十三　氣壓傳動(dòng)

1、學(xué)習(xí)目的：通過(guò)本章的學(xué)習(xí)具備汽車機(jī)械所涉及的氣壓傳動(dòng)的基本知識(shí)。學(xué)習(xí)要求：掌握氣壓傳動(dòng)的主要元件、基本回路與基本知識(shí)。能識(shí)讀氣壓傳動(dòng)的基本回路和系統(tǒng)。了解氣壓傳動(dòng)在汽車中的應(yīng)用。第十三章氣壓傳動(dòng)1第一節(jié)氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)一、氣壓傳動(dòng)的工作原理圖13-1所示為氣動(dòng)剪切機(jī)的工作原理圖。圖13-1b為用職能符號(hào)表示的氣動(dòng)剪切機(jī)的工作原理圖。2二、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成：（1）氣源裝置（2）執(zhí)行元件（3）控制元件（4）輔助元件三、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)氣壓傳動(dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1）以空氣為工作介質(zhì)，不僅易于取得，而且用后可直接排入大氣，處理方便，也不污染環(huán)境。2）

2、因空氣的粘度很?。s為油的萬(wàn)分之一），在管道中流動(dòng)時(shí)的能量損失很小，因而便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，不存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充等問(wèn)題。33）工作環(huán)境適應(yīng)性好，無(wú)論在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，還是在食品加工、輕工、紡織、印刷、精密檢測(cè)等高凈化、無(wú)污染場(chǎng)合，都具有良好的適應(yīng)性，且工作安全可靠，過(guò)載時(shí)能自動(dòng)保護(hù)。4）氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，壽命長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。氣壓傳動(dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)相比，有以下缺點(diǎn)： 由于空氣具有較大的可壓縮性，因而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較差。 因工作壓力低（一般為0.31MPa），不易獲得較大的輸出力或力矩。 有較

3、大的排氣噪聲。 由于濕空氣在一定的溫度和壓力條件下能在氣動(dòng)系統(tǒng)的局部管道和氣動(dòng)元件中凝結(jié)成水滴，促使氣動(dòng)管道和氣動(dòng)元件腐蝕和生銹，導(dǎo)致氣動(dòng)系統(tǒng)工作失靈。4第二節(jié)氣動(dòng)元件一、氣源裝置氣源裝置由兩部分組成，一是空氣壓縮機(jī)把大氣壓狀態(tài)下的空氣升壓提供給氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，二是氣源凈化裝置將空氣壓縮機(jī)所提供的含有大量雜質(zhì)的壓縮空氣進(jìn)行凈化。1空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)按其壓力大小分為低壓（0.21.OMPa）、中壓（1.010 gPa）、高壓（10MPa）三類；按工作原理為容積型（通過(guò)縮小單位質(zhì)量氣體體積的方法獲得壓力）和速度型（通過(guò)提高單位質(zhì)量氣體的速度并使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能來(lái)獲得壓力）。常見的低壓、容積式空氣壓

4、縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)分有：活塞式、葉片式和螺桿式，其中最常用的是活塞式。常見的普通型空氣壓縮機(jī)都基本上采用活塞式（絕大部分汽車上采用的空氣壓縮機(jī)也是這種形式）。如圖13-2所示。562氣源凈化裝置（1）冷卻器 其結(jié)構(gòu)如圖13-3所示。7（2）除油器 其結(jié)構(gòu)如圖13-4所示。（3）儲(chǔ)氣罐 其結(jié)構(gòu)如圖13-5所示。8二、氣動(dòng)輔助元件1空氣過(guò)濾器如圖13-6所示。2消聲器如圖13-7所示為吸收型消聲器。9三、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件在氣動(dòng)系統(tǒng)中，是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的元件。包括氣缸和氣馬達(dá)，氣缸用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)或擺動(dòng)，馬達(dá)用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1氣缸氣缸的種類很多，按活塞端面的受壓狀態(tài)分為單作

5、用與雙作用氣缸；按其結(jié)構(gòu)特征可分為：活塞式氣缸、柱塞式氣缸、薄膜式氣缸、葉片式擺動(dòng)氣缸、齒輪齒條擺動(dòng)氣缸等；按功能分為：普通氣缸和特殊氣缸。氣缸的工作原理與液壓缸的工作原理相同。如圖13-9所示為汽車中常用的活塞式氣缸（又稱為活塞式制動(dòng)氣室），如圖13-10。10112氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)馬達(dá)是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能的裝置。其作用與液壓馬達(dá)相當(dāng)，即輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。最常見的氣動(dòng)馬達(dá)有：葉片式、活塞式和薄膜式三種。如圖13-11所示。12四、氣動(dòng)控制元件1壓力控制閥在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，控制壓縮空氣的壓力，來(lái)控制執(zhí)行元件的輸出推力或轉(zhuǎn)矩和依靠空氣壓力控制執(zhí)行元件動(dòng)作順序的閥，

6、稱為壓力控制閥，包含減壓閥、順序閥和安全閥。圖13-12所示為直動(dòng)式減壓閥，減壓閥與液壓傳動(dòng)中的減壓閥一樣能起減壓作用，但它更主要的作用是調(diào)壓和穩(wěn)壓。13圖13-13所示為單向順序閥的工作原理圖，順序閥是依靠氣路中壓力的作用而控制執(zhí)行元件按順序動(dòng)作的壓力控制閥，其作用和工作原理與液壓順序閥基本相同。順序閥常與單向閥并聯(lián)組成單向順序閥。圖13-14所示為安全閥（溢流閥）的工作原理圖，當(dāng)回路中的壓力達(dá)到某給定值時(shí)，使部分或全部氣體從排氣口溢出，以保證回路壓力的穩(wěn)定。142流量控制閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中，氣缸的運(yùn)動(dòng)速度都需要通過(guò)控制調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。流量控制閥是通過(guò)改變閥的流通面積來(lái)實(shí)現(xiàn)流量（或流速

7、）控制的元件。包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥等。其工作原理與液壓閥中同類型閥相似。如圖13-15所示為節(jié)流閥，通過(guò)調(diào)節(jié)通流截面積來(lái)調(diào)節(jié)閥的流量。15圖13-16所示為單向節(jié)流閥，是由單向閥與節(jié)流閥組合而成，圖13-17所示為排氣節(jié)流閥，排氣節(jié)流閥是安裝在執(zhí)行元件的排氣口處，用來(lái)調(diào)節(jié)排入大氣中氣體的流量的一種流量控制閥。它不僅能調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度，如帶消聲器，還可起到減小排氣噪聲的作用。163方向控制閥方向控制閥是氣動(dòng)系統(tǒng)中通過(guò)改變壓縮空氣的流向和氣流的通、斷，來(lái)控制執(zhí)行元件的起、停及運(yùn)動(dòng)方向的氣動(dòng)元件。它是氣動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、種類最多的一種氣動(dòng)控制元件。方向控制閥的分類較多，通常按氣

8、流在閥內(nèi)的流動(dòng)方向，方向閥可分為：換向型和單向型兩種。（1）單向型控制閥 單向型控制閥通常包括止回閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥。其中止回閥與液壓傳動(dòng)中的止回閥基本相同，這里不再介紹，而只介紹其他三種閥。1）或門型梭閥：其工作原理圖和符號(hào)如圖13-18所示。或門型梭閥是由兩個(gè)單向閥反向串聯(lián)的組合閥，p1與p2兩個(gè)進(jìn)氣口，其中一個(gè)進(jìn)氣時(shí)，則另一個(gè)被關(guān)閉，如果兩個(gè)進(jìn)氣口同時(shí)進(jìn)氣時(shí)，則氣壓低的進(jìn)氣口則被關(guān)閉，氣壓高的進(jìn)氣口則接通。172）與門型梭閥：與門型梭閥又稱雙壓閥，其工作原理和符號(hào)如圖13-19所示，與門型梭閥也相當(dāng)于兩個(gè)單向閥的組合閥，只有當(dāng)兩個(gè)進(jìn)氣口pl、p2同時(shí)進(jìn)入相同氣壓的壓縮

9、空氣時(shí)，A口才有輸出；當(dāng)兩進(jìn)氣壓力不等時(shí)，低壓氣通過(guò)A口輸出。3）快速排氣閥：快速排氣閥是為了加快氣缸運(yùn)動(dòng)速度作快速排氣用的，常裝在換向閥與氣缸之間，其結(jié)構(gòu)如圖13-20所示。18（2）換向型控制閥 換向型方向控制閥的作用是改變氣流通道，使氣體流動(dòng)方向發(fā)生改變，從而改變氣動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。1）氣控?fù)Q向閥：氣控?fù)Q向閥是用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)閥芯移動(dòng)，控制氣流的接通、斷開或換向的方向控制閥。在氣動(dòng)系統(tǒng)中，常作為氣缸或氣動(dòng)馬達(dá)的主控閥，控制他們的運(yùn)動(dòng)方向。按其作用原理，氣控?fù)Q向閥有：加壓控制、泄壓控制和差壓控制三種類型。如圖13-21所示為二位三通單氣控截止式換向閥。192）電磁換向閥：氣動(dòng)電磁換向閥是

10、利用電磁力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)閥的換向的。由電磁部分和主閥兩部分組成。按控制方式的不同可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，它們的工作原理與液壓控制閥中的電磁換向閥相同，僅是二者的工作介質(zhì)不同而已，其結(jié)構(gòu)如圖13-22所示。20第三節(jié)氣動(dòng)基本回路一、壓力控制回路壓力控制回路是使回路中的壓力保持在一定范圍以內(nèi)，或使回路得到高、低不同的兩種壓力。1一次壓力控制回路一次壓力控制回路主要用于控制儲(chǔ)氣罐送出的氣體壓力不超過(guò)規(guī)定壓力。如圖13-23所示，在儲(chǔ)氣罐上安裝一個(gè)安全閥和電接點(diǎn)壓力表，一旦罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)，一是安全閥向大氣放氣，二是控制壓縮機(jī)停止供氣。212二次壓力控制回路二次壓力控制回路主要是為保證氣動(dòng)控制系

11、統(tǒng)的氣源壓力的穩(wěn)定，通過(guò)溢流式減壓閥實(shí)現(xiàn)定壓控制，如圖13-24所示。3高低壓轉(zhuǎn)換回路利用兩個(gè)調(diào)壓閥和一個(gè)換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)或輸出低壓或高壓氣源，如圖13-25所示。22二、速度控制回路速度控制回路用來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度或?qū)崿F(xiàn)氣缸的緩沖等。由于目前使用的氣動(dòng)系統(tǒng)的功率小，故調(diào)速方法主要是節(jié)流調(diào)速。1單作用缸速度控制回路如圖13-26a所示，采用節(jié)流閥的調(diào)速回路；圖13-26b所示是采用止回節(jié)流的調(diào)速回路，前者不穩(wěn)定。232雙作用缸速度控制回路圖13-27a是進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，圖13-27b是出口節(jié)流調(diào)速回路。3雙向調(diào)速回路在氣缸的兩端即進(jìn)、排氣口裝設(shè)節(jié)流閥，便組成了雙向調(diào)速回路，如圖13-28所示。

12、圖13-28a是采用止回節(jié)流閥組成的雙向調(diào)速回路，圖13-28b是采用排氣節(jié)流閥組成的雙向調(diào)速回路。244氣一液聯(lián)動(dòng)速度控制回路氣一液聯(lián)動(dòng)速度控制回路是利用氣動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)液壓傳動(dòng)，具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、停止準(zhǔn)確、泄漏途徑少、制造維修方便、能耗小等特點(diǎn)。如圖13-29所示，壓縮空氣由氣源經(jīng)換向閥進(jìn)入氣液轉(zhuǎn)換器1或2的氣腔，并將氣壓力轉(zhuǎn)換為液壓力，再通過(guò)改變兩個(gè)單向節(jié)流閥的開度，來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速。這種回路要求氣液轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)油量大于液壓缸的容積，并要注意油氣間的密封，以免氣體竄入油中，保證運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定。圖13-30所示為氣一液阻尼缸和兩個(gè)單向節(jié)流閥組成的速度控制回路。調(diào)節(jié)兩個(gè)節(jié)流閥的開度，可使

13、氣缸獲得兩個(gè)方向的無(wú)級(jí)調(diào)速。高位油箱是為補(bǔ)充液壓缸的泄漏而設(shè)置的。2526三、換向控制回路在氣動(dòng)系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的起動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向，是利用控制進(jìn)入執(zhí)行元件的壓縮空氣的通、斷或變向來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這類控制回路就是換向控制回路。1單作用氣缸換向回路圖13-31a是二位三通電磁閥控制的換向回路。電磁閥通電活塞上升，斷電時(shí)靠彈簧力使活塞下降。圖13-31b用兩個(gè)二位二通電磁閥代替圖13-31a中的二位三通電磁閥控制單作用缸的回路。圖13-31c是三位三通電磁閥控制單作用氣缸的回路。氣缸活塞可在任意位置停留，但由于存在泄漏，其定位精度不高。272雙作用氣缸換向回路圖13-32是雙作用氣缸的換向回路。圖

14、13-32a是二位五通電磁閥控制的換向回路。圖13-32b是二位五通單氣控?fù)Q向閥控制的換向回路，氣控?fù)Q向閥由二位三通手動(dòng)換向控制閥切換。圖13-32c是雙電控?fù)Q向閥控制的換向回路。圖13-32d是雙氣控?fù)Q向閥控制的換向回路，主閥由兩側(cè)的兩個(gè)二位三通手動(dòng)閥控制，可遠(yuǎn)距離控制，但兩閥必須不能同時(shí)按下。圖13-32e是三位五通電磁換向閥控制的換向回路。28圖13-33所示為解放CAl091型汽車的雙回路氣壓制動(dòng)示意圖。第四節(jié)氣壓傳動(dòng)應(yīng)用舉例29一、選擇題1、壓縮空氣脈動(dòng)主要是由引起而由 減小。A、空氣壓縮機(jī)B、儲(chǔ)氣罐C、減壓閥D、空氣過(guò)濾器2、分離清除壓縮空氣中的水分和油分等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到凈化

15、，主要由 來(lái)實(shí)現(xiàn)。A、冷卻器B、除油器C、儲(chǔ)氣罐D(zhuǎn)、空氣過(guò)濾器3、空氣壓縮機(jī)的潤(rùn)滑是通過(guò) 來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑的。A、潤(rùn)滑油B、潤(rùn)滑脂C、潤(rùn)滑油霧4、或門型梭閥是由兩個(gè)單向閥 串聯(lián)的組合閥。A、串聯(lián)B、并聯(lián)5、通過(guò)安裝的氣動(dòng)一次壓力控制回路主要用于控制儲(chǔ)氣罐送出的氣體壓力不超過(guò)規(guī)定壓力。A、減壓閥B、順序閥C、安全閥復(fù)習(xí)試題30二、填空題1、典型的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，它主要由 、 、 和 四個(gè)部分組成。2、常見的低壓、容積式空氣壓縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)分有： 、 和 ，其中最常用的是 。 3、氣源凈化裝置有 、 和 等組成。 4、氣動(dòng)馬達(dá)有葉片式、 、 等多種類型。 5、冷卻器的作用是將高溫空氣冷卻，使其中氣態(tài)水分和變

16、質(zhì)油霧冷凝成液滴。根據(jù)冷卻介質(zhì)不同分為 與 兩種。6、氣動(dòng)元件上使用的消聲器的類型一般有 消聲器、 消聲器和膨脹干涉吸收型消聲器三種。7、壓力控制閥按其功能可分為 、 和安全閥。8、按其作用原理分，氣控?fù)Q向閥有加壓控制、 和 三種類型。319、氣控?fù)Q向閥是利用 的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)閥的換向的。10、二次壓力控制回路主要是為保證氣動(dòng)控制系統(tǒng)的 的穩(wěn)定，通過(guò) 實(shí)現(xiàn)定壓控制。三、判斷題1、油水分離器主要利用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮空氣中分離出來(lái)。（ ）2、氣源凈化裝置的作用是清除來(lái)自空氣中的水分、塵埃和來(lái)自空氣壓縮機(jī)并由油霧器霧化的潤(rùn)滑油，確保提供給氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)干凈的壓縮空氣。（ ）3、油霧器是一種特殊的注油裝置，其作用是使?jié)櫥徒?jīng)氣流引射出來(lái)并霧化后注入空氣流中，達(dá)到與壓縮空氣充分混合的作用。（ ）4、排氣節(jié)流閥是安裝在執(zhí)行元件的排氣口處，用來(lái)調(diào)節(jié)排入大氣中氣體的流量的一種流量控制閥，能調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。（ ）5、或門型梭閥是由兩個(gè)單向閥反向串聯(lián)的組合閥，當(dāng)兩個(gè)入口同時(shí)進(jìn)壓縮空氣時(shí)，輸出口有輸出。（ ）326、與門型梭閥也是由兩個(gè)單向閥組成的，當(dāng)兩個(gè)入口同