第三章典型汽车液压系统分析

70-1第3章典型汽车液压系统分析第一节液压基本回路第二节汽车液压动力转向系统第三节自卸汽车液压系统第四节汽车起重机液压系统第五节汽车ABS液压系统第六节汽车液压悬架系统第七节自动变速器液压控制系统重点：液压基本回路及各典型汽车液压系统难点：汽车液压系统的分析教学目的：根据工作要求，会设计相应的液压基本回路。返回70-2第一节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。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，是分析和设计液压系统的重要基础。一、方向控制回路二、压力控制回路三、速度控制回路70-3一、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回路。1.启停回路2.换向回路3.锁紧回路70-41.启停回路1、4-液压泵；2、5-换向阀；3、6-溢流阀70-52.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(平稳性和灵敏性)和必要的换向精度。70-63.锁紧回路锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后窜动。1-液压泵；2-溢流阀；3-换向阀；4-液压缸；Ⅰ、Ⅱ-液控单向阀；70-7二、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。1.调压回路2.减压回路3.卸荷回路4.保压回路5.平衡回路70-81.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，则可采用多级调压回路。（1）单级调压回路1-液压泵；2-单向阀；3-截止阀；4-压力表；5-换向阀；6-液压缸；7-节流阀；8-溢流阀70-9（2）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，可采用双向调压回路。1、2-溢流阀70-10（3）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，多级调压回路便可实现这种要求。a)二级调压回路b)三级调压回路c)比例溢流阀调压回路1、3-溢流阀；2、4-换向阀70-11采用多个溢流阀的多级调压回路70-12电液比例溢流阀的调压回路70-132.减压回路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。1-溢流阀；2-定值减压阀；3-单向阀1、3-溢流阀；2-定值减压阀；4-液压缸70-143.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。1、5-液压泵；2-换向阀；3、8-液压缸；4、9-溢流阀；6-单向阀；7-电液动换向阀70-154.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位移下稳定地维持住压力。如车载起重机的举升机构。1-溢流阀；2-换向阀；3-液控单向阀；4-电接触式压力表70-165.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之相连的工作部件因自重而自行下落。1-溢流阀；2-换向阀；3-单向顺序阀70-17三、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。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。1.调速回路：调节液压执行元件的速度；2.快速运动回路：使之获得快速运动；3.速度切换回路：实现快慢速切换；70-181.调速回路调速就是调节执行元件的运动速度。（1）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现调节执行元件运动速度的方法；（2）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执行元件运动速度的方法。VqAMVqnV70-19（1）节流调速回路节流调速回路有不同的分类方法。按流量阀在回路中位置的不同可分为：a.进口节流调速回路节流阀串接在进入液压缸的进油路中；b.出口节流调速回路节流阀串联在液压缸的回油路上；c.旁路节流调速回路节流阀装在与执行元件并联的支路上。70-20a.进口节流调速回路a)回路图b)速度负载特性曲线TpKAFpAAv70-21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变化的性能，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，但在这种情况下功率损失较大，效率较低。2ppAFdFkdvvv70-22最大承载能力回路的最大承载能力为。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阀通流面积的改变而改变，故属恒推力或恒转矩调速。maxp1FpA70-23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。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。111cpppppVVVpqPFPpqpqp1pp11p1YT1())(VVVVPVPPPpqpqpqqppqpYT1VVpqpq70-24b.出口节流调速回路将节流阀放置在回油路上，用它来控制从液压缸回油腔流出的流量，也就控制了进入液压缸的流量，达到调速的目的。出口节流调速回路的静态特性与进口节流调速回路基本相同。70-25c.旁路节流调速回路a）回路b)速度负载特性1pTFqKAqAAAv2maxTpKAqAF2pdFAFkdqAvvvqpP170-26旁路节流调速回路的特点1.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。3.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。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，对运动平稳性要求低的高速大功率场合。70-27调速阀式进油节流调速回路a)回路图b)速度负载特性70-28（2）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。①变量泵和定量马达容积调速回路②定量泵和变量马达容积调速回路③变量泵和变量马达调速回路70-29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，在功率较大的液压系统中获得广泛应用。1-补油泵；2-单向阀；3-变量泵；4、6-溢流阀；5-定量马达工作特性曲线70-30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3，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，需在系统中添置其他元件加以解决，所以这种回路很少单独使用。1-补油泵；2、4-溢流阀；3-变量马达工作特性曲线70-31变量泵和变量马达调速回路调速范围大，可达100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，适用于大功率液压系统中，如港口起重用运输汽车及其他行走车辆等。1-补油泵；2-双向变量泵；3、11-管路；4、5-单向阀；6、7、9、12-溢流阀；8-换向阀；10-双向变量马达；工作特性曲线70-322.快速运动回路为了提高生产率，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运动速度。（1）液压缸差动连接快速运动回路：（2）双液压泵供油快速运动回路：（3）蓄能器供油快速运动回路：（4）辅助缸的快速运动回路：（5）增速缸的快速运动回路：70-33（1）液压缸差动连接快速运动回路70-34（2）双液压泵供油快速运动回路70-35（3）蓄能器供油快速运动回路70-36（4）辅助缸的快速运动回路70-37（5）增速缸的快速运动回路70-383.速度切换回路速度切换回路的功能是使执行元件在一个工作循环过程中，自动从一种运动速度转换到另一种运动速度(比如由快速运动变换成正常运动)，且尽可能使切换平稳，不出现前冲现象。（1）快慢速切换回路（2）两种工进速度切换回路70-39（1）快慢速切换回路用电磁阀与调速阀并联的速度切换回路1-油箱；2-液压泵；3-溢流阀；4-三位四通电磁阀；5-二位二通电磁阀；6-压力继电器；7-调速阀；8-液压缸；9-止挡块1-行程阀；2-节流阀；3-单向阀70-40（2）两种工进速度切换回路70-41第二节汽车液压动力转向系统一、组成1-转向盘；2-转向轴；3-转向控制阀；4-转向螺杆；5-齿条—活塞；6-扇齿；7-摇臂；8-转向主拉杆；9-转向节；10-转向横拉杆；11-转向梯形臂；12-转向油罐；13-转向油泵；R-右转向动力腔；L-左转向动力腔70-42二、工作过程1.直线行驶：阀5不动，在中位，卸荷。2.左转向：阀5右移，在左位，左转。3.右转向：阀5左移，在右位，右转。1-溢流阀；2-液压泵；3-节流阀；4-安全阀；5-转向控制阀；6-液压泵；7-方向盘70-43第三节自卸汽车液压系统一、结构组成：液压泵；执行元件；控制元件；辅助元件。QD351型自卸汽车货箱举升液压系统a）实物图b）液压系统图1-油箱；2-粗滤器；3-液压泵；4-限压阀；5-手动换向阀；6-平衡阀；7-伸缩式液压缸；8-节流阀；9-过滤器70-44二、工作过程1.停止油液→粗过滤器2→液压泵3→换向阀5右一位→过滤器9→油箱1。2.上升油液→粗过滤器2→液压泵3→换向阀5左一位→平衡阀6（单向阀）→液压缸7下腔→液压缸7上腔→过滤器9→油箱1。3.中停油液→粗过滤器2→液压泵3→换向阀5左二位→过滤器9→油箱1。4.下降油液→粗过滤器2→液压泵3→换向阀5右二位→液压缸7上腔→液压缸7下腔→平衡阀6（顺序阀）→过滤器9→油箱1。QD351型自卸汽车货箱举升液压系统a）实物图b）液压系统图1-油箱；2-粗滤器；3-液压泵；4-限压阀；5-手动换向阀；6-平衡阀；7-伸缩式液压缸；8-节流阀；9-过滤器70-45第四节汽车起重机液压系统一、组成QY-8汽车起重机液压系统包含支腿收放、回转机构、起升机构、吊臂变幅等五个部分。各部分都有相对的独立性。1-载重汽车；2-基本臂；3-起升机构；4-吊臂伸缩缸；5-吊臂变幅缸；6-回转机构；7-支腿70-46二、工作过程1.支腿收放回路油液→过滤器11→开关10→回转街头9→手动阀组A（左位）→前支腿液压缸4无杆腔→前支腿液压缸4有杆腔→手动阀组A（左位）→手动阀组B（左位）→后支腿液压缸4无杆腔→后支腿液压缸4有杆腔→手动阀组B（左位）→后面回路收回相反，阀组处于右位。1、2-手动阀组；3-安全阀；4-双向液压锁；5、6、8-平衡阀；7-单向节流阀；9-中心回转接头；10-开关11-虑油器；12-压力表70-472.回转回路支腿收放回路来的油液→手动阀组C（左位）→回转液压马达→左转→伸缩回路马达右转，则阀组C拉到右位。1、2-手动阀组；3-安全阀；4-双向液压锁；5、6、8-平衡阀；7-单向节流阀；9-中心回转接头；10-开关；11-虑油器；12-压力表70-483.伸缩回路回转回路来的油液→手动阀组D（右位）→平衡阀5（单向阀）→伸缩液压缸无杆腔→伸缩液压缸有杆腔→变幅回路缩回时阀组D处于左位，此时回油经平衡阀中的液控顺序阀，防止重物作用快速缩回。1、2-手动阀组；3-安全阀；4-双向液压锁；5、6、8-平衡阀；7-单向节流阀；9-中心回转接头；10-开关；11-虑油器；12-压力表70-494.变幅回路伸缩回路来的油液→手动阀组E（右位）→平衡阀6（单向阀）→变幅液压缸无杆腔→变幅液