汽车机械基础 第3版 课件 第10-12章 汽车常用轴系零件、汽车液压传动常识、汽车中的气压传动

《汽车机械基础》

第10章汽车常用轴系零件Contents目录01020304轴类零件汽车轴承汽车联轴器汽车离合器汽车制动器1-凸轮轴2-摇臂轴3-

曲轴汽车发动机的曲轴及凸轮轴

10.1轴类零件

做回转运动的传动零件，如图所示减速器示意图中的齿轮、联轴器等，都是安装在轴上，并通过轴实现传动。因此，轴的主要功用就是支承零件并传递运动和动力。一、轴的用途及分类1、轴的用途2、轴的分类（1）按照承受载荷的不同，轴可分为：

转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器轴。心轴：只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。传动轴：只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。

（2）按结构形状分轴有实心轴、空心轴（车床的主轴）、曲轴、挠性钢丝轴和直轴。直轴又可分为截面相等的光轴和截面分段变化的阶梯轴。工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴曲轴阶梯轴挠性钢丝轴光轴轴的主要失效形式是长期承受交变应力作用下的疲劳破坏。因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性。（1）碳素钢。工程中广泛采用35、45、50等优质碳素钢；对于轻载和不重要的轴也可采用Q235、Q275等普通碳素钢。

（2）合金钢。常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感。（3）球墨铸铁。耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形状复杂的轴。3、轴的材料二、轴的结构1、轴的结构轴的定位主要靠轴承实现。2、轴上零件的轴向定位和固定轴肩和轴环

(1)轴向固定：轴上零件的轴向固定就是不允许轴上零件沿轴向窜动。轴上零件的轴向定位主要靠轴肩和轴环或套筒来完成。（2）为了保证轴上零件靠紧定位面，轴肩处的圆角半径R必须小于零件内孔的圆角R1

或倒角C1，轴肩高度一般取h=（0.07～0.1）d，轴环宽度b≈1.4h（3）常用的轴向固定措施还有:轴的一端可采用轴端挡圈，如图（a）、套筒过长可采用圆螺母，如图（b）、受载较小时可采用弹性挡圈，如图（c）、紧定螺钉如图（d）所示和销钉等固定。3、轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定是为了防止轴上零件与轴作相对转动，传递运动和转矩。常用的周向固定方法有键、花键、销和过盈配合等联接。

（1）制造工艺性：轴的结构应尽可能便于加工，节约加工成本。4、轴的结构工艺性轴的形状要力求简单，阶梯轴的级数应尽可能少，轴上各段的圆角半径、倒角等尺寸应尽可能统一，以利于加工和检验。轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽。当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。装配时，零件各部位不能互相干涉。（2）装配工艺性为使轴便于装配，轴端应有倒角、中心孔。对于阶梯轴常设计成两端小中间大的形状，以便于零件从两端装拆。轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。练习：分析图中的错误。如图所示，共有6处错误。（1）轴肩高度超过轴承内圈高度，轴承无法拆卸；（2）键过长，无法装配；（3）轴头长度太长（轮毂长度过短），轮毂定位不准确；（4）套筒高度超过轴承内圈高度，轴承无法拆卸；（5）轴承处直径和套筒处直径一样，导致装配和加工难度增加;（6）没有密封装置，导致润滑剂流失。如图所示，共有7处错误。（1）轴肩高度超过轴承内圈高度，轴承无法拆卸；（2）轴头长度太长（轮毂长度过短），轮毂定位不准确；（3）键过长，无法装配；（4）套筒高度超过轴承内圈高度，轴承无法拆卸；（5）没有退刀槽，螺母无法拧紧，轴承定位不可靠；（6）半联轴器没有定位。（7）轴过长。汽车中的轴类零件有通用轴如变速器轴，主要用于支承齿轮、带轮、链轮等传动件，同时传递动力和扭矩，还有典型的汽车专用轴，如曲轴、凸轮轴、传动轴和半轴等。变速器轴凸轮轴汽车后桥曲轴里程表软轴转向轴三、汽车典型轴类零件1、曲轴1-主轴颈2-连杆轴颈3-前端轴4-曲柄5-平衡块6-后端凸缘曲轴的组成曲轴是汽车发动机中构成曲轴飞轮组的主要零件之一，其作用是把活塞的往复运动通过连杆转变为旋转运动，并将其转变为扭矩，驱动汽车的传动系统和发动机配气机构以及其他辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处以圆弧过渡，可减少应力集中。曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮及起动爪。曲轴的后端用来安装飞轮。曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。曲轴一般由45、40Cr、40MnB、35CrMo、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢锻压而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理来提高耐磨性。曲轴也可采用球墨铸铁，其耐磨性好，价格便宜，轴颈不需硬化处理，机械加工量少。2、凸轮轴凸轮轴的作用是驱动和控制发动机各缸气门的开闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律的要求。凸轮轴是实心轴，由进气凸轮、排气凸轮及轴颈组成，凸轮的作用是驱动气门开闭，轴颈的作用是支撑凸轮轴。凸轮表面要耐磨，凸轮轴要有足够的韧性和刚度，一般用优质钢（45、40Cr、20CrMn）模锻而成，也可以采用合金铸铁或球墨铸铁铸造。通常凸轮和轴颈的工作表面经过渗碳及表面淬火处理后精磨，以提高耐磨性。3、传动轴传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。传动轴一般由轴管、伸缩套和万向节组成。传动轴以高速回转，一般要求扭转强度高、弯曲刚度大。为了提高强度和刚度，传动轴多做成空心的，一般用厚度为1.5～3.0cm的薄钢板卷焊而成，重载汽车应采用无缝钢管，或制成实心轴。4、半轴汽车半轴实物汽车半轴的位置汽车半轴也称驱动轴，是汽车后桥中传递扭矩的一个重要部件，它将差速器传来的动力传给驱动轮。半轴是变速箱与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，内外端各有一个万向节，通过万向节上的花键与变速箱齿轮及轮毂轴承内圈连接。常见的半轴失效形式有扭转疲劳断裂、过量磨损及过量变形。半轴材料应具有足够的强度和韧性，以及较高的疲劳强度。一般中轻型汽车的半轴应用45或40Cr、40MnB钢。重型汽车的半轴常用40CrNiMo等合金钢。10.2汽车轴承轴承的功用：支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度。轴承的分类：滑动轴承（滑动摩擦轴承）滚动轴承（滚动摩擦轴承）根据工作时的摩擦性质按承受的载荷方向向心轴承推力轴承向心推力轴承一辆汽车一般有约30种50套轴承安装在不同的转动部位。按安装部位汽车轴承可分为发动机轴承、传动系轴承、转向系轴承及空调机轴承等。如发电机轴承、张紧轮轴承、曲轴轴承、变速器轴承、转向器轴承等。1、类型和结构滑动轴承分为径向滑动轴承（承受径向载荷）和推力滑动轴承（承受轴向载荷）。一般由轴瓦和轴承座组成。径向滑动轴承径向滑动轴承也成为向心滑动轴承，主要有整体式和剖分式两类。一、滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承轴承座轴承（1）整体式向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦。轴承通过螺栓与机架联接，用建模材料制成的轴套或轴瓦压入轴承座孔内，轴瓦上有进油孔，在其表面上有轴向油道来分配润滑油，实现润滑。组成：轴承座、剖分轴瓦、轴承盖、联接螺栓等。在轴瓦剖分面上配有调整垫片。轴瓦磨损后，可通过减小垫片厚度来调整轴承径向间隙。剖分式滑动轴承装拆方便，轴瓦与轴的间隙可调，因此应用广泛。发动机连杆轴承即为剖分式滑动轴承。剖分式向心滑动轴承榫口螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦（2）剖分式向心滑动轴承轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。进油孔油道薄壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套卷制轴套F推力滑动轴承1-轴颈2-轴瓦推力滑动轴承主要承受轴向载荷。其轴颈端面与止推轴瓦组成一对摩擦副。为使工作面上的压强分布均匀，常采用环状端面。载荷较大时，可采用多环轴颈。2、滑动轴承的特性及应用特性：工作平稳，无噪声，耐冲击，承载能力强，径向尺寸小，转速及回转精度高，普通滑动轴承的起动摩擦阻力大。应用：工作转速特别高的场合；需要承受大的冲击和振动载荷的场合；要求特别精密的场合；装配工艺要求轴承剖分的场合，如曲轴轴承；要求轴承径向尺寸小的场合。3、安装与维护安装时要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳；瓦背与轴承座孔应修刮贴实，轴瓦剖分面应高出0.05~0.1mm；油路与油槽要接通，使用过程中应经常检查润滑、发热及振动情况。二、滚动轴承1、结构内圈：一般随轴转动，有滚道，限制滚动体的侧向移动。外圈：一般不转动，有滚道，限制滚动体的侧向移动。滚动体：核心元件，在滚道中产生滚动摩擦有球、圆柱

磙子、圆锥磙子等。保持架：将滚动体均匀分开，避免相互碰撞，减小磨损、

减少发热。滚动轴承是标准件。推力轴承按载荷方向分类型FaFr向心轴承向心推力轴承FrFa向心轴承----主要承受径向载荷Fr推力轴承向心推力轴承----只能承受轴向载荷Fa----可同时承受径向和轴向载荷轴圈座圈2、滚动轴承的基本类型、特性及应用常用滚动轴承的基本类型、特性及应用3、滚动轴承的代号宽度系列代号直径系列代号前置代号基本代号后置代号滚动轴承代号的构成类型代号尺寸系列代号

轴承分部件代号内径代号五二一三四内部结构代号公差等级代号游隙代号（2）直径系列代号----基本代号右起第三位数字。

表示：结构、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列7、8、9、0、1、2、3、4、5

内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的尺寸对比：6110621063106410轴承的内径表示方法内径代号轴承内径尺寸mm001001020304~99代号

5121517（1）内径代号---基本代号右起第一、二位数字。

（3）宽度系列代号-----基本代号右起第四位数字。

表示：结构、内、外径都相同的轴承，在宽度方面的变化系列正常系列----0系列，代号0可不标出（除圆锥滚子轴承、调心滚子轴承外）（4）前置、后置代号

前置、后置代号是当轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。轴承代号前置代号基本代号后置代号（组）12345678成套轴承分部件内部结构密封与防尘套圈类型保持架及材料轴承材料公差等级游隙配置其他前置、后置代号的排列滚动轴承代号示例63037312AC/P6轴承内径d=17mm深沟球轴承接触角α=25˚轴承内径d=12×5=60mm尺寸系列03角接触球轴承6级公差0级公差0组游隙0组游隙尺寸系列03N105/P5公差等级为5级轴承内径d=25mm直径系列为1(正常宽度系列)圆柱滚子轴承游隙组为0组；30213轴承内径d=65mm直径系列为2宽度系列为0系列（正常系列）圆锥滚子轴承公差等级为0级;游隙组为0组；安装滚动轴承之前，应首先对与轴承相配合的轴颈和轴承座孔的尺寸、表面质量进行仔细的检查，发现问题及时处理；然后用煤油或汽油把配合表面清洗干净，再涂上一薄层润滑油或润滑脂。轴承内圈通常与轴颈配合较紧，对于小型轴承一般可在轴承内圈上垫装配套管（铜管或软钢管），用手锤直接将轴承内圈打入轴颈。常采用的方法是用压力机将轴承压套到轴颈上。对于尺寸较大的轴承，可先将轴承放到热油（油温80~100℃）中预热，然后进行安装。4、滚动轴承的装拆轴承内圈的拆卸滚动轴承的安装装内圈于轴上内外圈上同时受力h1h1轴承外圈的拆卸用压力法拆卸轴承可用压力机或拆卸工具，较多使用的是拉杆拆卸器（俗称拉马），如图所示。它是靠2~3个拉爪钩住轴承内圈拆下轴承的。

滚动轴承润滑的目的主要是减少磨擦、磨损，同时也有冷却、吸振、防锈和减少噪声的作用。当轴颈转速较低时，一般采用润滑脂润滑，不易流失，便于密封和维护。装填润滑脂时一般不超过轴承内空隙的1/3~1/2。当轴颈速度过高时，应采用润滑油润滑，使摩擦阻力少，并可起到散热、冷却作用。润滑方式常采用浸油或飞溅润滑。5、滚动轴承的润滑与密封

密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度有关。分类接触式非接触式组合式毛毡圈密封密封圈密封间隙密封迷宫式密封---毛毡迷宫式密封毛毡圈密封适用场合：脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v<4~5m/s，工作温度不超过90℃。矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，对轴产生一定的压力而起到密封作用。接触式密封适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周速度v<4~5m/s，工作温度:-40~100℃。(a)(b)密封圈密封

密封圈用皮革、塑料或耐油橡胶制成，有的具有金属骨架，有的没有，制成标准件。

密封唇朝里，目的是防漏油

密封唇朝外，目的是防灰尘适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用脂的滴点。密封效果可靠。

因考虑到轴受热后会变长，间隙取δ=1.5~2mm迷宫式密封δ=0.1~0.2mm(a)(b)δδ=1.5~2mmδ

将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑脂以加强密封效果。径向曲路径向曲路适用场合：脂润滑，要求环境干燥清洁。靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.1~0.3mm。间隙密封(a)(b)δ=0.1~0.3mmδ非接触式密封δ适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。

把多种密封形式组合在一起，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封---毡圈加迷宫组合式密封10.3汽车联轴器、离合器与制动器一、汽车联轴器1、联轴器的功用

联轴器主要用于轴与轴间的联接，使两根轴一起回转并传递运动和动力。用联轴器联接的两根轴，在机器运转时不能实现分离，只有在机器停转后，经过拆卸才能把两轴分离。汽车转向系万向节二、联轴器的类型及特点

联轴器所联接的两轴，因制造及安装误差、承载后的变形及温度变化影响，不能保证严格的对中，而存在着相对位移。因此设计联轴器时，要从结构上采取措施，使其具有适应一定范围的相对位移的性能。固定式联轴器：结构简单、成本低，各零件间的联接是刚性的，无法补偿两轴间的相对位移缺乏缓冲吸振能力。

套筒联轴器的实物及结构：凸缘联轴器的实物及结构：可移式联轴器：工作零件间存在动联接，可补偿相对位移。根据是否有弹性元件，可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器：利用联轴器工作零件间的间隙和结构特性来补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。主要有齿式联轴器、滑块联轴器、万向联轴器。十字滑块联轴器：结构简单，径向尺寸小，可补偿较大的径向位移，适用于轴间径向位移较大的低速传动。齿式联轴器：承载能力大，工作可靠，补偿综合位移能力强，适用于中高速、重载、正反转频繁的传动。齿式联轴器的实物及结构万向联轴器：径向尺寸小，结构紧凑，常成对使用，适用于两轴夹角较大或工作中角位移较大的传动。万向节联轴器实物与结构单节式双节式弹性可移式联轴器：利用联轴器中的弹性元件的变形，来补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。主要有弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器：结构简单，制造、维修方便，适用于起动及换向频繁的转矩较大的中、低速传动。弹性柱销联轴器实物及结构弹性套柱销联轴器：结构简单，装拆方便，可缓冲、吸振，适用于频繁起动换向的中、小转矩的中、高速传动。弹性套柱销联轴器实物及结构二、离合器汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器实物及其在汽车中的位置1、离合器的类型及特点按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等；按其工作原理可分为啮合式：利用牙齿啮合传递转矩，可保证两轴同步运转，但只能在低速或停车时进行离合。摩擦式：利用工作表面的摩擦传递扭矩，能在任何转速下离合，有过载保护但不能保证两轴同步运转。按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类。（1）牙嵌式离合器梯形牙强度高，传递转矩大，便于分离，能自动补偿牙面磨损产生的间隙。一般用于停机或低速接合、离合不频繁及传动比要求准确的场合。牙嵌式离合器实物及结构示意图（2）摩擦式离合器离合平稳，可实现高速接合，并具有过载打滑的保护作用。主、从动轴不能严格同步，接合时易产生磨损。汽车摩擦式离合器结构单片离合器结构简单，散热性好，但传递转矩较小，适用于轻载、传动比要求不严的场合；多片离合器承载能力大，径向尺寸较小，易于离合，适用于高速传动。滚柱式超越离合器主要由星轮1、外圈2、弹簧顶杆4和滚柱3组成。弹簧的作用是将滚柱压向星轮的楔形槽内，使滚柱与星轮、外圈相接触。设离合器以图示转向转动，当外圈的转速大于内圈时，由于摩擦力的作用使滚柱滑出楔形槽，这时离合器呈分离状态；当外圈转速小于内圈时，或外圈反转时，由于摩擦力和弹簧的共同作用，使滚柱滑入楔形槽内，这时离合器呈闭合状态。因此这种离合器称为超越离合器。（3）超越离合器只能传递单向转矩，反向时能自动分离。为定向离合器。2、汽车离合器的作用保证汽车平稳起步；便于换挡；防止传动系统过载。1、制动器的作用使机械中的运动件停止或减速。制动器与联轴器、离合器不同，它是利用摩擦力矩来消耗机器运动部件的动能，从而实现制动的。其动作迅速，可靠；其摩擦副耐磨，易散热。三、汽车制动器盘式汽车制动器及其安装位置2、制动器的分类常用制动器分摩擦式和非摩擦式两大类，摩擦式制动器又分外抱块式制动器、内胀蹄式制动器、带式制动器和盘式制动器等；非摩擦式制动器分为磁粉制动器、磁涡流制动器和水涡流式制动器等。（1）带式制动器。结构简单，包角大，制动力矩大，制动轮轴受较大的弯曲力，制动带的比压和磨损不均匀。散热性差，适用于大型机器、要求紧凑的制动，如机床、移动式起重机、卷扬机的制动等。带式制动器工作原理(2)块式制动器。结构简单可靠，散热一般，瓦块有较充分和较均匀的退距，调整较方便，但包角和制动力矩小，制造比带式制动器复杂，杠杆系统复杂，外形尺寸较大。块式制动器应用最广，主要用于起重运输、冶金机械等工作频繁和安装空间较大的机械上。外抱块式制动器组成及工作原理起重机用电动液压块式制动器1、2-制动蹄蹄3、4-支点5-制动鼓6-制动轮缸蹄式制动器示意图汽车蹄式制动器实物(3)内张蹄式制动器。由两个内置的制动蹄在径向向外挤压制动鼓，产生制动力矩。结构紧凑，散热性较好，密封容易。多为常开式，常用于安装空间受限制的场合，广泛应用于轮式起重机及各种车辆（如汽车、拖拉机等）行走机构的制动。(4)盘式制动器。利用轴向压力使圆盘或圆锥形摩擦面压紧，实现制动。全盘式或点盘式对称布置时，制动轴不受弯曲力。结构紧凑，瓦块磨损均匀，制动力矩大小与旋转方向无关。适用于紧凑性要求高的场合。1-卡钳2-活塞3-制动衬块4-转子5-轮毂汽车盘式制动器工作原理汽车盘式制动器实物(5)磁粉制动器利用磁粉磁化时产牛的内力制动。体积小，质量轻，激磁功率小且制动力矩与转动件的转速无关，磁粉会引起零件磨损。主要用于制动（制动转矩可调）、精密定位、测试加载、张力控制等。(6)磁涡流制动器坚固耐用，维护简单，调整范围大。但低速时效率低，温升高，必须采取散热措施。常用于有垂直负载的机械中（如起重机械的起升机构），吸收停车前的能量，以减轻停车制动器的负载。磁粉制动器磁涡流制动器3.常见汽车制动器及工作原理汽车中的制动器分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器（手刹）。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车。当车停稳后，要使用驻车制动（手刹），以防止车辆前滑和后溜。行车制动器中最常见的形式是盘式制动器和鼓式制动器。

盘式制动器又称为碟式制动器，由液压控制，主要由制动盘、分泵、制动钳、油管等组成。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。1-卡钳2-活塞

3-制动衬块4-转子5-轮毂汽车中的鼓式制动器即内张蹄式制动器。鼓式制动器接触面积大，获得的刹车力也大，因处于相对密闭的空间里，不易受到水和泥沙的影响，制造成本低，维修保养便宜，但散热性能差，制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，引起制动效率下降。轿车制动中，因惯性前轮负载常占汽车全部负载的70-80%，因此前轮制动力比后轮大，汽车厂家为节省成本，常采用前轮碟刹，后轮鼓刹。1、2-制动蹄蹄

3、4-支点5-制动鼓6-制动轮缸本章小结一、轴的用途、类型及结构用途：支承轴上的回转零件，使其具有确定位置，并传递运动和动力。类型：直轴（光轴、阶梯轴）、曲轴、软轴。结构：轴的结构1、4-轴头2、6-轴肩3、7-轴颈5-轴环8、10-轴承盖9-套筒轴上零件的轴向定位：防止零件轴向移动。一般利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈对轴上零件作轴向定位。轴上零件的周向定位：保证零件传递转矩，防止轴与零件之间产生相对转动。一般采用键联接、花键联接、销联接、成型联接或过盈配合联接、紧定螺钉进行零件的轴向定位。轴的结构工艺性：加工工艺性：轴的形状应简单便于加工，轴上需磨削和车螺纹的轴段应设有砂轮越程槽和螺纹退刀槽。装配工艺性：零件各部位不能互相干涉，非主要面之间留一定间隙，为使零件容易装拆，轴上各轴端应有45º倒角。二、汽车典型轴系零件曲轴、凸轮轴、传动轴、半轴。三、汽车轴承轴承的作用：支承轴及轴上零件。轴承的类型：滑动轴承、滚动轴承（标准件）滑动轴承径向滑动轴承：承受径向载荷，如连杆轴承。推力滑动轴承：承受轴向载荷，如曲轴止推轴承。滚动轴承结构：外圈、内圈、滚动体、保持架。类型：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。工作情况：通常内圈随轴颈转动，外圈固定。代号：前置代号、基本代号、后置代号，基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸。四、汽车联轴器功用：连接两轴，使两轴一起回转并传递运动和动力。特点：机器运转时不能实现分离。类型固定式联轴器：凸缘联轴器、套筒联轴器可移式联轴器：刚性可移式联轴器，弹性可移式联轴器五、汽车离合器位置：发动机和变速器之间的飞轮壳内，离合器的输出轴即变速器的输入轴。作用：切断或传递发动机向变速器输入的动力。类型：嵌合式离合器、摩擦式离合器汽车离合器的作用：保证汽车平稳起步，便于换挡，防止传动系统过载。六、汽车制动器作用：使机械中的运动件停止或减速。分类：带式制动器：块式制动器：内张蹄式制动器：盘式制动器：磁粉制动器：磁涡流制动器：常见汽车制动器行车制动：驻车制动：盘式制动器：碟式制动器鼓式制动器：内张蹄式制动器《汽车机械基础》

第11章液压传动及汽车常见

液压系统Contents目录01020304液压传动基本知识液压系统元件液压基本回路常见汽车液压系统分析认识汽车中的液压传动应用汽车制动系工作原理图探究：汽车制动系的工作原理？11.1液压传动的基本知识一、液压传动的工作原理及特点液压传动：利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。1、液压传动的工作原理1-杠杆手柄2-小缸体3-小活塞4、6-单向阀5-吸油管7、10-管道

8-大活塞9-大缸体

11-放油阀12-油箱液压千斤顶结构原理图分析：液压传动的工作原理？液压传动工作原理动态过程总结液压千斤顶的工作原理：提起手柄时，小活塞将向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，则单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；当压下手柄时，小活塞下移，小活塞下腔的压力升高，单向阀4关闭，单向阀6打开，下腔的油液经管道7输入举升油缸9的下腔，使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀6自动关闭，油液不能倒流，保证重物不会自行下落。往复提压手柄，油液就不断地压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。若打开放油阀11，举升缸下腔中的油液会通过管道10和放油阀11流回油箱，重物落下。2、液压传动系统的组成动力元件：将机械能转换成油液压力能的装置，为液压系统提供压力油，常见动力元件是液压泵。执行元件：把液压能转换成机械能的装置，驱动工作元件，常见执行元件有液压缸和液压马达。控制调节元件：控制液压系统中油液的压力、流量和方向的控制阀，如溢流阀、节流阀、换向阀等。辅助元件：保证系统正常工作所需的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计。工作介质：即液压油，其作用是实现运动和动力的传递。3、液压传动系统的图形符号我国国家标准GB/T786.1—2009规定了液压系统图图形符号。液压传动系统图形符号只表示元件的职能，使系统图简化，原理简单明了，便于识读、分析、设计和绘制。液压元件的图形符号以元件的静止位置或零位来表示。液压千斤顶的工作原理图1-液压泵2-单向阀3-大活塞4-液压缸5-油管6-放油阀7-油箱4.液压传动的特点优点：(1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构。(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。(3)可在大范围内实现无级调速。(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。(5)液压传动操纵方便，容易实现自动化，而且可以与电气组合应用，实现遥控。(6)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。缺点：不能保证严格的传动比；液压传动对油温的变化比较敏感；液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂；液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便；液压系统发生故障不易检查和排除。二、液压传动的基本概念1.液体的静压力液体的静压力是指静止液体单位面积上所受的作用力，用p表示。在液压传动系统中，通常由外力产生的压力要比由液体的重力产生的压力大得多，可忽略液体重力产生的压力，而认为系统中相对静止液体内各点压力均相等。当液体受到外力作用时，就形成了液体的压力外力作用液体形成的压力2.压力的传递在密封容器内，由外力作用于液面上任一点的压力能等值地传递到液体内部各点，称为静压传递原理，即帕斯卡原理。根据帕斯卡原理和静压力的特性，液压传动不仅可以进行力的传递，而且还能将力放大和改变力的方向。静压传递原理应用实例若大缸的活塞上没有负载，即时，略去活塞重量及其他阻力，不论怎样推动小缸的活塞也不能在液体中形成压力。即：液压系统中的压力是由外界负载决定的。3.流量和平均流速通流截面：液体在管道中流动时，垂直于液体流动方向的截面。流量：单位时间内通过通流截面的液体的体积，用Q表示，流量的常用单位为m3/s（立方米/秒）或L/min（升/分）。平均流速：液体在单位时间内移动的距离。液压缸工作时，活塞随油液流动而移动，活塞运动的速度等于缸内液体的平均流速。由上式可知，活塞运动速度的大小由输入液压缸的液体的流量决定。三、管路内的压力损失产生压力损失的原因：实际液体具有粘性，流动时会产生碰撞、出现漩涡等，流动过程中会产生阻力，要克服阻力必然有能量损失。在液压管路中能量损失表现为液体的压力损失。主要分两种：沿程压力损失、局部压力损失。沿程压力损失：液体在管路中流动时因内外摩擦产生的压力损失。主要取决于液体的流速、粘性和管路的长度以及管路的内径。局部压力损失：液体流经管路的弯头、接头、突变截面及阀口时，流速的方向和大小发生剧烈变化，形成漩涡、脱流，使液体质点相互撞击，造成能量损失，这种能量损失表现为局部压力损失。液压传动中的压力损失，大部分都转变为热能造成油温升高，使泄漏增多，从而使液压传动的效率降低，布置管路时，应尽量缩短管道长度，减少管路弯曲和截面的突然变化，选用合理管径，采用较低流速，以提高系统效率。11.2液压系统元件一、液压泵各种液压泵实物

（1）柱塞右移时，缸体中密封工作腔a的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油（单向）阀5吸入液压泵内，实现吸油；（2）柱塞左移时，缸体中密封工作腔a的容积变小，油液受挤压，通过压油（单向）阀6输到系统中去，实现压油。液压泵结构简图1－偏心轮2－柱塞3－缸体4－弹簧5－单向阀6－单向阀一、液压泵1、液压泵的工作原理2、液压泵的工作条件（1）它具有一定的密封容积，而且其密封容积是变化的；（2）有吸压油部分。邮箱与大气相通。液压泵输出油液流量的大小，由密封工作腔的容积变化量和单位时间内的变化次数决定。因此这类液压泵又称为容积式液压泵。总结液压泵工作原理：吸油：密封容积增大，产生真空。压油：密封容积减少，油液被迫压出。常用液压泵的图形符号特性单向定量双向定量单向变量双向变量图形符号3.液压泵的类型及应用液压泵按其在单位时间内输出的油液体积是否能够调节，可分为定量泵和变量泵两类；按其工作的额定压力（液压泵在正常工作条件下，连续运转正常工作的最高工作压力，即液压泵铭牌上标出的压力。）可分为低压泵、中压泵和高压泵三种；按结构形式不同可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵，其中常用的是齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

（1）齿轮泵按啮合形式可分为：外啮合、内啮合外啮合齿轮泵内部结构外啮合齿轮泵齿轮泵工作原理：密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成。齿轮退出啮合,容积↑吸油齿轮进入啮合,容积↓压油吸、压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖汽车自动变速器的内啮合齿轮泵外啮合与内啮合齿轮泵工作过程齿轮泵工作特点齿轮泵的优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠。

齿轮泵的缺点：径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用。1.转子2.定子3.叶片4.转子轴5.配油盘6.泵体单作用式叶片泵工作原理（2）叶片泵叶片泵分两类：单作用叶片泵、双作用叶片泵。单作用叶片泵转子在电动机带动下旋转时，在叶片、定子内表面、转子外表面和端盖之间就形成了若干个密封的工作空间。叶片随转子旋转一周时，叶片在转子的槽内伸缩滑动一次，相邻两叶片间的容积也变化一次。当叶片处于水平轴线下部：叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，形成局部真空，通过配油盘从吸油口吸油。当叶片转到水平轴线上部：叶片被定子内壁逐渐压入槽内，工作空间逐渐缩小，压力增大，通过配油盘将油液从排油口压出。1.转子2.定子3.叶片4.转子轴5.配油盘6.泵体单作用式叶片泵工作原理在配油盘上有一段封油区，将吸油腔和压油腔隔开。由于转子每转一周，每个工作空间只完成一次吸油和压油过程，故称为单作用式叶片泵。若在结构上把转子和定子间的偏心距e做成可调节的，则可成为变量叶片泵。当偏心距e增大时，流量增大；反之则减小。1.转子2.定子3.叶片4.转子轴5.配油盘6.泵体单作用叶片泵的工作过程双作用叶片泵分析：根据双作用叶片泵的工作原理图，简述其工作过程？总结双作用叶片泵工作原理双作用式叶片由定子、转子、叶片、配流盘和泵体组成，转子与定子同心安装，定子的内曲线是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧及四段过渡曲线所组成，共有八段曲线。转子作顺时针旋转，叶片在离心力作用下，径向伸出，其顶部在定子内曲线上滑动。此时，由两叶片、转子外圆、定子内曲线及两侧配油盘所组成的封闭的工作腔的容积在不断地变化，在经过右上角及左下角的配油窗口处时，叶片回缩，工作腔容积变小，实现压油;在经过右下角及左上角的配油窗口处时，叶片伸出，工作腔容积增加，实现吸油。双作用叶片泵的工作过程叶片泵的特点叶片泵的优点是结构紧凑、运转平稳、输油量均匀性能好、噪音小、排量大。单作用式叶片泵可作变量泵使用，双作用式叶片泵工作压力较高。其缺点是结构复杂、吸油特性差、对油的污染较敏感等。叶片泵一般用于中、高速度，作用力中等，精度要求较高的液压系统中。（3）柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸体中做往复运动产生的密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。根据柱塞排列和运动方向不同，柱塞泵分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。径向柱塞泵轴向柱塞泵转子顺时针方向回转时：柱塞绕经上半周时：向外伸出，油缸内工作空间逐渐增大，形成局部真空，经过衬套3（压紧在转子内，并与转子一起转动）上的油孔从配油轴5上的吸油口b吸油。径向柱塞泵工作原理当柱塞转到下半周时：定子内壁将柱塞向里推，油缸内的工作空间逐渐减小，向配油轴的压油口c压油。当转子回转一周时，每个柱塞各吸油、压油一次，转子不断回转，即可连续完成输油工作。配油轴不动，油液从配油轴上半部的两个油孔a流入，从下半部的两个油孔d压出，吸油口b和压油口c被封油区隔开。轴向柱塞泵工作结构密封容积形成：柱塞和缸体配合而成右半周，V密增大，吸油密封容积的变化：（缸体逆转）

左半周，V密减小，压油吸压油口隔开：——配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔。轴向柱塞泵的工作原理柱塞泵的工作特点轴向柱塞泵特点：结构紧凑，径向尺寸小，密封性好，泄漏少，效率高，工作压力高，容易实现流量的调整和流向的改变。但是，它的结构复杂，价格较贵，适用于高压大功率系统。径向柱塞泵特点：流量大、压力高、流量调节方便，但这种泵结构复杂、径向尺寸大、制造较难、自吸能力差，配油轴受径向不平衡液压力的作用易磨损，因此应用不多。（4）液压泵的选用低压系统和辅助装置多选用低压齿轮泵；中压系统多选用叶片泵；负载大、功率大的高压系统多选用柱塞泵。转向助力泵一般采用齿轮泵或叶片泵；机油泵一般为齿轮泵；输油泵主要有叶片泵、柱塞泵；喷油泵一般使用柱塞泵；自动变速器中的液压泵既有齿轮泵也有叶片泵和柱塞泵。分析汽车转向助力油泵、机油泵、输油泵、喷油泵、自动变速器中的液压泵应用哪种液压泵？二、液压缸和液压马达认识液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，作用是将液体的压力能转变为机械能。1、液压缸的分类及工作特点按运动形式不同液压缸分为直线动作液压缸和摆动液压缸。直线动作液压缸：能实现往复直线运动，输出推力（或拉力）和直线运动速度。摆动液压缸：能实现往复摆动，输出转速和转矩。按作用方式不同分为单作用式和双作用式。单作用式液压缸：活塞（柱塞）单方向运动，反向运动需靠外力实现。双作用式液压缸：可实现两个方向的运动。2、典型液压缸的工作原理及应用（1）单杆双作用活塞式液压缸单杆双作用活塞式液压缸结构原理图1、8-密封圈2-盖板3、9-端盖4-垫圈

5-活塞杆6-缸体7-活塞液压缸由缸体6、缸盖3和9、活塞7、活塞杆5和密封件1和8等零件组成。液压缸只有一端有活塞杆，两端的进出油口都可以通压力油或回油，可以实现双向运动，因此称为双作用液压缸。单杆活塞缸因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞作直线往复运动速度不相等。若将液压缸的两腔连接起来，则两腔的压力相等，因活塞两侧的有效面积不相等，则作用在活塞两边的液体压力将产生一个合力推动活塞向有杆腔运动。这样连接起来的单杆活塞液压缸称为差动液压缸。差动液压缸工作原理（2）单作用柱塞式液压缸工作原理图柱塞式液压缸实物1-缸体2-柱塞3-密封装置4-导向套5-压盖6-通油孔单作用式柱塞液压缸它主要由缸体1、柱塞2、密封装置3、导向套4和压盖5等零件组成。这种液压缸工作时，压力油从缸底部的通油孔6进入缸体，将柱塞推起。由于只有一个通油口，所以只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则需成对使用，适用于行程长的场合。成对使用的单作用柱塞缸（3）摆动液压缸摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达，主要由缸体、叶片、定子及回转轴等零件组成，叶片与回转轴连接在一起。叶片和定子将缸体分隔成互不相同的两个腔，当两油口交替供油时，叶片便带动输出轴作往复摆动。通常单叶片式摆动角度小于280º，双叶片式摆动角度小于150º。摆动液压缸工作原理图1-缸体2-叶片3-定子4-回转轴摆动液压缸常用于机床的送料装置、回转夹具等回转机构和装置中。（4）增压缸增压缸是由两个活塞式液压缸复合而成，即将一大一小两个液压缸串联在一起，当压力油以p1的压力输入到大缸左腔时，活塞杆将力传给小缸，由于大缸和小缸的活塞面积不同，于是小缸输出的液压油的压力p2比大缸的输入压力p­1高，因此，这种型式的液压缸可以使小缸的油液增压。增压缸工作原理3、液压缸的密封密封原因：由于液压系统存在泄漏现象，使液压缸的效率降低，影响液压缸的工作性能，为了防止泄漏，液压缸必须采取密封措施。若密封过度，会造成密封部分的剧烈磨损，缩短密封件的使用寿命，增大液压元件内的运动摩擦阻力，降低系统的机械效率。因此，应合理地选用和设计密封装置。液压缸中需要密封的部位：活塞、活塞杆和端盖等处。密封方法：按工作原理可分为非接触式密封和接触式密封。非接触式密封：主要有间隙密封和活塞环密封。间隙密封：是依靠两运动件的配合面间保持一个很小的间隙，使其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的方法，适用于直径较小、压力较低的液压缸与活塞间的密封。活塞环密封：利用一个开口的金属环，依靠其弹性变形所产生的力压浸在缸体内壁上产生密封作用。活塞环的密封效果较好，能适应较大的压力变化和速度变化，耐高温，使用寿命长，易于维护保养，但其加工要求较高，工艺复杂。间隙密封发动机中的活塞环密封接触式密封：利用密封件的弹性变形来消除间隙的密封方法，磨损后能自动补偿。接触密封的密封件材料多采用耐油橡胶制成，按形状可分为O形密封圈和唇形密封圈等。唇形密封圈根据截面的形状可分为U形、V形、Y形等。O形U型V型Y型唇形密封特点：随着工作压力的变化自动调整密封性能，压力越高密封性越好，适用于运动型密封。O型密封特点：横截面呈圆形，有良好的密封性能，内外侧和端面都能起密封作用，结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，装拆方便，成本低，高低压均可以用。液压系统密封应用实例4、液压缸的缓冲与排气（1）液压缸的缓冲设置缓冲装置的原因：为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，必须设置缓冲装置。缓冲装置工作原理：利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，产生较大阻力，使工作部件受到制动，从而减速。间隙缓冲装置（2）液压缸的排气液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸及管道系统中会渗入空气，使执行元件出现振动、爬行、噪声和发热等不正常现象，影响正常工作，因此需要把缸中和系统中的空气排出。一般应在液压缸的最高处设置进出油口把气体带走。(a)排气装置的位置错误(b)排气装置的正确位置5、液压马达的类型及应用

液压马达：是执行元件，可把液体的压力能转换为机械能，实现连续的回转运动，输出转矩和转速。液压马达类型：按结构分为齿轮式、叶片式、柱塞式三类。液压马达与液压泵的关系：液压马达和液压泵是可逆的，用电动机带动时，输出的是压力能（压力和流量），即液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），即液压马达。工作原理：工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。齿轮式液压马达一般用于高转速、小转矩的场合，也用作笨重物体旋转的传动装置。叶片式液压马达体积小、惯性小，动作灵敏，允许换向频率高，工作时泄漏较大，适用于高转速、小转矩和动作灵敏的场合。柱塞式液压马达排量较小，是一种高速、小转矩的液压马达。三、液压阀1、液压阀的作用、分类及要求作用：液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的控制元件，用来保证执行元件按照要求进行工作。分类：按功能分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。方向控制阀用来控制液流的流动方向。压力控制阀用来控制系统的压力或用压力的大小来控制油路的通断。流量控制阀用来控制系统中油液的流量。方向控制阀

压力控制阀

流量控制阀液压阀的特点：在结构上，各种液压阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成；在工作原理上，所有阀的开口大小，阀的进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，只是各种阀控制的参数各不相同。对液压阀的基本要求：（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。（2）油液流过的压力损失小。（3）密封性能好。（4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。作用：在液压系统中控制液流方向。分类：单向阀和换向阀。1、方向控制阀方向控制阀实物（1）普通单向阀：油液只能沿一个方向流动，不允许油液反向倒流，也称为止回阀。单向阀的结构及图形符号单向阀：包括普通单向阀和液控单向阀。管式单向阀板式单向阀单向阀的图形符号单向阀实物常被安装在泵的出口，可防止压力冲击影响泵的正常工作，也能防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。单向阀也可安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压，称为背压阀。（2）液控单向阀：当控制油口K处无压力油通入时，其工作原理和普通单向阀相同，压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制油口K通入压力油时，控制活塞2顶开阀芯1，使通油口P1和P2接通，实现反向通油。液控单向阀实物、内部结构及图形符号液控单向阀工作过程液控单向阀常用于防止立式液压缸停止运动时因自重下滑以及速度换接的回路中，也称这种阀为液压锁。换向阀：利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油液流动的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向的一种方向控制阀。换向阀的分类：按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。（1）滑阀式换向阀的结构特点及换向原理滑阀式换向阀也称为滑阀，是依靠阀芯的轴向位移改变阀芯与阀体的相对位置来改变油液的流动方向的。滑阀主要由阀体、阀芯和控制机构组成。阀芯是一个具有多个环形槽的圆柱体，阀体孔内有几条环形槽（沉割槽）与油道连通，阀芯上的台肩与阀相配合起到间隙密封的作用。滑阀式换向阀的结构及图形符号手动换向阀的工作过程（2）滑阀式换向阀的“位”与“通”

为了改变油液的方向，阀芯相对于阀体具有不同的工作位置，其工作位置称为“位”。在图形符号中，用方格表示工作位置，换向阀有几个工作位置相应的就有几个格数。三个格即表示三位，两个格即表示两位。（3）滑阀的操纵方式常见的滑阀的操纵方式有手动、电磁动、液动、机动等。手动换向阀电磁换向阀机动换向阀

液动换向阀

（4）三位换向阀的中位机能换向阀的换向功能主要是由阀的工作位置数和它控制的通路数决定的。多位阀的阀芯处于不同位置时能够实现的各种控制功能称为机能。阀芯处于中间位置时的机能称为滑阀的中位机能。滑阀的机能中最重要的是三位四通阀的中位机能。对于三位阀，左、右位实现执行元件的换向，中位则能满足执行元件处于非工作状态时系统的不同要求。例：代号：O，名称：中间封闭，中位机能：在中间位置时，油口全闭，油不流动。液压缸锁紧，液压泵不卸荷，可与其它执行元件并联使用。因液压缸充满油，从静止到启动较平稳。2、压力控制阀压力控制阀：控制液压系统压力或利用压力作为信号控制其他元件动作。分类：溢流阀、减压阀：定压阀，稳定液压系统中某处的压力值。顺序阀、压力继电器：利用液压力作为信号控制其他元件动作。工作原理：利用作用于阀心上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。按结构型式分：直动式溢流阀先导式溢流阀（1）溢流阀根据直动式溢流阀的工作原理图，分析其工作原理？直动式溢流阀的工作原理及图形符号直动式溢流阀依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，来控制阀芯的启闭。进口压力油经阀芯中间的阻尼孔a作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧的作用下处于下端位置，P和O两油口隔开。油压升高时，阀芯下端作用力超过弹簧压紧力F，阀芯上升，阀口打开，多余油液排回油箱，阻尼孔a对阀芯的动作产生阻尼作用，可提高阀的工作平衡性，调整螺帽1可改变弹簧的压紧力，即调整溢流阀进口处的油液压力P。根据先导式溢流阀的工作原理图，分析其工作原理？先导式溢流阀的工作原理图及图形符号先导式溢流阀工作原理：压力油从P口进入，通过阻尼孔作用在先导阀上，当进油口压力较低时，先导阀上的作用力不能克服先导阀的弹簧的作用力，先导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，则主阀芯两端压力相等，在较软的主阀弹簧作用下主阀处于最下端位置，溢流阀阀口P和O隔断，不会溢流；当进油口压力升高时，作用在导阀上的液压力增大，当超过先导阀弹簧作用力时，先导阀即打开，压力油就通过阻尼孔、经先导阀流回油箱，由于阻尼孔的作用，主阀芯右端的液压力将小于左端压力，当这个压力差作用在主阀芯上的力超过主阀弹簧力时，主阀芯开启，油液从P口流入，经主阀的阀口由O流回油箱，实现溢流。（2）减压阀工作原理：利用油液流过缝隙产生压降的原理，使系统的某一回路的压力低于系统压力。类型：直动式减压阀和先导式减压阀。先导式减压阀工作原理及图形符号1-调节螺母2-调压弹簧3-先导阀阀芯4-弹簧5-主阀阀芯先导式减压阀由先导阀和主阀两部分组成。油压为P1的压力油，由主阀的进油口流入，经减压阀口h后从出油口流出，其压力为P2。出口油液经孔道d及主阀芯上的阻尼孔e流入主阀芯及先导阀右腔。当出口压力P2低于先导阀弹簧调定的压力时，先导阀关闭，主阀芯上、下腔油压相等，先导阀处于最下端位置。此时减压阀口h开度最大，不起减压作用，进、出油口的油压基本相等。P2达到先导阀弹簧调定的压力时，先导阀开启，主阀芯上腔油液经先导阀流回油箱，下腔油液经阻尼孔向上流动，使阀芯两端产生压力差。主阀芯在压力差的作用下向上顶起，使减压阀口h变小，则阀口的压降增大，起到了减压作用。①减压阀保持出口处压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变；②在不工作时，减压阀进出口互通，而溢流阀进出口不通；③为保证减压阀出口压力调定值恒定，它的控制腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的控制腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口接通，不必单独外接油箱。减压阀和溢流阀的区别（3）顺序阀功能：控制液压系统中两个以上工作机构先后动作的顺序。类型：内控式和外控式。内控式用阀的进口压力控制阀芯的启闭，外控式用外来的控制压力油控制阀芯的启闭（也称为液控顺序阀）。直动式和先导式。直动式用于低压系统，先导式用于中高压系统。直动式顺序阀工作原理及图形符号顺序阀工作原理3、流量控制阀功能：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。工作原理：依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的长度来控制流量。类型：普通节流阀、调速阀。普通节流阀的工作原理及图形符号（1）普通节流阀节流阀工作过程（2）调速阀组成：定压差式减压阀与节流阀并联。工作原理：利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差，使其保持不变。调速阀在工作时，液压泵的出口（即调速阀的进口）压力P1由溢流阀调整基本不变，出口压力P3决定于液压缸的负载。1-出油口2-减压阀3-进油口4-节流阀四、液压辅助元件液压系统中的辅助元件是指除液压泵、液压缸、和各种控制元件之外的其他各类组成元件，如油箱、滤油器、管件、压力表、蓄能器等。1、油箱油箱的主要作用是储存油液，还起着散发油液中热量、分离油液中的空气和杂质等作用。在液压系统中，可利用床身或底座内的空间作油箱，也可采用单独的油箱。1-吸油管2-滤油网

3-盖4-回油管5-上盖6-油位计7、9-隔板8-放油阀油箱的基本结构2、滤油器功用：过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，减少相对运动件的磨损，防止节流阀和管道小孔堵塞，保证系统正常地工作。分类：粗过滤器、普通过滤器、精过滤器、特精过滤器。安装位置：滤油器可安装在液压泵的吸油管道上，或回油管道上，也常被安装在重要元件的前面。滤油器安装位置3、管件（1）油管油管的作用是连接液压元件和输送油液。液压系统中使用的油管种类很多，常用的有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等。（2）管接头管接头是油管与油管、油管与液压件之间的连接件。它必须满足装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小等要求。管接头的种类很多，按接头的通路型式不同可分为直通、直角和三通。按油管和管接头的连接方式不同可分为焊接式、卡套式、扩口式和扣压式软管接头等。作用：储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。在液压系统中蓄能器主要作用有：在短时间内供应大量压力油液；用作应急油源；维持系统压力；减小液压冲击或压力脉动。类型：常用蓄能器主要有气囊式和活塞式。安装位置：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁；补油保压时宜放在尽可能接近有关执行元件处。气囊式蓄能器

活塞式蓄能器4、蓄能器气囊式蓄能器主要由充气阀、气囊、无缝壳体、提升阀和通油孔组成。工作前由充气阀向气囊先充气（一般为氮气），工作时始终关闭。活塞式蓄能器由活塞、缸体、充气阀等组成。上腔气体从充气阀充入，下腔油液经通油孔与液压系统相通，活塞将气体和油液隔开。11.3液压基本回路一、方向控制回路作用：控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。常用的方向控制回路包括换向回路和锁紧回路。1、换向回路执行元件的换向动作大多由换向阀来实现。利用换向阀换向：根据换向要求可选用二位（或三位）三通、四通、或五通等换向阀。利用双向泵换向：双向变量泵是通过改变变量泵输出压力油的方向来控制执行元件的运动方向。这种回路换向平稳，换向能量损耗少，能够吸收换向制动阶段因惯性力产生的液压冲击，但换向精度低。1-液压缸2-换向阀3-溢流阀4-液压泵5-滤油器6-压力表根据换向回路的工作原理图分析换向过程？2、锁紧回路作用：可以使液压缸在移动过程中停止在任意位置上，并能防止停止后在外力作用下发生位移。利用三位换向阀锁紧：利用M型、O型换向阀的中位机能将元件锁紧在任意位置上。由于换向阀的环状缝隙泄漏较大，密封性较差，不能保证长时间的锁紧。适用于锁紧要求不高或短时间停留的场合。1-液压泵2-溢流阀3-换向阀4-液压缸分析：利用三位换向阀锁紧的工作原理？利用液控单向阀锁紧：液控单向阀阀芯和阀体间没有间隙，密封性较好，因而锁紧效果也较好。1-液压泵2-换向阀3-液控单向阀4-液压缸分析：利用液控单向阀锁紧的工作原理？二、压力控制回路作用：利用压力控制阀来控制系统的压力，实现稳压、减压、增压和多级调压等控制，满足执行元件对系统压力的要求的一种液压基本回路。类型：调压、减压、保压、增压、卸荷等回路。1、调压回路功用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或限定压力。原理：通过溢流阀来调节。单级调压回路二级调压回路分析调压回路原理和工作过程。2、减压回路原理：由定值减压阀与主油路相连。主油路的工作压力由溢流阀调定，支路中的压力由减压阀调定，回路中的单向阀供主油路压力降低时防止油液倒流，起到短时保压的作用。1-液压泵2-溢流阀3-单向阀4-减压阀5-换向阀6-工作缸分析减压回路的原理和工作过程。3、增压回路

用于某些中、低压系统中需要流量不大的高压油的场合，可以节省高压泵，减少功率损失。1-液压泵2-溢流阀3-换向阀4-液压缸5-单向阀6-工作缸7-补油箱分析增压回路的原理和工作过程。4、卸荷回路液压泵的卸荷：指液压泵空载运行，其输出的油液在很低的压力下流回油箱。设置卸荷回路的必要性：执行元件在工作中常常需要停歇，在处于不工作的状态时，不需要液压泵供油或只需少量油液，因此需要卸荷回路。卸荷回路的实现：利用三位换向阀或二位二通换向阀来实现。利用三位换向阀卸荷利用两位两通阀卸荷分析卸荷回路的原理和工作过程。液压泵经换向阀中间通道（油口P和O连通）直接流回油箱，实现液压泵卸荷。当二位二通换向阀左位接入系统时，液压泵输出的油液可功过换向阀流回油箱，使泵卸荷。三、速度控制回路速度控制回路：通过改变进入液压缸或液压马达的油液流量来实现速度调节。改变进入液压缸的油液流量方法：采用定量泵，通过调节节流阀的通流面积来改变进入或流出执行元件的流量，实现调速；采用变量泵，改变液压泵的供油量或液压马达的排量来实现调速；采用变量泵供油，通过节流阀或调速阀改变流入或留出液压缸的流量，实现调速。（1）进油节流调速

将节流阀串联在液压泵和液压缸（或液压马达）之间，通过调节节流阀的通流面积来改变进入液压缸的流量，从而调节执行元件的运动速度的液压回路。进油节流调速回路节流阀串联在回路中，定量泵输出的流量不变，经节流阀流入液压缸的流量和经溢流阀流回油箱的流量的大小，由节流阀和溢流阀决定。通过改变节流口的通流截面，可以在较大范围内改变其对油液的阻力，从而改变进入液压缸的流量，调节液压缸的速度。（2）回油节流调速回路

回油节流调速回路将节流阀串联在液压缸和油箱之间，来限制液压缸的回油量，达到调速目的的液压回路。回油节流调速回路节流阀串联在回油路上，油液经节流阀流回油箱，可减少系统发热和泄漏，节流阀能起到背压作用，可提高运动的平稳性，且具有承受负值负载的能力。（3）旁路节流调速回路旁路节流调速回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的分支油路上。旁路节流调速回路1-液压泵2-溢流阀3-节流阀4-液压缸在定量泵供油量一定的情况下，通过节流阀的流量大时，进入液压缸的流量小，执行元件的运动速度下降；反之则速度升高。溢流阀起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。11.4常见汽车液压系统分析

液压系统:由若干液压元件组成（动力元件、控制元件、执行元件等）与管路组合起来，并能完成一定动作的整体，或能完成一定动作的各个液压基本回路的组合。液压系统分析的目的：进一步理解液压元件和回路的功用及原理，增强对各种元件和基本回路综合应用的认识，了解和掌握分析液压系统的方法、工作原理，为正确使用、调整、维护液压设备及设计简单的液压系统打下必要的基础。了解设备的功用、对液压系统动作和性能的要求，以及液压系统应实现的运动和工作循环；初步分析液压系统图，并按执行元件数将其分为若干个子系统；对每个子系统进行分析：分析组成子系统的基本回路及各液压元件的功用与原理，弄清它们之间的相互连接关系；按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进油和回油路线。归纳出液压系统的特点和正常工作的要领，加深对整个液压系统的理解。一般“先看图示位置，后看其它位置”“先看主油路，后看辅助油路”液压系统分析步骤汽车液压制动系统主要由车轮制动器和液压传动机构组成。车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动踏板；调整机构用于调整制动蹄和制动鼓之间的间隙。制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸及管路组成。一、汽车液压制动系统制动系统工作时，踩下制动踏板，制动踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸中的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动使制动蹄转动，带动摩擦片压紧在制动鼓的内圈上，从而产生制动力。解除制动时，放开制动踏板，回位弹簧将制动蹄拉回原位，制动力消失。制动系统不工作时，制动蹄和制动鼓之间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转。二、汽车液压助力转向系统机械液压助力系统组成机械液压助力系统的主要组成：液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。1-溢流阀2-液压泵3-节流阀

4-安全阀5-转向控制阀6-液压缸

7-方向盘8-转向节及转向拉杆液压助力转向原理图工作原理：当驾驶员控制方向朝左转动时，转向控制阀在左位，液压油通过液压泵进入液压缸左腔，产生压力，右腔的液压油流回储液罐，液压缸活塞向右运动，带动转向杆及转向节转动，辅助车轮向左转动。三、汽车液压悬架车身高度控制系统车身高度控制系统是在被动悬架的基础上加装水平高度调节机构形成的。根据车身负载的变化自行调节，使车身高度不随乘员和载货的变化而改变，保证悬架始终有合适的工作行程。当汽车高速行驶时，车身高度控制系统能主动降低车身高度，以改善行车的操纵稳定性和液力传动特性。当汽车行驶与起伏不平的路面时，主动升高车身，避免车身与地面或悬架的磕碰。1-油箱2-粗过滤器3-精过滤器4-冷却器5-溢流阀6-单向阀7-压力继电器8-伺服阀9-二位三通电磁换向阀10-蓄能器

11-液压缸12-压力表13-电动机14-液压泵车身高度控制系统原理图千斤顶式车身高度控制系统的工作原理：系统主要由电控装置、动力源、电液伺服阀、蓄能器、传感器、ECU等组成，执行元件为液压缸。ECU根据车高传感器信号的变化和驾驶员选择的控制模式指令，给控制车高的电液伺服阀发出指令。当车需要升高时，三位四通伺服阀动作，接通供油油路，液压泵供给液压油进入液压缸支撑腔，车身上升。若伺服阀停止动作，液压缸支撑腔压力不变，车身维持在一定高度。若乘客增加使车身高度降低时，车身高度传感器给出的信号将于ECU存储的车高量不符，ECU就会发出指令，伺服阀通电打开，给液压缸支撑腔供油，直到车高达到规定的高度为止。当车身需要下降时，液压泵停止工作，三位四通伺服阀动作，接通回油油路，液压油回到油箱，车身下降。四、汽车液压减振器筒式液压减振器是汽车悬架系统中广泛采用的一种减振装置。工作原理：减振器壳体内的油液，反复地从一个内腔经小孔隙流入另一个内腔，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦形成对振动的阻尼力，车身、车架振动的能量经摩擦转化为热能，由油液和减振器壳体吸收散入大气中。单向作用筒式减震器双向作用筒式减震器1-上吊环2-活塞杆3-工作缸筒4-活塞5-流通阀6-储油缸筒7-压缩阀8-补偿阀9-下吊环