汽車機(jī)械基礎(chǔ)_第十六章.ppt

1、第十六章 常見的液壓油路,學(xué)習(xí)目標(biāo) 第一節(jié)典型液壓回路分析 第二節(jié)汽車常用液壓系統(tǒng),學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握基本液壓回路的功用及工作原理； 能夠分析常見的液壓回路； 了解汽車的油路系統(tǒng)； 掌握汽車上常用液壓系統(tǒng)的組成及工作原理。,返回,第一節(jié) 典型液壓回路分析,汽車中液壓系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛， 有的復(fù)雜， 有的很簡(jiǎn)單， 但它們都是由各種液壓的基本回路構(gòu)成的， 如換向回路、 調(diào)壓回路、 安全回路等。掌握了這些基本回路的組成和基本功能就能順利地分析各種液壓回路， 并為汽車液壓系統(tǒng)的維修打下良好的基礎(chǔ)。 一、基本液壓回路 液壓系統(tǒng)的基本液壓回路主要可分為以下幾方面： 方向控制回路、 壓力控制回路和順序控

2、制回路。,下一頁(yè),返回,第一節(jié) 典型液壓回路分析,1.換向回路 如圖16-1所示， 它是由兩位四通閥、 直動(dòng)溢流閥和液壓泵等組成的回路。當(dāng)電磁閥斷電時(shí)， 二位四通閥處于原始位置， 液體經(jīng)閥體進(jìn)入執(zhí)行元件的右側(cè)缸中， 推動(dòng)執(zhí)行元件向左移動(dòng)。當(dāng)電磁閥通電時(shí)， 閥體換到左側(cè)， 此時(shí)液體進(jìn)入左側(cè)缸中， 液壓推動(dòng)執(zhí)行元件右移。還可以根據(jù)實(shí)際的需要換用二位三通或二位五通閥等。其控制方式有人力、 機(jī)械和電力等。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,2.鎖止回路 鎖止回路的作用是控制執(zhí)行元件使其停在固定或某個(gè)位置上， 使執(zhí)行元件保持當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。從圖16-2中可以看出。當(dāng)三位四通閥分別處于左側(cè)位置或

3、右側(cè)位置時(shí)， 執(zhí)行元件就會(huì)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 而當(dāng)閥斷電處于中間位置時(shí)， 由液壓泵送來(lái)的油液直接回到油箱， 執(zhí)行元件停在前一個(gè)位置上不動(dòng)。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,二、壓力控制回路 1.增壓回路 增壓回路的目的是要執(zhí)行元件的壓力高于主系統(tǒng)的壓力。有的利用閥來(lái)實(shí)現(xiàn)， 有的利用系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。圖 16-3中就是利用系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。從圖中可以看到工作缸的截面積是不同的， 當(dāng)液壓泵將油液泵入液壓油左腔中時(shí)， 油液的壓力 將推動(dòng)執(zhí)行元件向右行。但在右腔中， 后段的截面積變窄， 此時(shí)的液壓力稱之為P2。由 F1=P1A1 F2=P2A2 A1，A2分別為左右各缸的截面積。由于

4、大小活塞是由一根活塞連桿相連的， 所以不考慮摩擦等因素， 理論上兩邊的力是相等的， 即F1=F2 ， 則有 P1A1=P2A2 。由于 A1A2 ， 所以就有了 P1P2 ， 油液流過(guò)此處壓力被提升。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,2.減壓回路 當(dāng)液壓泵的輸出壓力高于局部回路或支路要求壓力時(shí)， 或系統(tǒng)要求出口壓力小于系統(tǒng)主油道壓力時(shí)， 可以用減壓回路保證系統(tǒng)的正常工作， 如機(jī)床液壓系統(tǒng)中的定位、 夾緊、 回路分度以及液壓元件的控制油路等， 它們往往要求比主油路低的壓力。減壓回路較為簡(jiǎn)單， 一般是在所需低壓的支路上串接減壓閥。采用減壓回路雖能方便地獲得某支路穩(wěn)定的低壓， 但壓力

5、油經(jīng)減壓閥口時(shí)要產(chǎn)生壓力損失， 這是它的缺點(diǎn)。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,最常見的減壓回路通過(guò)定值減壓閥與主油路相連， 如圖16-4(a)所示?；芈分械膯蜗蜷y在主油路壓力降低（ 低于減壓閥調(diào)整壓力） 時(shí)防止油液倒流， 起短時(shí)保壓作用， 減壓回路中也可以采用類似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方法獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓。圖16-4(b)所示為利用先導(dǎo)式減壓閥1的遠(yuǎn)控口， 接一遠(yuǎn)控溢流閥2， 則可由閥1、閥2各調(diào)得一種低壓。但要注意， 閥2的調(diào)定壓力值一定要低于閥1的調(diào)定減壓值。 為了使減壓回路工作可靠， 減壓閥的最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于 0.5MPa ，最高調(diào)整壓力至少應(yīng)比系統(tǒng)壓力小0.5MPa

6、。當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時(shí)， 調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的后面， 以避免減壓閥泄漏（ 指由減壓閥泄油口流回油箱的油液） 對(duì)執(zhí)行元件的速度產(chǎn)生影響。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,3.調(diào)壓回路 當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)， 液壓泵應(yīng)向系統(tǒng)提供一定范圍的液壓油， 而有些系統(tǒng)中各個(gè)支路所需的壓力是不等的， 所以應(yīng)設(shè)置調(diào)壓回路。在滿足各支路壓力要求的同時(shí)， 又能節(jié)省能源， 減少油液發(fā)熱， 提高執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。當(dāng)液壓泵一直工作在系統(tǒng)的調(diào)定壓力時(shí)， 就要通過(guò)溢流閥調(diào)節(jié)并穩(wěn)定液壓泵的工作壓力。在變量泵系統(tǒng)中或旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中用溢流閥（ 當(dāng)安全閥用） 限制系統(tǒng)的最高安全壓力。當(dāng)系統(tǒng)在不同的工

7、作時(shí)間內(nèi)需要有不同的工作壓力時(shí)，可采用二級(jí)或多級(jí)調(diào)壓回路。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,1)單級(jí)調(diào)壓回路 如圖16-5(a)所示， 系統(tǒng)是由液壓泵1和溢流閥2并聯(lián)連接的， 即可組成單級(jí)調(diào)壓回路。通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥的壓力， 可以改變泵的輸出壓力。當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力確定后， 液壓泵就在溢流閥的調(diào)定壓力下工作。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓和穩(wěn)壓控制。如果將液壓泵1改換為變量泵， 這時(shí)溢流閥將作為安全閥來(lái)使用。液壓泵的工作壓力低于溢流閥的調(diào)定壓力， 這時(shí)溢流閥不工作。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障， 液壓泵的工作壓力上升時(shí)， 一旦壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)定壓力， 溢流閥將開啟， 并將液壓泵的工作壓力限制在溢

8、流閥的調(diào)定壓力下， 使液壓系統(tǒng)不至于因壓力過(guò)載而受到破壞， 從而保護(hù)了液壓系統(tǒng)。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,2)二級(jí)調(diào)壓系統(tǒng) 圖16-5(b)所示為二級(jí)調(diào)壓回路， 該回路可實(shí)現(xiàn)兩種不同的系統(tǒng)壓力控制。由先導(dǎo)型溢流閥2和直動(dòng)式溢流閥4各調(diào)一級(jí)， 當(dāng)二位二通電磁閥3處于圖示位置時(shí)， 系統(tǒng)壓力由閥2調(diào)定， 當(dāng)閥3通電后處于右位時(shí)， 系統(tǒng)壓力由閥調(diào)定。但要注意： 閥的調(diào)定壓力一定要小于閥2的調(diào)定壓力， 否則不能實(shí)現(xiàn)； 當(dāng)系統(tǒng)壓力由閥4調(diào)定時(shí)， 先導(dǎo)型溢流閥2的先導(dǎo)閥口關(guān)閉，但主閥開啟， 液壓泵的溢流流量經(jīng)主閥回油箱， 這時(shí)閥亦處于工作狀態(tài)， 并有油液通過(guò)。應(yīng)當(dāng)指出： 若將閥3與閥

9、4對(duì)換位置， 則仍可進(jìn)行二級(jí)調(diào)壓， 并且在二級(jí)壓力轉(zhuǎn)換點(diǎn)上獲得比圖16-5(b)所示回路更為穩(wěn)定的壓力轉(zhuǎn)換。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液壓回路分析,3)多級(jí)調(diào)壓回路 圖16-5(c)所示為三級(jí)調(diào)壓回路， 三級(jí)壓力分別由溢流閥 1、 2、3調(diào)定， 當(dāng)電磁鐵 1YA、2YA斷電時(shí)， 系統(tǒng)壓力由主溢流閥調(diào)定。當(dāng)1YA通電時(shí)， 系統(tǒng)壓力由閥2調(diào)定。當(dāng)2YA通電時(shí)， 系統(tǒng)壓力由閥3調(diào)定。在這種調(diào)壓回路中， 閥2和閥3的調(diào)定壓力要低于主溢流閥的調(diào)定壓力， 而閥2和閥3的調(diào)定壓力之間沒(méi)有什么一定的關(guān)系。當(dāng)閥2或閥3工作時(shí)， 閥2或閥3相當(dāng)于閥上的另一個(gè)先導(dǎo)閥。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第一節(jié) 典型液

10、壓回路分析,4.平衡回路 平衡回路的功用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。圖16-6所示為采用單向順序閥的平衡回路， 當(dāng)換向閥2左位接入回路， 活塞 下行時(shí)， 回油路上就存在著一定的背壓， 只要將這個(gè)背壓調(diào)得能支撐住活塞和與之相連的工作部件， 活塞就可以平穩(wěn)地下落。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)， 活塞就停止運(yùn)動(dòng)， 不再繼續(xù)下移。這種回路在活塞向下快速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率損失大， 鎖住時(shí)活塞和與之相連的工作部件會(huì)因單向順序閥和換向閥的泄漏而緩慢下落，因此它只適用于工作部件重量不大、 活塞鎖住時(shí)定位要求不高的場(chǎng)合。,返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),在汽車中液壓系統(tǒng)的應(yīng)用是非常

11、廣泛的， 下面介紹幾種典型的液壓回路。 一、汽車潤(rùn)滑系統(tǒng) 良好的潤(rùn)滑是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的前提， 也是保證其使用壽命的關(guān)鍵。汽車中的潤(rùn)滑系統(tǒng)是由液壓泵、 安全閥、 旁通閥等元件組成的。當(dāng)液壓泵旋轉(zhuǎn)時(shí)， 油液通過(guò)管道吸入到系統(tǒng)中。由于轉(zhuǎn)速發(fā)生改變， 系統(tǒng)壓力會(huì)有脈動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于安全閥的調(diào)定壓力時(shí)， 安全閥打開使多余的油液流回油底殼。如圖16-7所示為一潤(rùn)滑油路。,下一頁(yè),返回,第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),二、汽車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是保持汽車穩(wěn)定行駛性能， 為保證行車安全， 重型汽車、 大型客車和越野車普遍采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置； 高速轎車為使駕駛更加舒適、 安全， 也采用助力轉(zhuǎn)向。動(dòng)力轉(zhuǎn)向

12、可分為液壓式和氣動(dòng)式， 其中前者結(jié)構(gòu)緊湊， 工作靈敏度較高， 因而應(yīng)用廣泛。 1.對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的要求 1)安全可靠 為保證汽車在行駛或原地轉(zhuǎn)向時(shí)靈活自如， 助力系統(tǒng)應(yīng)有足夠的助力作用。例如， 轉(zhuǎn)向泵失效， 應(yīng)能夠用機(jī)械系統(tǒng)手動(dòng)操縱汽車轉(zhuǎn)向。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),2)轉(zhuǎn)向靈敏 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)響應(yīng)及時(shí)， 轉(zhuǎn)向滯后時(shí)間要短。 3)要有“ 路感” 轉(zhuǎn)向時(shí)， 隨著車速和路面上的阻力應(yīng)給駕駛員適當(dāng)?shù)氖指校?并能成比例地反映到方向盤上。 4)自動(dòng)回正能力 轉(zhuǎn)向后易于自動(dòng)回正， 以保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),2.助力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng) 如圖16-

13、8所示， 當(dāng)汽車直線行駛或等半徑轉(zhuǎn)向行駛時(shí)， 方向盤 6不動(dòng)。轉(zhuǎn)向控制滑閥15在定位彈簧張力作用下保持中位， 液壓缸7的兩腔均與回油路相通， 液壓缸活塞處于平衡狀態(tài)， 對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)臂不施加作用力， 不起助力作用。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),左轉(zhuǎn)方向盤6， 螺桿8隨之向左轉(zhuǎn)動(dòng)。因轉(zhuǎn)向螺母經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)臂、 直拉桿等與車輪相連，開始時(shí)由于車輪偏轉(zhuǎn)阻力較大， 螺母9暫不動(dòng)。因此， 螺母對(duì)螺桿產(chǎn)生一個(gè)向左的軸向反作力， 迫使滑閥15相對(duì)閥體14向左移動(dòng)， 改變油路通道。這時(shí)從泵來(lái)的壓力油只經(jīng)轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)入液壓缸7的右腔， 推動(dòng)活塞向左移動(dòng)， 通過(guò)轉(zhuǎn)向搖臂10、 直拉桿18、 轉(zhuǎn)向節(jié)臂19

14、、 梯形臂17 、 橫拉桿20使車輪左轉(zhuǎn)， 實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。同理， 當(dāng)向右打方向盤時(shí)， 滑閥15右移， 從泵來(lái)的壓力油經(jīng)控制閥進(jìn)入液壓缸7的左腔， 活塞右移， 通過(guò)機(jī)械裝置作用使車輪右轉(zhuǎn)。放松方向盤， 滑閥在中位彈簧的作用下恢復(fù)到中間位置， 助力作用消失。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),泵由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。若泵轉(zhuǎn)數(shù)增高時(shí)， 流過(guò)節(jié)流閥4的阻力增加。節(jié)流閥上游壓力增加， 可使溢流閥 3打開， 泵出口的油可經(jīng)溢流閥 3回油箱。若因負(fù)載加大， 節(jié)流閥 4下游壓力增加時(shí)， 安全閥5打開限制了系統(tǒng)壓力的進(jìn)一步升高。 當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓泵出故障而不能向系統(tǒng)供油時(shí)， 這時(shí)進(jìn)油道壓力低、 回油道壓力高，

15、壓力差使單向閥13打開從而使進(jìn)油道、 回油道相通， 以便減少液壓油的阻力， 從而可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),三、汽車防抱死制動(dòng)裝置 汽車防抱死裝置分后二輪控制方式與四輪控制方式。后二輪控制方式可預(yù)防急剎車時(shí)后輪抱死所引起的車輛偏向， 保證車輛的穩(wěn)定性。四輪控制方式同時(shí)控制四輪， 在保證車輛的穩(wěn)定性同時(shí)還可保證轉(zhuǎn)向性。 下面以桑塔納2000Gsi裝備的 MK20 型 ABS為例來(lái)介紹防抱死裝置的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程。該裝置由 ABS電子控制單元、 液壓控制單元和液壓泵等組成， 下面介紹其工作過(guò)程。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用液壓系統(tǒng),1.初始制動(dòng)階

16、段 開始制動(dòng)時(shí)， 駕駛員踩制動(dòng)踏板， 制動(dòng)壓力由制動(dòng)主油缸產(chǎn)生， 通過(guò)常開的不帶電壓的進(jìn)油閥作用到車輪制動(dòng)輪油缸上， 整個(gè)過(guò)程和常規(guī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)相同。此時(shí)， 若制動(dòng)壓力不再上升則防抱死系統(tǒng)不起作用， 如圖16-9(a)所示。 2.油壓保持 當(dāng)駕駛員繼續(xù)踩制動(dòng)踏板， 油壓繼續(xù)升高到車輪出現(xiàn)抱死趨勢(shì)時(shí)， 防抱死裝置電子控制單元發(fā)出指令， 進(jìn)油閥通電并關(guān)閉閥門， 出油閥依然不帶電壓仍保持關(guān)閉， 系統(tǒng)油壓保持不變， 如圖16-9(b)所示。 3.油壓降低 若制動(dòng)壓力保持不變， 車輪有抱死趨勢(shì)時(shí)， 防抱死裝置電子控制單元給出油閥通電打開出油閥， 系統(tǒng)油進(jìn)入低壓儲(chǔ)液,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),第二節(jié) 汽車常用

17、液壓系統(tǒng),罐從而降低油壓， 此時(shí)進(jìn)油閥繼續(xù)通電保持關(guān)閉狀態(tài)， 有 抱死趨勢(shì)的車輪被釋放， 車輪轉(zhuǎn)速開始上升。與此同時(shí)， 電動(dòng)液壓泵開始啟動(dòng)， 將制動(dòng)液由低壓儲(chǔ)液罐送至制動(dòng)主油缸， 如圖16-9(c)所示。 4.油壓增加 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速增加到一定值后， 防抱死裝置電子控制單元給出油閥斷電， 關(guān)閉此閥門， 進(jìn)油閥同樣不帶電而打開。電動(dòng)液壓泵繼續(xù)工作， 從低壓儲(chǔ)液罐中吸取制動(dòng)液泵入液壓制動(dòng)系統(tǒng)，如圖16-9(d)所示。隨著制動(dòng)壓力的增加， 車輪轉(zhuǎn)速降低。這樣反復(fù)循環(huán)地控制。 以上是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。在汽車中還有其他的部位也用到了液壓系統(tǒng)， 比如： 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、 冷卻系統(tǒng)、 雨刷系統(tǒng)和自動(dòng)變速器等。,返回,上一頁(yè),圖16-1 換向回路,返回,圖16-2 鎖止回路,返回,圖16-3 增壓回路,返回,圖16-4 減壓回路,返回,1先導(dǎo)式減壓閥； 2遠(yuǎn)控溢流閥,圖16-5 調(diào)壓回路,返回,圖16-6 平衡回路,返回,圖16-7 潤(rùn)滑油路,返回,1旁通； 2液壓泵； 3集濾器； 4油底殼； 5放油塞； 6安全閥；7機(jī)油濾清器； 8主油道；9分油道； 10曲