陕西理工学院 液压与气压传动8.0典型汽车液压系统

第8章典型汽车液压系统分析液压与气压传动1本章提要

本章以机床液压系统、锻压机械液压系统、冶金机械液压系统及起重运输机械液压系统为例，介绍实际的液压系统及其基本回路，分析它们的工作原理和特点。

28.1汽车起重机液压系统

汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起重运输设备。它主要由起升、回转、变幅、伸缩和支腿等工作机构组成，这些动作的完成由液压系统来实现。对于汽车起重机的液压系统，一般要求输出力大、动作要平稳、耐冲击、操作要灵活、方便、可靠、安全。

3右图Q2-8型汽车起重机外形图支腿液压缸大臂变幅大臂伸缩回转起升回路

4支腿液压缸(1)支腿回路

起吊时，须由支腿液压缸来承受负载作业结束后，先收前支腿，再收后支腿。缸9锁紧后桥板簧，同时缸8放下后支腿到所需位置，再由缸10放下前支腿。双向液压锁防止“软腿现象”5起升回路

(2)起升回路

采用柱塞马达带动重物升降，用液控单向顺序阀19来限制重物超速下降。缸20是制动缸，单向节流阀21是保证液压油先进入马达，使马达产生一定的转矩，再解除制动。

6起升回路

(2)起升回路

重物下降时，手动换向阀18切换至右位工作，液压马达反转，回油经阀19的液控顺序阀，阀18右位回油箱。

7起升回路

(2)起升回路

当停止作业时，阀18处于中位，泵卸荷。制动缸20上的制动瓦在弹簧作用下使液压马达制动。8大臂伸缩(3)大臂伸缩回路

大臂伸缩采用单级长液压缸驱动。大臂缩回时液压力与负载力方向一致，为防止吊臂在重力作用下自行收缩，在收缩缸的下腔回油腔安置了平衡阀14。

9大臂变幅(3)变幅回路

大臂变幅机构是用于改变作业高度。本机采用两个液压缸并联，提高了变幅机构承载能力。其要求以及油路与大臂伸缩油路相同。

10回转(4)回转油路

回转机构要求大臂能在任意方位起吊。本机采用ZMD40柱塞液压马达。11该液压系统的特点是：

①因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时，负载与液压力方向相同，执行元件会失控，为此，在其回油路上必须设置平衡阀。

②采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作。换向阀常用M型中位机能。当换向阀处于中位时，各执行元件的进油路均被切断，液压泵出口通油箱使泵卸荷，减少了功率损失。

12通常，ABS是在普通制动系统的基础上+车轮速度传感器+ABS电控单元+制动压力调节装置+制动控制电路等组成的，如下图电控单元警告灯8.2汽车防抱死液压系统13ABS制动过程中的减压状态ABS的工作原理制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从前轮速度传感器1和后轮速度传感器5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大ABS制动过程中的增压状态如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大ABS制动过程中的保压状态若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低14151617ABS的工作过程实际上是抱死－松开－抱死－松开的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。因此，ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效率达到90%以上。18依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分泵泄（减）压，使车轮恢复转动。ABS的工作原理简单一点来讲，就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号汇集到电子控制器内分析，一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给电磁调节器，由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片，解除车轮的抱死现象。用点放形式来制动，即可急剧降低轮速，又可保持轮胎与地面的附着力。19ABS液压控制总成

普通制动系统的液压装置ABS液压控制总成结构ABS制动压力调节器制动助力器双腔式制动主缸制动轮缸储液室双液压管路电动泵储能器主控制阀电磁控制阀控制开关20ABS系统就是通过电磁控制阀体上的控制阀控制分泵上的油压迅速变大或变小，从而实现了防抱死制动功能。电动泵电动泵是一个高压泵，它可在短时间内将制动液加压(在储能器中)到15～18MPa，并给整个液压系统提供高压制动液体。电动泵能在汽车起动一分钟内完成上述工作。电动泵的工作独立于ABS电脑，如果电脑出现故障或接线有问题，电动泵仍能正常工作储能器储能器的结构形式多种多样。储能器位于电磁阀与回油泵之间，由轮缸来的液压油进入储能器，进而压缩弹簧使储能器液压腔容积变大，以暂时储存制动液。电磁控制阀电磁控制阀是液压调节器的重要部件，由它完成对ABS的控制。ABS系统中都有一个或两个电磁阀体，其中有若干对电磁控制阀，分别控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等多种形式。压力控制、压力警告和液位指示开关压力控制开关(PCS)独立于ABS电脑而工作，监视着储能器下腔的压力。压力报警开关(PWS)和液位指示开关(FLI)的功能是，当压力下降到一定值(14MPa以下)时或制动液面下降到一定程度时，点亮制动系统故障指示灯和ABS故障指示灯，同时让ABS电脑停止防抱死制动工作。21电磁阀电磁阀控制三种状态：

加压：进油阀开，出油阀关

减压：进油阀关，出油阀开

保压：进油阀关，出油阀关22常规制动过程中，ABS系统不工作。电磁线圈中无电流通过，电磁阀处于“升压”位置，此时制动主缸与轮缸直通，由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油泵也不需工作。常规制动23当压力下降后车轮加速太快时，ECU便切断通往电磁阀的电流，主缸和轮缸再次相通，主缸中的高压制动液再次进入轮缸，使制动压力增加。增压过程24当轮速传感器发出抱死危险信号时，ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的1/2)时，电磁阀处于“保压”位置。此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸中的制动压力保持一定。保压过程25如果在“保持压力”命令发出后，仍有车轮抱死信号，ECU即向电磁线圈通入一个最大电流，电磁阀处于“减压”位置，此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通，轮缸中制动液经电磁阀流入储液室，轮缸压力下降。减压过程26278.3液压机液压系统

液压机是用于调直、压装、冷冲压、冷挤压和弯曲等工艺的压力加工机械，它是最早应用液压传动的机械之一。

液压机工作循环中，主缸要求有“快进→减速接近工件及加压→保压延时→泄压快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置”等基本动作。图8.2液压机的典型工艺循环图28本机最大工作压力为450KN，用于薄板的拉伸成形等冲压工艺。双动薄板冲压机液压机液压系统顶出缸系统调压与卸荷压边缸主缸291-滤油器;2-变量泵;3、42-远程调压阀;4-电磁溢流阀；9-节流阀；10-电磁换向阀；11-电液动换向阀；17-压力继电器；18、44-二位三通电液换向阀；20-高位油箱；28-安全阀；34-压边缸；35-拉伸缸；36-拉伸滑块；37-压边滑块；38-顶出块；39-顶出缸；41-先导溢流阀；43-手动换向阀

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(1)启动

按启动按钮，电磁铁全部处于失电状态，恒功率变量泵输出的油以很低的压力经电磁溢流阀的溢流回油箱，泵空载启动。

31(2)拉伸滑块和压边滑块快速下行

32电液动换向阀11的左位工作，主缸35上腔进油，下腔回油箱，拉伸滑块快速下行，同时带动压边缸34快速下行。电磁铁1YA和3YA、6YA得电，电磁溢流阀4通电，切断泵的卸荷通路。压边缸从高位油箱20补油主缸上腔充液33(3)减速、加压

滑块与板料接触之前,首先碰到一个行程开关`发出电信号,使电磁铁6YA失电,主缸回油须经节流阀9回油箱,实现慢进.当压边滑块接触工件后,又一个行程开关发信号,使5YA得电,泵向压边缸34加压.

34滑块接触工件后,主缸35中的压力由于负载阻力的增加而增加,单向阀23关闭,泵输出的流量也自动减小.主缸继续下行,完成拉延工艺.(4)拉伸、压紧

35(5)保压

当主缸压力达到预定值时，压力继电器17发出信号，使电磁铁1YA、3YA、5YA均失电，阀11回到中位，主缸及压边缸封闭，主缸上腔短时保压。泵2经电磁溢流阀4卸荷36(6)快速回程

压力油进入主缸下腔，同时控制油路打开液控单向阀21、22、23、24，主缸上腔的油回到高位油箱20电磁铁1YA、4YA得电，阀11右位工作主缸35回程的同时，带动压边缸快速回程。37(7)原位停止

当主缸滑块上升到触动行程开关时，电磁铁4YA失电，阀11中位工作，使主缸35下腔封闭，主缸停止不动。

38(8)顶出缸上升

在行程开关1S发出信号使4YA失电的同时也使2YA得电，压力油阀44、手动换向阀43进入顶出缸39，顶出缸上行完成顶出工作。39(9)顶出缸下降

顶出缸顶出工件后，行程开关4S发出信号，使1YA、2YA均失电、泵2卸荷，阀44左位工作。阀43右位工作，顶出缸在自重作用下下降。

该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用拉延滑块自动充油的快速运动回路，既符合工艺要求，又节省了能量。

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