第九章：汽车典型液压系统及其设计

89-1第九章汽车典型液压系统及其设计第一节汽车起重机液压系统第二节自动变速器液压控制系统第三节汽车防滑液压控制系统第四节汽车液压悬架系统第五节液压动力转向系统第六节液压系统设计及其实例重点：（根据自校实际情况，自行确定）难点：教学目的：89-2在汽车底盘上装设起重设备完成吊装任务的汽车，称为汽车起重机。汽车起重机广泛地应用在运输、装卸和筑路等场合或临时吊装作业。随着液压元件的完善和液压技术的发展，液压式汽车起重机的应用更加广泛，优势更加突出。汽车起重机可独立到达目的地，完成起重的作业循环通常是：起吊→回转→卸载→返回。第一节汽车起重机液压系统89-31－三联齿轮泵2－油箱3－回油精过滤器4、5、11、12、13、15、16、18、19、25、26、29、31、33、34－管路6－支腿组合阀7－转阀8－液压锁9－支腿水平缸10－支腿垂直缸14－中心回转接头17－顺序阀20－组合阀21－蓄能器22－操纵阀23－多路换向闽24－单向阀27－溢流阀28、29、30－平衡阀32－梭阀35－制动液压缸36－单向阻尼阀37－离合器缸38－起升马达40－变幅缸41－伸缩臂缸42－柱塞马达89-4一、支腿收放液压回路1.水平缸的动作泵1.1→油管5→选择阀6.2(上位)→换向阀6.3(上、下位)→水平缸9(伸出、缩回)2.垂直缸的动作泵1.1→油管5→选择阀6.2(中位)→换向阀6.4(上位)→转阀7→液压锁(伸出)泵1.1→油管5→选择阀6.2(中位)→换向阀6.4(下位)→油管11→液压锁(缩回)89-5二、回转机构液压回路泵1.1→油管5→阀6.2(下位)→管路13→中心回转接头14→外控顺序阀17→多路换向阀23.2(上、中、下位)→柱塞马达42(顺、停、逆)顺序阀17的开启受到蓄能器21的压力(9MPa)控制。89-6三、臂架变幅液压回路泵1.3→油管16→多路换向阀23.5(上、下位)→平衡阀30→变幅缸40(增、减幅)平衡阀作用是使负载作用腔产生一定的背压，以平衡负载的作用力，同时又起到液压锁的作用，是变幅回路中必不可少的元件。应将其串连在高压分支油路中，控制压力油向低压分支供油。89-7四、伸缩臂液压回路泵1.3→油管16→多路换向阀23.4(上、下位)→平衡阀28→变幅缸41(缩回、伸出)平衡阀控制伸缩臂的缩回速度。89-8五、吊重起升液压回路起升机构，即卷筒－吊索机构，作用是实现垂直起升和放下重物。液压起升机构用大转矩起升马达38通过减速器驱动卷筒，液压马达的转速可通过改变发动机的转速来进行调节。阀23.6为五位六通换向阀，五位是指操纵此阀可得到快、慢两挡起升和快、慢两挡下降速度以及中位。89-91.慢挡上升泵1.2→中心回转接头14→管路26→阀23.6向上第一挡(上数第二位置)→平衡阀39→起升马达38的油口A→低转速工作，使重物慢速起升泵1.3排出的油→阀23.5的中位→阀23.6→管路25回油箱89-102.快挡上升阀23.6向上第二挡(上数第一位置)→平衡阀39→起升马达38的油口A→高转速工作，使重物快速起升B口排出的油→阀23.6→管路25回油箱泵1.3→阀23.5→单向阀24泵1.2→中心回转接头14→管路2689-113.慢挡下降泵1.2→中心回转接头14→管路26→阀23.6向下第一挡(上数第四位置)→平衡阀39→起升马达38的油口B→低转速工作，使重物慢速下降泵1.3排出的油→阀23.5的中位→阀23.6→管路25回油箱89-124.快挡下降阀23.6向下第二挡(上数第五位置)→平衡阀39→起升马达38的油口B→高转速工作，使重物快速下降A口排出的油→阀23.6→管路25回油箱阀39限制马达的转速，防止重物超速下降。泵1.3→阀23.5→单向阀24泵1.2→中心回转接头14→管路2689-13六、吊重起升液压回路与其制动、离合的配合起升回路与其制动、离合的配合对汽车起重机的操作较为重要。操纵阀22(左、中、右位)、离合器37(松、松、接)、制动缸35(松、抱、松)、重物(下降、停止、上升或下降)。89-14第二节自动变速器液压控制系统汽车传动系中的变速器控制自动化是汽车发展的较高级阶段，自动变速器能根据车速与发动机负荷的变化情况及时、自动地进行传动比变换（换挡），从而使操作简单省力，减轻驾车者的疲劳强度。汽车自动变速器可分为三种类型：电控液力机械自动变速器（AutomaticTransmission，AT），电控机械式自动变速器（AutomatedMechanicalTransmission，AMT）和连续可变传动比自动变速器（ContinuouslyVariableTransmission，CVT）。一、液压控制系统的组成二、液压控制系统各装置组成件的结构与工作原理89-15一、液压控制系统的组成自动变速器的自动控制是依靠由动力元件、执行机构和控制机构组成的液压控制系统完成的。动力元件是液压泵。执行机构包括各离合器、制动器的液压缸。控制机构包括主油路调压阀、手动阀、换挡阀及锁止离合器控制阀等，安装在自动变速器上。89-161.液压泵a)半月形齿轮泵b)转子泵c)叶片泵1－腔室2－外部元件3－内部元件89-172.主油路系统(1)主油路调压阀主油路调压阀的主要作用是根据车速和发动机负荷率的变化，将液压泵的压力精确调节至规定值，形成稳定的工作油压再输入主油路。89-18不同油压的功能要求1）当发动机节气门开度较小时，主油路压力可以适当降低；而当发动机节气门开度较大时，主油路压力要升高才能满足要求。2）汽车以中、低速行驶时，所传递的转矩较大，主油路需有较高的压力（1.05MPa）；而在高速挡行驶时，主油路油压可降低。3）倒挡时，需提高操纵油压（主油路油压升高到1.75MPa）来避免出现打滑。89-19主油路压力调节方式1）由选挡手柄的位置调节主油路的压力，在中低挡及倒挡时需增加主油路的压力，以满足汽车不同工况对油压的要求。2）由挡位及节气门开度调节主油路的压力。3）由挡位、节气门开度和车辆行驶速度调节主油路的压力。目前，这种方式的应用是最广泛的。89-20（2）主油路副调压阀（变矩器阀）主油路副调压阀的作用是根据汽车行驶速度和节气门开度的变化，自动调节液力变矩器的液压，并保证各摩擦副润滑的油压和流向液压油冷却装置的油压，实际上是一个限压滑阀。89-21（3）换挡阀组换挡阀组包括手动换挡阀和换挡阀。换挡阀组通过改变液压操纵油路的方向来控制执行机构的工作，使自动变速器完成换挡动作。89-22手动阀驾驶室内的变速器选挡操纵手柄通过一定的连杆机构与手动阀相连，手动阀是安装在控制系统阀板总成中的多路换向阀，其作用是根据不同的选挡杆位置依次将管路压力油接入相应各挡的油路。89-23换挡阀（变速阀）电液式控制系统换挡阀的工作完全由换挡电磁阀控制。a）电磁阀关闭b）电磁阀开启89-24电磁阀与换挡阀工作情况换挡阀挡位换挡情况原理图1～2换挡阀1ECU给出信号关闭电磁阀A，而让电磁阀B通电，1～2挡换挡阀阀心向左移动，关闭2挡油路；2～3挡换挡阀阀心右移，关闭3挡油路，同时主油路油压作用在3～4挡换挡阀阀心右端，让3～4挡换挡阀阀心停留在右位，即只有1挡油路连通，变速器挂入1挡2ECU给出信号让电磁阀A和电磁阀B同时通电，1～2换挡阀右端油压下降，阀心向右移动，打开2挡油路，变速器挂入2挡89-25换挡阀挡位换挡情况原理图2～3换挡阀32～3换挡阀由换挡电磁阀B控制，故此时不考虑换挡电磁阀A（换挡电磁阀A通电）。ECU给出信号让电磁阀B断电，2～3挡电磁阀右端油压上升，阀心向左移动，打开3挡油路，变速器挂入3挡。同时主油路油压作用在1～2挡换挡阀左端，而让3～4挡换挡阀阀心左端控制油压泄压2如要强制降入2挡，换挡电磁阀B通电（换挡电磁阀A通电）89-26换挡阀挡位换挡情况原理图3～4换挡阀4ECU给出信号使电磁阀A和电磁阀B均不通电，3～4挡换挡阀阀心右端控制压力升高，阀心向左移动，关闭直接挡离合器油路，接通超速制动器油路，由于1～2挡换挡阀阀心左端作用着主油路油压，虽然右端有压力油作用，但阀心仍然保持在右端不能左移3如要强制挂入3挡，换挡电磁阀A通电，换挡电磁阀B不通电89-27（4）锁止控制系统作用是控制液力变矩器的油压以及锁止离合器的工作，主要元件为锁止离合器控制阀。1－变矩器2－锁止离合器3－脉冲线性式锁止电磁阀4－锁止离合器控制阀89-28（5）缓冲安全系统提高自动变速器换挡品质和汽车的乘坐舒适性，取决于执行机构各元件的工作性能。为此，在液压系统中设置了缓冲安全系统，以保证换挡的可靠性和平顺性。为防止自动变速器在换挡时出现冲击，装有许多起缓冲和安全作用的缓冲阀、蓄压减振器。这类装置统称为缓冲安全系统。89-29缓冲阀缓冲阀的作用是改善换挡的平顺性。a)手控制阀在前进挡位置b)抬起加速踏板换直接挡1－滑阀2－弹簧3－阀座89-30蓄能器缓冲换挡冲击89-31第三节汽车防滑液压控制系统一、ABS液压系统的组成和工作原理二、ASR液压系统的组成和工作原理89-32（一）ABS的基本组成电控单元，传感器，执行机构。1－轮速传感器2－轮缸3－液压调节器4－制动主缸5－ABSECU6－报警灯89-331.ABSECUABSECU接收各传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并向ABS执行机构下达控制指令来调节各车轮制动器的制动油压，控制各种执行器工作。89-342.传感器ABS采用的传感器包括轮速传感器和汽车减速度传感器两种。一般轮速传感器都安装在车轮上，有些后轮驱动的车辆将检测后轮速度的传感器安装在差速器内，通过后轴转速来检测，故又称之为轴速传感器。目前，国内外ABS控制车速范围是15～160km/h，并将逐渐扩大到8～260km/h，甚至更大。霍尔效应式轮速传感器适应面更广，现已得到广泛的应用。89-35⒊执行机构ABS执行机构主要由制动压力调节器和ABS报警灯组成。液压式制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和储液器等组成。制动压力调节器串接在制动主缸和轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。根据工作原理的不同，液压制动系统装用的制动压力调节器有循环式（压力调节器通过电磁阀直接控制制动压力）和可变容积式（压力调节器通过电磁阀间接控制制动压力）两种。89-361－轮缸2－电磁阀3－电动液压泵4－蓄能器（1）循环式制动压力调节器89-37电磁阀89-38回油泵与蓄能器1－偏心轮2－回油泵柱塞3－回油泵4－蓄能器B－通蓄能器A－通轮缸89-39常规制动过程1－电磁阀2－ECU3－传感器4－车轮5－轮缸6－液压部件7－主缸8－线圈9－阀心10－储液器11－回油泵12－踏板89-40保压过程1－电磁阀2－ECU3－传感器4－车轮5－轮缸6－主缸7－线圈8－回油泵9－储液器10－踏板89-41减压过程1－电磁阀2－ECU3－传感器4－车轮5－轮缸6－液压部件7－主缸8－线圈9－储液器10－电动机11－回油泵12－踏板89-42⑵可变容积式压力调节器常规制动过程1－ECU2－传感器3－车轮4－轮缸5－储液器6－线圈7－液压泵8－电磁阀9－柱塞10－单向阀11－液压部件12－主缸13－踏板89-43减压过程1－ECU2－轮缸3－传感器4－车轮5－储液器6－线圈7－柱塞8－电磁阀9－液压泵10－蓄能器11－单向阀12－液压部件13－主缸14－踏板89-44保压过程1－ECU2－轮缸3－传感器4－车轮5－储液器6－线圈7－液压泵8－电磁阀9－柱塞10－单向阀11－液压部件12－主缸13－踏板89-45增压过程1－ECU2－传感器3－车轮4－轮缸5－储液器6－线圈7－柱塞8－电磁阀9－液压泵10－蓄能器11－单向阀12－液压部件13－主缸14－踏板89-464.ABS的分类序号控制方式应用情况图例1四传感器四通道／四轮独立控制通过各车轮车速传感器的信号分别对各车轮制动压力单独进行控制。适用于双制动管路为前、后轮独立布置型式的汽车。日本本田车系采用该控制方式。该系统在左右侧车轮附着系数相近的路面