《汽车机械基础》课件-《汽车机械基础》课件-项目8-任务二

任务二认识汽车液压制动系统液压制动系统是汽车中典型的液压传动系统，它利用液压传动的原理驱动制动器工作，使汽车强制减速或停车，如图所示。显然，制动系统的可靠性直接影响汽车的行车安全，那你知道汽车液压制动系统是如何工作的吗？汽车制动器的种类有哪些？让我们一起来认识汽车液压制动系统吧！

汽车制动系统任务二认识汽车液压制动系统液压制动系统是汽车中1任务描述任务目标观察汽车液压制动系统的组成，认识制动器的结构组成，进一步熟悉液压系统组成元件的结构及作用，并学习液压基本回路及汽车制动器等相关知识。熟悉液压传动系统各组成元件的结构及作用。了解液压基本回路的特点及应用。熟悉汽车液压制动系统的组成及工作原理。掌握汽车制动器的类型、结构及工作原理。任务描述任务目标观察汽车液压制动系统的组成，认识制动器的结构2一、液压泵液压泵是液压系统的动力元件，主要功能是将原动机输入的机械能转换为液压系统中工作液体的压力能。1．液压泵的工作原理液压泵是依靠泵内部的密封容积发生周期性变化来工作的，故液压泵又称为容积式液压泵。如图所示为单柱塞式液压泵，它能够代表所有容积式液压泵的工作原理。

1—偏心轮；2—柱塞；3—缸体；4—弹簧；5—排油单向阀；6—吸油单向阀单柱塞式液压泵一、液压泵液压泵是液压系统的动力元件，主要功能是将原动机输入3单柱塞式液压泵中，柱塞安装在缸体内，组成一个密封容积，柱塞在弹簧的作用下始终与偏心轮接触，偏心轮在原动机的带动下推动柱塞在缸体内左、右往复运动。当柱塞往右运动时，密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压的作用下，经油管顶开吸油单向阀进入缸体，液压泵完成吸油过程。当柱塞往左运动时，密封容积逐渐减小，缸体内的油液受压顶开排油单向阀，并经油管进入液压系统工作油路，液压泵完成排油过程。若偏心轮不断推动柱塞往复运动，则液压泵不断交替进行吸油过程和排油过程，从而将油箱内的油液以一定压力送入液压系统。容积式液压泵正常工作应具备以下条件。①有密闭且可以周期性变化的空间，即存在可变的密封容积。②油箱必须和大气相通或采用密封的冲压油箱。③吸油腔和排油腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地进行吸油、排油过程。单柱塞式液压泵中，柱塞安装在缸体内，组成一个密封容积，柱塞在42．液压泵的类型液压泵的类型很多，根据排量能否改变，液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵；根据泵的输油方向能否改变，液压泵可分为单向液压泵和双向液压泵；根据内部结构的不同，液压泵可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。齿轮泵齿轮泵按啮合形式的不同可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵最为常用。如图所示，外啮合齿轮泵泵体内有一对外啮合齿轮，泵体及两端的端盖在齿轮各个齿间形成若干个密封容积。齿轮的啮合接触线将内腔分为吸油腔和排油腔。

（a）实物图（b）工作原理示意图外啮合齿轮泵2．液压泵的类型液压泵的类型很多，根据排量能否改变，液压泵可5当主动齿轮按图示方向转动时，右侧吸油腔内的齿轮脱离啮合，齿间的密封容积逐渐增大而形成一定真空，油液在大气压的作用下从油箱进入吸油腔内；左侧压油腔内的齿轮不断进入啮合，齿间的密封容积逐渐减小，将油液压出。当主动齿轮持续转动时，齿轮泵不断重复吸油和压油过程。齿轮泵具有结构简单、体积小、重量轻、加工制造方便、成本较低等优点，但齿轮泵流量和压力的脉动大，工作时有较大的噪声，并且排油量不可调节。齿轮泵广泛地应用于汽车维修机械和液压制动系统中。当主动齿轮按图示方向转动时，右侧吸油腔内的齿轮脱离啮合，齿间6叶片泵叶片泵分为单作用式叶片泵和双作用式叶片泵两类。如图（a）所示，单作用叶片泵中，转子和定子之间存在偏心距，叶片安装在转子槽中并能在槽内滑动。转子旋转时，叶片在离心力的作用下紧贴定子内壁，于是相邻两叶片、定子、转子之间形成若干个密封容积。原动机带动转子每转一圈，每个密封容积先逐渐增大后逐渐减小，完成一次吸油和压油过程。如图（b）所示，双作用式叶片泵中转子每转动一圈，每个密封容积发生两次改变，泵完成两次吸油和排油的过程。叶片泵具有工作油压高、流量脉动小、噪声小、使用寿命长等优点，但结构比较复杂，定子和转子等零部件加工难度大、成本高，同时对油液污染比较敏感。

（a）单作用式叶片泵（b）双作用式叶片泵叶片泵叶片泵（a）单作用式叶片泵（b）双作用式叶片泵7柱塞泵柱塞泵按柱塞的结构形式不同可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两种，如图所示。前面已经介绍了单柱塞式液压泵的工作原理，实际应用中的柱塞泵往往采用多个柱塞。如图（a）所示的径向柱塞泵中，由于定子和转子中心不重合，在转子转动时柱塞形成的密封容积发生周期性地改变；如图（b）所示的轴向柱塞泵中，斜盘作为转子不断转动，使柱塞与缸体的距离不断变化，从而使密封容积发生周期性地改变。

（a）径向柱塞泵1—柱塞；2—定子；3—转子；4—衬套；5—配油轴；6—柱塞孔 （b）轴向柱塞泵1—斜盘；2—柱塞；3—缸体；4—配油盘；5—传动轴柱塞泵（a）径向柱塞泵8同齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵具有以下特点。①柱塞和缸体等部件制造方便，加工精度高，密封性好。②只需改变柱塞工作行程即可调节排油量。③获得的油压高，泵体结构紧凑，工作效率高。柱塞泵广泛应用于要求高油压、大流量、大功率以及变流量的液压系统中。3．液压泵的图形符号

表8-2-1液压泵的图形符号同齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵具有以下特点。3．液压泵的图形符9二、液压执行元件1．液压缸液压缸是一种实现直线往复运动或摆动的液压执行元件。液压缸的种类很多，根据结构特点不同，液压缸可分为活塞式、柱塞式、伸缩式和摆动式液压缸；根据油压作用形式不同，液压缸可分为单作用式和双作用式液压缸。常见液压缸的图形符号及应用如表8-2-2所示。

表8-2-2常见液压缸的图形符号、特点及应用二、液压执行元件1．液压缸液压缸是一种实现直线往复运动或摆动10如图所示，单活塞杆式液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、端盖板和密封圈等组成。两端的进出油口均可通油或回油，从而实现双向运动。图示的单活塞杆液压缸中，当液压油从油口10进入缸体时，推动活塞杆向右移动；反之，当液压油从油口9进入缸体时，推动活塞杆向左移动。

1—端盖板；2—缸体；3—活塞；4—密封环；5—活塞杆；6—导向套；7—密封圈；8—压盖；9，10—进、出油口单活塞杆式液压缸如图所示，单活塞杆式液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、端盖板和112．液压马达液压马达是一种实现旋转运动的执行元件。液压马达的结构与液压泵十分相似，也可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三类。下面以叶片式液压马达为例，介绍液压马达的工作原理。如图所示为叶片式液压马达的工作原理示意图。当压力油通入压油腔后，叶片1，3（或叶片5，7）一面受压力油的作用，另一面受低压油的作用。由于叶片1，5的受力面积小于叶片3，7，压力油对叶片1，5的压力要小于叶片3，7，故转子沿顺时针方向转动。

1～8—叶片叶片式液压马达由于液压马达和液压泵的工作条件和性能要求不一样，二者在结构上存在许多差别，使用时不能互用。2．液压马达液压马达是一种实现旋转运动的执行元件。液压马达的12三、液压控制阀液压控制阀简称液压阀，是液压系统中的控制元件，主要用来控制油液的流动方向、压力和流量。据此，可将液压控制阀分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三类。1．方向控制阀方向控制阀的作用是控制液压系统中管路的通断或油液的流向。根据用途的不同，方向控制阀可分为单向阀和换向阀两大类。单向阀单向阀又称止回阀，其作用是控制油液只按一个方向流动，不能反向流动。常见的单向阀分为普通单向阀和液控单向阀两种。三、液压控制阀液压控制阀简称液压阀，是液压系统中的控制元件，13由阀体、阀芯和弹簧等部件组成，如图所示。工作时，油液由P口流入，克服弹簧弹力顶开阀芯，从A口流出。若油液从A口流入，油液压力和弹簧弹力方向相同，将阀芯压紧在阀口上，从而使油液无法流动。单向阀中的弹簧一般较软，以避免工作时产生过大的压力损失。普通单向阀

（a）结构示意图（b）图形符号普通单向阀由阀体、阀芯和弹簧等部件组成，如图所示。工作时，油液由P口流14液控单向阀是在普通单向阀结构的基础上增加一个控制油口K，如图所示。当控制油口K无压力油通入时，液控单向阀相当于普通单向阀，压力油可经A口流入，B口流出，反向则不能流动。当控制油口K通入压力油后，控制活塞通过顶杆推动阀芯往右移动，使油口A和B处于连通状态，此时，压力油可双向流动，从而失去单向阀的作用。液控单向阀

（a）结构图 （b）图形符号液控单向阀液控单向阀是在普通单向阀结构的基础上增加一个控制油口K，如图15换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动，来改变油液的流动方向或使通路接通或断开，以实现对执行元件运动方向或起动、停止的控制。根据操纵方式的不同，换向阀有手动、机动、液动等类型；按阀芯在阀体内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数划分，换向阀有二位二通、二位三通、三位三通等类型。常见换向阀的基本图形符号如表8-2-3所示。

表8-2-3常见换向阀的图形符号换向阀表8-2-3常见换向阀的图形符号16

（a）手动控制 （b）机械控制 （c）电动控制各种操纵方式的符号（a）手动控制 （b）机械控制 （c）电动控制17如图所示为二位四通电磁换向阀的工作原理示意图。阀芯为具有3段环形槽的圆柱体，可在阀体内移动，实现不同油口的连通与关闭。阀体上有4个油口，其中P为进油口，T为出油口，A，B油口分别接执行元件的两腔。当电磁铁处于断电状态时，阀芯处于图（a）所示的位置，油口P与B，T与A分别处于连通状态，压力油经油口B进入液压缸推动活塞向右运动；当电磁铁处于通电状态时，阀芯在电磁力作用下往右移动，处于图（b）所示的位置，油口P与A，T与B处于连通状态，压力油经油口A进入液压缸推动活塞向左移动。因此，通过改变电磁阀的通电状态，即可实现活塞运动方向的切换。

（a）断电 （b）通电1—阀体；2—复位弹簧；3—阀芯；4—电磁铁；5—衔铁二位四通电磁换向阀的工作原理示意图如图所示为二位四通电磁换向阀的工作原理示意图。阀芯为具有3段182．压力控制阀压力控制阀的作用是控制系统中油液的压力或利用压力作为信号来控制其他液压元件的动作。常见的压力控制阀包括溢流阀、减压阀和顺序阀等，它们都是利用阀芯上的液压力与弹簧力相互平衡的原理进行工作的。溢流阀溢流阀又称安全阀，是液压系统中必不可少的控制元件，其主要作用是保持系统中油液压力的稳定，并限制系统的最大压力，实现过载保护。溢流阀按结构不同可分为直动式和先导式两种。如图所示为直动式溢流阀，压力油从油口P进入，当油压不高时，阀芯在弹簧作用下顶住阀座孔，阀口关闭；当油液对阀芯的作用力大于弹簧阻力时，阀口打开，多余的油液从油口T流回油箱，使得油口P的油压保持恒定，该过程称为溢流。通过旋转调压螺杆，改变弹簧阻力的大小，即可调整溢流阀的溢流油压，从而控制系统中的最大压力。如图所示为先导式溢流阀，它主要由先导阀和主阀两部分组成。其中，先导阀用于调节压力，主阀用于控制溢流阀的开启和关闭，从而稳定系统压力。由于调压轻便，先导式溢流阀适用于高压大流量的液压系统。2．压力控制阀压力控制阀的作用是控制系统中油液的压力或利用压19减压阀减压阀的作用是降低液压系统中某一支路的油压，使其获得比系统压力低的稳定压力。减压阀按结构不同可分为直动式和先导式两种。其中，先导式减压阀在液压系统中较为常见。如图所示为先导式减压阀，它主要由主减压阀（含主阀芯）和先导阀组成。其中，先导阀相当于一个溢流阀。油液从油口P1进入，经过主阀芯与阀体的间隙（长度为x）减压后，从油口P2流出。出口油液流入主阀芯的上、下腔，并有一部分流入先导阀。当出口油液压力未达到先导阀的溢流压力时，先导阀阀口关闭，主阀芯上、下腔油压相等，主阀芯在弹簧作用下处于最下端，阀口全开，入口油压和出口的油压相等；当出口油液压力超过先导阀的溢流压力时，主阀芯上腔的液压油经先导阀的泄油口L流回油箱。油液在主阀芯的轴向阻尼孔内流动，导致主阀芯两端产生压力差，并使主阀芯向上移动，主阀口减小，出口油压降低。当出口油压与先导阀的溢流压力相等时，出口油压保持恒定。

（a）结构图

（b）图形符号减压阀（a）结构图（b）图形符号20顺序阀顺序阀的作用是利用液压系统中油液压力的变化来控制管路的通断，从而控制某些执行元件动作的顺序。根据结构不同，顺序阀可分为先导式和直动式两种。如图所示为直动式顺序阀，压力油从油口P1进入，阀芯在弹簧的作用下处于最下端的位置。当入口油压较小，压力油对阀芯下端的作用力不足以克服弹簧阻力时，阀口关闭，油路不通；当入口油压增大，对阀芯下端的作用力足以克服弹簧阻力时，阀口打开，压力油从口P2流出，使后续油路工作。泄油口L通过油管接油箱，使多余的液压油流回油箱，以保证油口P2油压的稳定。

（a）结构图

（b）图形符号顺序阀（a）结构图（b）图形符号213．流量控制阀流量控制阀简称流量阀，其作用是通过改变阀口通流横截面积来调节液压系统中油液的流量，从而控制执行元件的运动速度。常用的流量控制阀包括节流阀和调速阀。节流阀图所示为节流阀的结构组成示意图，压力油从油口A流入，经过阀芯下部的轴向三角形节流槽，从油口B流出。通过旋转调整螺杆，改变节流口的通流横截面积，即可调节油口B的油液流量。

（a）结构图

（b）图形符号节流阀3．流量控制阀流量控制阀简称流量阀，其作用是通过改变阀口通流22节流口是节流阀的重要部位，常见的形式有三角槽式、偏心式、针阀式和周向缝隙式等，如图所示。

节流口的形式节流口是节流阀的重要部位，常见的形式有三角槽式、偏心式、针阀23调速阀调速阀是由减压阀和节流阀串联而成的组合阀，它主要是利用减压阀的自动调节作用，控制节流阀前后压差保持恒定，从而在节流口通流横截面积一定的条件下，使阀口的流量不因外部负载变化而变化。因此，调速阀具有调速和稳速的功能，常用于负载变化较大且要求速度稳定性较高的场合，如汽车零部件加工所用的车床、铣床等设备的液压系统。调速阀24四、液压辅助元件除了动力元件、执行元件及控制元件外，液压系统还需用到许多辅助元件。这些元件直接影响着液压系统的稳定性、工作性能以及使用寿命。液压系统中的主要辅助元件包括油管、管接头、油箱、滤油器、蓄能器等。1．油管油管是液压系统中用来传输压力油的元件。油管种类很多，常见的有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，如图所示。在实际使用中，应根据液压系统的工作压力、使用环境和安装位置进行选择。四、液压辅助元件除了动力元件、执行元件及控制元件外，液压系统252．管接头管接头用于连接油管与油管、油管与液压元件，要求装拆方便、连接紧固、密封可靠，如图（b）所示。在实际液压系统中，油液的泄漏容易发生在管接头处，因此需要根据系统工作条件和性能要求选择合适形状和材质的管接头。2．管接头管接头用于连接油管与油管、油管与液压元件，要求装拆263．油箱油箱在液压系统中主要用于储存油液、散发热量和沉淀杂质，同时还可以释放油液中混入的空气。4．滤油器滤油器的作用是过滤油液中的灰尘、磨屑等杂质，为液压系统提供清洁的压力油，防止杂质堵塞油路、磨损液压元件，从而保证液压系统的正常工作。5．蓄能器蓄能器是液压系统中存储压力油的容器，其主要作用是在短时间内提供大量压力油，补偿油液的泄漏，消除系统内油压的波动，缓和液压冲击，以保持系统油压的稳定。油箱、滤油器和蓄能器的一般图形符号如图所示。

（a）开放式油箱（b）滤油器（c）蓄能器3．油箱油箱在液压系统中主要用于储存油液、散发热量和沉淀杂质276．密封元件密封元件对液压元件及液压系统的正常工作至关重要，密封不良将会引起压力油的泄漏，使设备无法正常工作，甚至造成环境污染。液压系统中常用的密封元件为橡胶密封圈，其截面形状有O形、Y形和V形等。6．密封元件密封元件对液压元件及液压系统的正常工作至关重要，28五、液压基本回路的特点及应用液压基本回路是由有关元件组成的具有某些特定功能的典型回路。任何液压系统都可看作由若干个基本回路组成。液压基本回路按功能不同可分为方向控制回路、压力控制回路和速度控制回路三大类。1．方向控制回路

表8-2-4常见的方向控制回路五、液压基本回路的特点及应用液压基本回路是由有关元件组成的具292．压力控制回路压力控制回路的作用是利用压力控制阀控制整个系统或某一支路工作压力的回路。常见的压力控制回路有减压回路、调压回路等，如表8-2-5所示。

表8-2-5压力控制回路2．压力控制回路压力控制回路的作用是利用压力控制阀控制整个系303．速度控制回路速度控制回路是通过改变系统中油液的流量来控制和调节执行元件运动速度的回路。常见速度控制回路表8-2-6所示。

表8-2-6常见速度控制回路3．速度控制回路速度控制回路是通过改变系统中油液的流量来控制31六、汽车液压制动系统1．汽车液压制动系统的组成液压制动系统是液压传动在汽车中的典型应用。目前大部分乘用车上都采用的是液压制动方式。汽车液压制动系统按功能不同可分为行车制动系统、驻车制动系统和辅助制动系统等，主要部件包括制动踏板机构、助力器、制动总泵、组合阀等，如图所示。1—前轮盘式制动器；2—制动总泵；3—真空助力器；4—制动踏板机构；5—后轮鼓式制动器；6—制动组合阀；7—报警警示灯；8—制动油管六、汽车液压制动系统1．汽车液压制动系统的组成液压制动系统是322．汽车液压制动系统的工作原理汽车制动系统通常是利用装在车体上的固定摩擦元件与装在车轮（或传动轴）上的旋转摩擦元件之间的相互摩擦来工作的。汽车液压制动系统中，驾驶员加在制动踏板上的力通过液体传递到车轮上的制动器。下面以鼓式制动器为例介绍汽车液压制动系统的基本工作原理。如图所示为采用鼓式制动器的液压制动系统示意图。在制动系统不工作时，蹄鼓间有一定的间隙，车轮和制动鼓可以自由旋转。当要减速或停车时，驾驶员踩下制动踏板，通过传动杆和主缸活塞，使主缸油液以一定压力流入轮缸，两轮缸活塞推动制动蹄绕支承销转动，使摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上，从而产生制动力。当需要解除制动时，松开制动踏板，回位弹簧将制动蹄拉回原位，制动力即消失。1—制动踏板；2—传动杆；3—制动主缸；4—储液罐；5—制动管路；6—制动轮缸；7—活塞；8—制动鼓；9—摩擦片；10—制动蹄；11—制动器底板；12—制动蹄固定支点；13—回位弹簧2．汽车液压制动系统的工作原理汽车制动系统通常是利用装在车体333．汽车制动器的类型及组成汽车常用制动器有鼓式和盘式两大类，它们都属于摩擦制动器，主要利用固定元件与旋转元件工作表面间的摩擦而产生制动力。其中，鼓式制动器中固定元件为装有摩擦片的制动蹄，旋转元件为装在车轮轴上的制动鼓；盘式制动器中固定元件为装有摩擦片的制动钳，旋转元件为装在车轮轴上的制动盘。鼓式制动器鼓式制动器分为内涨型和外束型两种，其中，内涨型应用最广。如图所示为内涨双蹄式制动器。

（a）实物图（b）结构图内涨双蹄式制动器3．汽车制动器的类型及组成汽车常用制动器有鼓式和盘式两大类，34盘式制动器盘式制动器按油缸的分布可分为定钳式和浮钳式两种。其中，浮钳式由于只需在制动盘一侧布置油缸，占用空间小，从而在小型汽车中得到广泛应用，其主要由卡钳、制动盘、摩擦片、油泵等零部件组成，如图所示。制动时，液压油进入油泵中，活塞推动卡钳，使摩擦片紧压在制动盘上，产生摩擦力矩实现抱闸制动；油路泄压后，活塞复位，摩擦片与制动盘分离，制动解除。

（a）实物图（b）结构图浮钳盘式制动器盘式制动器（a）实物图（b）35一、汽车转向液压助力系统简介液压传动在汽车转向系统中作为加力器，以减轻转向操纵时的力度，如图所示。其中，液压助力系统包含转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等零部件。汽车在正常转向时，驾驶员转动方向盘，通过机械转向系统仅提供一部分能量，同时带动液压助力系统工作，由液压助力系统提供转向所需的大部分能量。知识拓展1—转向盘；2—转向柱；3—转向控制阀；4—转向油罐；5—转向油泵；6—转向节；7—转向节臂；8—齿轮齿条式转向器；9—转向液散热器一、汽车转向液压助力系统简介液压传动在汽车转向系统中作为加力36二、液力变矩器利用液体的动能进行能量传递的方式称为液力传动。液力传动在汽车中的典型应用是自动变速器中的液力变矩器。如图所示，液力变矩器是一种输出力矩与输入力矩之比可变的液力元件，位于发动机与自动变速器中的机械变速器之间，安装在发动机的飞轮上。液力变矩器工作时，泵轮是主动轮，蜗轮是从动件，导轮改变工作油液流动的方向。传动过程中，工作油液经过导轮后流动方向发生改变，同时使输出轴的转矩和转速发生变化，起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。1—泵轮；2—导轮及单向离合器；3—涡轮；4—锁止离合器；5—前壳体；6—轴承；7—焊接的毂；8—驱动毂二、液力变矩器利用液体的动能进行能量传递的方式称为液力传动。37谢谢观赏谢谢观赏38任务二认识汽车液压制动系统液压制动系统是汽车中典型的液压传动系统，它利用液压传动的原理驱动制动器工作，使汽车强制减速或停车，如图所示。显然，制动系统的可靠性直接影响汽车的行车安全，那你知道汽车液压制动系统是如何工作的吗？汽车制动器的种类有哪些？让我们一起来认识汽车液压制动系统吧！

汽车制动系统任务二认识汽车液压制动系统液压制动系统是汽车中39任务描述任务目标观察汽车液压制动系统的组成，认识制动器的结构组成，进一步熟悉液压系统组成元件的结构及作用，并学习液压基本回路及汽车制动器等相关知识。熟悉液压传动系统各组成元件的结构及作用。了解液压基本回路的特点及应用。熟悉汽车液压制动系统的组成及工作原理。掌握汽车制动器的类型、结构及工作原理。任务描述任务目标观察汽车液压制动系统的组成，认识制动器的结构40一、液压泵液压泵是液压系统的动力元件，主要功能是将原动机输入的机械能转换为液压系统中工作液体的压力能。1．液压泵的工作原理液压泵是依靠泵内部的密封容积发生周期性变化来工作的，故液压泵又称为容积式液压泵。如图所示为单柱塞式液压泵，它能够代表所有容积式液压泵的工作原理。

1—偏心轮；2—柱塞；3—缸体；4—弹簧；5—排油单向阀；6—吸油单向阀单柱塞式液压泵一、液压泵液压泵是液压系统的动力元件，主要功能是将原动机输入41单柱塞式液压泵中，柱塞安装在缸体内，组成一个密封容积，柱塞在弹簧的作用下始终与偏心轮接触，偏心轮在原动机的带动下推动柱塞在缸体内左、右往复运动。当柱塞往右运动时，密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压的作用下，经油管顶开吸油单向阀进入缸体，液压泵完成吸油过程。当柱塞往左运动时，密封容积逐渐减小，缸体内的油液受压顶开排油单向阀，并经油管进入液压系统工作油路，液压泵完成排油过程。若偏心轮不断推动柱塞往复运动，则液压泵不断交替进行吸油过程和排油过程，从而将油箱内的油液以一定压力送入液压系统。容积式液压泵正常工作应具备以下条件。①有密闭且可以周期性变化的空间，即存在可变的密封容积。②油箱必须和大气相通或采用密封的冲压油箱。③吸油腔和排油腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地进行吸油、排油过程。单柱塞式液压泵中，柱塞安装在缸体内，组成一个密封容积，柱塞在422．液压泵的类型液压泵的类型很多，根据排量能否改变，液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵；根据泵的输油方向能否改变，液压泵可分为单向液压泵和双向液压泵；根据内部结构的不同，液压泵可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。齿轮泵齿轮泵按啮合形式的不同可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵最为常用。如图所示，外啮合齿轮泵泵体内有一对外啮合齿轮，泵体及两端的端盖在齿轮各个齿间形成若干个密封容积。齿轮的啮合接触线将内腔分为吸油腔和排油腔。

（a）实物图（b）工作原理示意图外啮合齿轮泵2．液压泵的类型液压泵的类型很多，根据排量能否改变，液压泵可43当主动齿轮按图示方向转动时，右侧吸油腔内的齿轮脱离啮合，齿间的密封容积逐渐增大而形成一定真空，油液在大气压的作用下从油箱进入吸油腔内；左侧压油腔内的齿轮不断进入啮合，齿间的密封容积逐渐减小，将油液压出。当主动齿轮持续转动时，齿轮泵不断重复吸油和压油过程。齿轮泵具有结构简单、体积小、重量轻、加工制造方便、成本较低等优点，但齿轮泵流量和压力的脉动大，工作时有较大的噪声，并且排油量不可调节。齿轮泵广泛地应用于汽车维修机械和液压制动系统中。当主动齿轮按图示方向转动时，右侧吸油腔内的齿轮脱离啮合，齿间44叶片泵叶片泵分为单作用式叶片泵和双作用式叶片泵两类。如图（a）所示，单作用叶片泵中，转子和定子之间存在偏心距，叶片安装在转子槽中并能在槽内滑动。转子旋转时，叶片在离心力的作用下紧贴定子内壁，于是相邻两叶片、定子、转子之间形成若干个密封容积。原动机带动转子每转一圈，每个密封容积先逐渐增大后逐渐减小，完成一次吸油和压油过程。如图（b）所示，双作用式叶片泵中转子每转动一圈，每个密封容积发生两次改变，泵完成两次吸油和排油的过程。叶片泵具有工作油压高、流量脉动小、噪声小、使用寿命长等优点，但结构比较复杂，定子和转子等零部件加工难度大、成本高，同时对油液污染比较敏感。

（a）单作用式叶片泵（b）双作用式叶片泵叶片泵叶片泵（a）单作用式叶片泵（b）双作用式叶片泵45柱塞泵柱塞泵按柱塞的结构形式不同可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两种，如图所示。前面已经介绍了单柱塞式液压泵的工作原理，实际应用中的柱塞泵往往采用多个柱塞。如图（a）所示的径向柱塞泵中，由于定子和转子中心不重合，在转子转动时柱塞形成的密封容积发生周期性地改变；如图（b）所示的轴向柱塞泵中，斜盘作为转子不断转动，使柱塞与缸体的距离不断变化，从而使密封容积发生周期性地改变。

（a）径向柱塞泵1—柱塞；2—定子；3—转子；4—衬套；5—配油轴；6—柱塞孔 （b）轴向柱塞泵1—斜盘；2—柱塞；3—缸体；4—配油盘；5—传动轴柱塞泵（a）径向柱塞泵46同齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵具有以下特点。①柱塞和缸体等部件制造方便，加工精度高，密封性好。②只需改变柱塞工作行程即可调节排油量。③获得的油压高，泵体结构紧凑，工作效率高。柱塞泵广泛应用于要求高油压、大流量、大功率以及变流量的液压系统中。3．液压泵的图形符号

表8-2-1液压泵的图形符号同齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵具有以下特点。3．液压泵的图形符47二、液压执行元件1．液压缸液压缸是一种实现直线往复运动或摆动的液压执行元件。液压缸的种类很多，根据结构特点不同，液压缸可分为活塞式、柱塞式、伸缩式和摆动式液压缸；根据油压作用形式不同，液压缸可分为单作用式和双作用式液压缸。常见液压缸的图形符号及应用如表8-2-2所示。

表8-2-2常见液压缸的图形符号、特点及应用二、液压执行元件1．液压缸液压缸是一种实现直线往复运动或摆动48如图所示，单活塞杆式液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、端盖板和密封圈等组成。两端的进出油口均可通油或回油，从而实现双向运动。图示的单活塞杆液压缸中，当液压油从油口10进入缸体时，推动活塞杆向右移动；反之，当液压油从油口9进入缸体时，推动活塞杆向左移动。

1—端盖板；2—缸体；3—活塞；4—密封环；5—活塞杆；6—导向套；7—密封圈；8—压盖；9，10—进、出油口单活塞杆式液压缸如图所示，单活塞杆式液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、端盖板和492．液压马达液压马达是一种实现旋转运动的执行元件。液压马达的结构与液压泵十分相似，也可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三类。下面以叶片式液压马达为例，介绍液压马达的工作原理。如图所示为叶片式液压马达的工作原理示意图。当压力油通入压油腔后，叶片1，3（或叶片5，7）一面受压力油的作用，另一面受低压油的作用。由于叶片1，5的受力面积小于叶片3，7，压力油对叶片1，5的压力要小于叶片3，7，故转子沿顺时针方向转动。

1～8—叶片叶片式液压马达由于液压马达和液压泵的工作条件和性能要求不一样，二者在结构上存在许多差别，使用时不能互用。2．液压马达液压马达是一种实现旋转运动的执行元件。液压马达的50三、液压控制阀液压控制阀简称液压阀，是液压系统中的控制元件，主要用来控制油液的流动方向、压力和流量。据此，可将液压控制阀分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三类。1．方向控制阀方向控制阀的作用是控制液压系统中管路的通断或油液的流向。根据用途的不同，方向控制阀可分为单向阀和换向阀两大类。单向阀单向阀又称止回阀，其作用是控制油液只按一个方向流动，不能反向流动。常见的单向阀分为普通单向阀和液控单向阀两种。三、液压控制阀液压控制阀简称液压阀，是液压系统中的控制元件，51由阀体、阀芯和弹簧等部件组成，如图所示。工作时，油液由P口流入，克服弹簧弹力顶开阀芯，从A口流出。若油液从A口流入，油液压力和弹簧弹力方向相同，将阀芯压紧在阀口上，从而使油液无法流动。单向阀中的弹簧一般较软，以避免工作时产生过大的压力损失。普通单向阀

（a）结构示意图（b）图形符号普通单向阀由阀体、阀芯和弹簧等部件组成，如图所示。工作时，油液由P口流52液控单向阀是在普通单向阀结构的基础上增加一个控制油口K，如图所示。当控制油口K无压力油通入时，液控单向阀相当于普通单向阀，压力油可经A口流入，B口流出，反向则不能流动。当控制油口K通入压力油后，控制活塞通过顶杆推动阀芯往右移动，使油口A和B处于连通状态，此时，压力油可双向流动，从而失去单向阀的作用。液控单向阀

（a）结构图 （b）图形符号液控单向阀液控单向阀是在普通单向阀结构的基础上增加一个控制油口K，如图53换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动，来改变油液的流动方向或使通路接通或断开，以实现对执行元件运动方向或起动、停止的控制。根据操纵方式的不同，换向阀有手动、机动、液动等类型；按阀芯在阀体内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数划分，换向阀有二位二通、二位三通、三位三通等类型。常见换向阀的基本图形符号如表8-2-3所示。

表8-2-3常见换向阀的图形符号换向阀表8-2-3常见换向阀的图形符号54

（a）手动控制 （b）机械控制 （c）电动控制各种操纵方式的符号（a）手动控制 （b）机械控制 （c）电动控制55如图所示为二位四通电磁换向阀的工作原理示意图。阀芯为具有3段环形槽的圆柱体，可在阀体内移动，实现不同油口的连通与关闭。阀体上有4个油口，其中P为进油口，T为出油口，A，B油口分别接执行元件的两腔。当电磁铁处于断电状态时，阀芯处于图（a）所示的位置，油口P与B，T与A分别处于连通状态，压力油经油口B进入液压缸推动活塞向右运动；当电磁铁处于通电状态时，阀芯在电磁力作用下往右移动，处于图（b）所示的位置，油口P与A，T与B处于连通状态，压力油经油口A进入液压缸推动活塞向左移动。因此，通过改变电磁阀的通电状态，即可实现活塞运动方向的切换。

（a）断电 （b）通电1—阀体；2—复位弹簧；3—阀芯；4—电磁铁；5—衔铁二位四通电磁换向阀的工作原理示意图如图所示为二位四通电磁换向阀的工作原理示意图。阀芯为具有3段562．压力控制阀压力控制阀的作用是控制系统中油液的压力或利用压力作为信号来控制其他液压元件的动作。常见的压力控制阀包括溢流阀、减压阀和顺序阀等，它们都是利用阀芯上的液压力与弹簧力相互平衡的原理进行工作的。溢流阀溢流阀又称安全阀，是液压系统中必不可少的控制元件，其主要作用是保持系统中油液压力的稳定，并限制系统的最大压力，实现过载保护。溢流阀按结构不同可分为直动式和先导式两种。如图所示为直动式溢流阀，压力油从油口P进入，当油压不高时，阀芯在弹簧作用下顶住阀座孔，阀口关闭；当油液对阀芯的作用力大于弹簧阻力时，阀口打开，多余的油液从油口T流回油箱，使得油口P的油压保持恒定，该过程称为溢流。通过旋转调压螺杆，改变弹簧阻力的大小，即可调整溢流阀的溢流油压，从而控制系统中的最大压力。如图所示为先导式溢流阀，它主要由先导阀和主阀两部分组成。其中，先导阀用于调节压力，主阀用于控制溢流阀的开启和关闭，从而稳定系统压力。由于调压轻便，先导式溢流阀适用于高压大流量的液压系统。2．压力控制阀压力控制阀的作用是控制系统中油液的压力或利用压57减压阀减压阀的作用是降低液压系统中某一支路的油压，使其获得比系统压力低的稳定压力。减压阀按结构不同可分为直动式和先导式两种。其中，先导式减压阀在液压系统中较为常见。如图所示为先导式减压阀，它主要由主减压阀（含主阀芯）和先导阀组成。其中，先导阀相当于一个溢流阀。油液从油口P1进入，经过主阀芯与阀体的间隙（长度为x）减压后，从油口P2流出。出口油液流入主阀芯的上、下腔，并有一部分流入先导阀。当出口油液压力未达到先导阀的溢流压力时，先导阀阀口关闭，主阀芯上、下腔油压相等，主阀芯在弹簧作用下处于最下端，阀口全开，入口油压和出口的油压相等；当出口油液压力超过先导阀的溢流压力时，主阀芯上腔的液压油经先导阀的泄油口L流回油箱。油液在主阀芯的轴向阻尼孔内流动，导致主阀芯两端产生压力差，并使主阀芯向上移动，主阀口减小，出口油压降低。当出口油压与先导阀的溢流压力相等时，出口油压保持恒定。

（a）结构图

（b）图形符号减压阀（a）结构图（b）图形符号58顺序阀顺序阀的作用是利用液压系统中油液压力的变化来控制管路的通断，从而控制某些执行元件动作的顺序。根据结构不同，顺序阀可分为先导式和直动式两种。如图所示为直动式顺序阀，压力油从油口P1进入，阀芯在弹簧的作用下处于最下端的位置。当入口油压较小，压力油对阀芯下端的作用力不足以克服弹簧阻力时，阀口关闭，油路不通；当入口油压增大，对阀芯下端的作用力足以克服弹簧阻力时，阀口打开，压力油从口P2流出，使后续油路工作。泄油口L通过油管接油箱，使多余的液压油流回油箱，以保证油口P2油压的稳定。

（a）结构图

（b）图形符号顺序阀（a）结构图（b）图形符号593．流量控制阀流量控制阀简称流量阀，其作用是通过改变阀口通流横截面积来调节液压系统中油液的流量，从而控制执行元件的运动速度。常用的流量控制阀包括节流阀和调速阀。节流阀图所示为节流阀的结构组成示意图，压力油从油口A流入，经过阀芯下部的轴向三角形节流槽，从油口B流出。通过旋转调整螺杆，改变节流口的通流横截面积，即可调节油口B的油液流量。

（a）结构图

（b）图形符号节流阀3．流量控制阀流量控制阀简称流量阀，其作用是通过改变阀口通流60节流口是节流阀的重要部位，常见的形式有三角槽式、偏心式、针阀式和周向缝隙式等，如图所示。

节流口的形式节流口是节流阀的重要部位，常见的形式有三角槽式、偏心式、针阀61调速阀调速阀是由减压阀和节流阀串联而成的组合阀，它主要是利用减压阀的自动调节作用，控制节流阀前后压差保持恒定，从而在节流口通流横截面积一定的条件下，使阀口的流量不因外部负载变化而变化。因此，调速阀具有调速和稳速的功能，常用于负载变化较大且要求速度稳定性较高的场合，如汽车零部件加工所用的车床、铣床等设备的液压系统。调速阀62四、液压辅助元件除了动力元件、执行元件及控制元件外，液压系统还需用到许多辅助元件。这些元件直接影响着液压系统的稳定性、工作性能以及使用寿命。液压系统中的主要辅助元件包括油管、管接头、油箱、滤油器、蓄能器等。1．油管油管是液压系统中用来传输压力油的元件。油管种类很多，常见的有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，如图所示。在实际使用中，应根据液压系统的工作压力、使用环境和安装位置进行选择。四、液压辅助元件除了动力元件、执行元件及控制元件外，液压系统632．管接头管接头用于连接油管与油管、油管与液压元件，要求装拆方便、连接紧固、密封可靠，如图（b）所示。在实际液压系统中，油液的泄漏容易发生在管接头处，因此需要根据系统工作条件和性能要求选择合适形状和材质的管接头。2．管接头管接头用于连接油管与油管、油管与液压元件，要求装拆643．油箱油箱在液压系统中主要用于储存油液、散发热量和沉淀杂质，同时还可以释放油液中混入的空气。4．滤油器滤油器的作用是过滤油液中的灰尘、磨屑等杂质，为液压系统提供清洁的压力油，防止杂质堵塞油路、磨损液压元件，从而保证液压系统的正常工作。5．蓄能器蓄能器是液压系统中存储压力油的容器，其主要作用是在短时间内提供大量压力油，补偿油液的泄漏，消除系统内油压的波动，缓和液压冲击，以保持系统油压的稳定。油箱、滤油器和蓄能器的一般图形符号如图所示。

（a）开放式油箱（b）滤油器（c）蓄能器3．油箱油箱在液压系统中主要用于储存油液、散发热量和沉淀杂质656．密封元件密封元件对液压元件及液压系统的正常工作至关重要，密封不良将会引起压力油的泄漏，使设备无法正常工作，甚至造成环境污染。液压系统中常用的密封元件为橡胶密封圈，其截面形状有O形、Y形和V形等。6．密封元件密封元件对液压元件及液压系统的正常工作至关重要，66五、液压基本回路的特点及应用液压基本回路是由有关元件组成的具有某些特定功能的典型回路。任何液压系统都可看作由若干个基本回路组成。液压基本回路按功能不同可分为方向控制回路、压力控制回路和速度控制回路三大类。1．方向控制回路

表8-2-4常见的方向控制回路五、液压基本回路的特点及应用液压基本回路是由有关元件组成的具672．压力控制回路压力控制回路的作用是利用压力控制阀控制整个系统或某一支路工作压力的回路。常见的压力控制回路有减压回路、调压回路等，如表8-2-5所示。

表8-2-5压力控制回路2．压力控制回路压力控制回路的作用是利用压力控制阀控制整个系683．速度控制回路速度控制回路是通过改变系统中油液的流量来控制和调节执行元件