流阀;溢流阀;2-2-换向阀;换向阀;3-3-单向顺序阀单向顺序阀1616三、速度控制回路三、速度控制回路 速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的回路。速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的回路。它包括调速回路和速度切换回路,其中调速回路在基本回它包括调速回路和速度切换回路,其中调速回路在基本回路中占重要地位。路中占重要地位。 1.调速回路:调节液压执行元件的速度;调速回路:调节液压执行元件的速度; 2.快速运动回路快速运动回路 :使之获得快速运动;:使之获得快速运动; 3.速度切换回路速度切
11、换回路 :实现快慢速切换;:实现快慢速切换;17171.调速回路调速回路 调速就是调节执行元件的运动速度。调速就是调节执行元件的运动速度。 (1)节流调速节流调速 采用定量泵供油,由流量阀调节进入执行元件的流量来实采用定量泵供油,由流量阀调节进入执行元件的流量来实现调节执行元件运动速度的方法;现调节执行元件运动速度的方法; (2)容积调速容积调速 采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现调节采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现调节执行元件运动速度的方法。执行元件运动速度的方法。 VqAMVqnV1818(1)节流调速回路)节流调速回路 节流调速回路有不同的分类方法。按流量阀在回
12、路中位节流调速回路有不同的分类方法。按流量阀在回路中位置的不同可分为:置的不同可分为: a.进口节流进口节流调速回路调速回路 节流阀串接在进入液压缸的进油路中;节流阀串接在进入液压缸的进油路中; b.出口出口节流节流调速回路调速回路 节流阀串联在液压缸的回油路上;节流阀串联在液压缸的回油路上; c.旁路节流旁路节流调速回路调速回路 节流阀装在与执行元件并联的支路上。节流阀装在与执行元件并联的支路上。1919a.进口节流调速回路进口节流调速回路a) 回路图回路图 b) 速度负载特性速度负载特性曲线曲线 TpKAFpAAv2020速度负载特性速度负载特性 速度负载特性是指执行元件的速度随负载变化而
13、变化的速度负载特性是指执行元件的速度随负载变化而变化的性能,可用速度负载特性来描述。性能,可用速度负载特性来描述。 这种调速回路在轻载低速时有较高的速度刚度,但在这这种调速回路在轻载低速时有较高的速度刚度,但在这种情况下功率损失较大,效率较低。种情况下功率损失较大,效率较低。 2pp AFdFkd vvv2121最大承载能力最大承载能力 回路的最大承载能力为回路的最大承载能力为 。当液压缸面积不变,。当液压缸面积不变,在泵的供油压力已经调定的情况下,其承载能力不随节流在泵的供油压力已经调定的情况下,其承载能力不随节流阀通流面积的改变而改变,故属恒推力或恒转矩调速。阀通流面积的改变而改变,故属恒
14、推力或恒转矩调速。maxp1Fp A2222功率和效率功率和效率 由于存在两部分功率损失,故这种调速回路的效率较低。由于存在两部分功率损失,故这种调速回路的效率较低。特别是在低速小负载的情况下,虽然速度刚度大,但效率特别是在低速小负载的情况下,虽然速度刚度大,但效率很低。因此,在液压缸要实现快速和慢速两种运动,并且很低。因此,在液压缸要实现快速和慢速两种运动,并且速度差别较大时,采用一个定量液压泵供油是非常不合适速度差别较大时,采用一个定量液压泵供油是非常不合适的。的。111cpppppVVVp qPFPp qp qp1pp11p1YT1()(VVVVPVPPPp qp qp qqpp qpY
15、T1VVp qp q2323b.出口节流调速回路出口节流调速回路 将节流阀放置在回油将节流阀放置在回油路上,用它来控制从液路上,用它来控制从液压缸回油腔流出的流量,压缸回油腔流出的流量,也就控制了进入液压缸也就控制了进入液压缸的流量,达到调速的目的流量,达到调速的目的。出口节流调速回路的。出口节流调速回路的静态特性与进口节流的静态特性与进口节流调速回路基本相同。调速回路基本相同。2424c.旁路节流调速回路旁路节流调速回路 a)回路)回路 b) 速度负载特性速度负载特性 1pTFqKAqAAAv2maxTpKAqAF2pdFAFkdqA vvvqpP12525旁路节流调速回路的特点旁路节流调速
16、回路的特点 1.开口变化与活塞运动速度变化反向;开口变化与活塞运动速度变化反向; 2.其刚性比进、回油调速回路更软。其刚性比进、回油调速回路更软。 3. 旁路节流调速回路适用于高速大载荷的情况。旁路节流调速回路适用于高速大载荷的情况。 4. 回路的效率较高、发热量小。回路的效率较高、发热量小。 由于旁油路节流调速回路负载特性很软,低速承载能力又由于旁油路节流调速回路负载特性很软,低速承载能力又差,故应用比前两种回路少,只用在负载变化小,对运动平差,故应用比前两种回路少,只用在负载变化小,对运动平稳性要求低的高速大功率场合。稳性要求低的高速大功率场合。 2626调速阀式进油节流调速回路调速阀式进
17、油节流调速回路a)回路图回路图 b)速度负载特性速度负载特性 2727(2)容积调速回路)容积调速回路 容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的排量来实现容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的排量来实现凋速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损凋速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损失),系统效率高,广泛应用于大功率液压系统中,如汽车失),系统效率高,广泛应用于大功率液压系统中,如汽车液压驱动系统、汽车制动储能系统等。液压驱动系统、汽车制动储能系统等。 目前,全液压驱动的汽车、拖拉机和其他行走车辆,它们目前,全液压驱动的汽车、拖拉机和其他行走车辆,它们行走部分的传动,都
18、采用液压泵和液压马达组成的闭式传动行走部分的传动,都采用液压泵和液压马达组成的闭式传动系统。系统。 变量泵和定量马达变量泵和定量马达容积调速回路容积调速回路 定量泵和变量马达定量泵和变量马达容积调速回路容积调速回路 变量泵和变量马达变量泵和变量马达调速回路调速回路 2828变量泵和定量马达容积调速回路变量泵和定量马达容积调速回路 效率较高,有一定的调速范围和恒转矩特性,在功率较效率较高,有一定的调速范围和恒转矩特性,在功率较大的液压系统中获得广泛应用。大的液压系统中获得广泛应用。1-1-补油泵;补油泵;2-2-单向阀;单向阀;3-3-变量泵;变量泵;4 4、6-6-溢流阀;溢流阀;5-5-定量
19、马达定量马达工作特性曲线工作特性曲线2929定量泵和变量马达容积调速回路定量泵和变量马达容积调速回路 调速范围较小,一般不超过调速范围较小,一般不超过3,此外变量马达不能在运转,此外变量马达不能在运转中通过零点换向,系统的起动也不够平稳,需在系统中添中通过零点换向,系统的起动也不够平稳,需在系统中添置其他元件加以解决,所以这种回路很少单独使用。置其他元件加以解决,所以这种回路很少单独使用。1-1-补油泵;补油泵;2 2、4-4-溢流阀;溢流阀;3-3-变量马达变量马达工作特性曲线工作特性曲线3030变量泵和变量马达调速回路变量泵和变量马达调速回路 调速范围大,可达调速范围大,可达100以上。恒
20、转矩阶段属于低速调速阶段,恒功以上。恒转矩阶段属于低速调速阶段,恒功率阶段属于高速调速阶段,且有较高的工作效率,适用于大功率液压率阶段属于高速调速阶段,且有较高的工作效率,适用于大功率液压系统中,如港口起重用运输汽车及其他行走车辆等。系统中,如港口起重用运输汽车及其他行走车辆等。 1-1-补油泵;补油泵;2-2-双向变量泵;双向变量泵;3 3、11-11-管路;管路;4 4、5-5-单向阀;单向阀;6 6、7 7、9 9、12-12-溢流阀;溢流阀;8-8-换向阀;换向阀;10-10-双向变量马达;双向变量马达;工作特性曲线工作特性曲线31312.快速运动回路快速运动回路 为了提高生产率,许多
21、液压系统的执行元件都采用了两为了提高生产率,许多液压系统的执行元件都采用了两种运动速度,即空行程时的快速运动速度和工作时的正常种运动速度,即空行程时的快速运动速度和工作时的正常运动速度。运动速度。 (1)液压缸差动连接液压缸差动连接快速运动回路:快速运动回路: (2)双液压泵供油双液压泵供油快速运动回路:快速运动回路: (3)蓄能器供油蓄能器供油快速运动回路:快速运动回路: (4)辅助缸辅助缸的的快速运动回路:快速运动回路: (5)增速缸增速缸的快速运动回路:的快速运动回路:3232(1)液压缸差动连接快速运动回路)液压缸差动连接快速运动回路 3333(2)双液压泵供油快速运动回路)双液压泵供
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