汽车机械基础 第3版 课件 第12章 汽车中的气压传动

《汽车机械基础》第12章汽车中的气压传动主讲教师：观察气动柔性机械手的工作过程，感受气压传动的神奇之处！柔性机械手常见的驱动方式有电动和气动‌。气动驱动的柔性机械手通过气动波纹管结构来控制动作。当气室充满空气时，手指弯曲；气室排空时，手指呈伸展状态‌。这种驱动方式使柔性机械手能承受大变形，并且分布式驱动控制使其动作更为灵活‌。此外，气动驱动的柔性机械手在设计和维护上也更为简便，只需简单的气动控制即可实现复杂的操作。‌本章我们将学习气压传动的基础知识。国产的柔性夹爪取生蛋黄思政切入点：结合我国制造技术提升，培养学生的民族自信心和自豪感！——阅后请删除目录本章学习目标010212.2汽车中的气压制动系统0304本章小结12.1气压传动基础知识本章学习目标知识目标理解气压传动的工作原理；理解气压传动的特点。掌握气压传动的组成；能力目标能识别汽车中的气压传动应用实例；能识别汽车中气压传动系统各零部件；能正确描述汽车气压制动系统的组成及工作原理。12.1气压传动基础知识12.1气压传动基础知识气压传动是指以压缩空气为工作介质进行能量转换、传递和控制的一种传动方式。气压传动也是一种常见的机械传动方式，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段，广泛地应用于各个领域。在汽车制造行业中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等常采用气压传动，而载货汽车和客车制动系统也几乎都使用气压制动。上图为汽车生产线上的机械手工作场景。一、气压传动系统的组成气压传动是指以压缩空气为工作介质进行能量转换、传递和控制的一种传动方式。

观察气压传动系统的图，看看有没有你认识的部件？气压传动系统工作过程：原动机（电动机1）驱动空气压缩机2，空气压缩机将电动机的机械能转换为气体的压力能，压缩后的空气进入储气罐3中。储气罐主要用于储存压缩空气并稳定压力。压缩空气经过压力控制阀4、逻辑元件5、方向控制阀6、流量控制阀7等控制元件的调节，进入执行元件9，推动活塞带动负载工作。二、气压传动系统的工作原理观察气压传动系统的图，说说气压传动的过程？对比之前学习过的机械传动形式与液压传动形式，讨论气压传动有哪些特点？

三、气压传动的特点（1）以空气为介质，来源方便，不污染环境，因此不需要回气管路，使其管路相对简单。（2）空气粘度小，管路流动能量损耗小，适合集中供气远距离输送。（3）安全可靠，不存在防火防爆问题，能在高温，辐射，潮湿，灰尘等环境中工作。（4）气压传动反应迅速。（5）气压元件结构简单，易加工，使用寿命长，维护方便，管路不容易堵塞，介质不存在变质和更换等问题。前面介绍的都是气压传动的优点，气压传动有没有缺点呢？（头脑风暴）思政切入点：任何传动形式都是有适用的场合和条件的，都有其局限性，气压传动也有它的缺点，实际上各种事物都是有优点也有缺点的，我们应该做的就是认识到他们的优点和缺点，恰当的进行选用和利用！——阅后请删除气压传动的缺点（1）空气可压缩性大，因此气动系统动作稳定性差，负载变化时对工作速度的影响大。（2）气动系统压力低，不易做大输出力度和力矩。（3）气控信号传递速度慢于电子及光速，不适用于高速复杂的传递系统。（4）排气噪音大。此外，与液压传动相比，气压传动的压力低、动力小，负载重的必须用液压；气压传动的精度不如液压传动高，气缸一般就伸出、缩回两个动作，液压传动的动作更加多样，可以实现加速和减速的动作；在动作过程中气缸停顿但位置比液压缸的偏差大；气体压缩时体积变化率大。12.2汽车的气压制动系统汽车中的钳盘式气压制动器气压制动的制动力矩大，踏板行程较短，操纵轻便，使用可靠，压缩空气不易泄露，对密封件的要求比较低，气压传动气体体积变化大，即使有泄漏，对压力传递的影响也相对较小。因此中型以上的载货汽车、客车等大都采用气压制动，大多数的电动商用车，如纯电动客车、纯电动物流车、纯电动洗扫车等也都采用气压制动系统。

一、气压制动系统的组成气压制动系统主要由空气压缩机、储气筒、制动气室、调压阀、制动踏板、气压制动器等组成。观察气压制动系统图，认识气压制动系统的组成部分。除了上述核心部件外，气压制动系统还包括多个辅助部件，如气压表、气压开关等。气压表可以用于检测气压制动系统的气压，以保证系统正常工作。（1）空气压缩机。空气压缩机是气压制动系统的核心部件，由发动机或电动机通过传动带、齿轮等驱动。它的作用是将空气压缩成高压气体，通过管路输送到制动气缸中，产生制动力。（2）制动气室。制动气室是将压缩空气转化为机械能的重要组成部分，其内部装有活塞和活塞杆，当气压进入气缸时，活塞就会向外移动，从而带动制动器运动。（3）储气筒。储气筒的作用是存储压缩空气。当驾驶员踩下制动踏板时，储气筒内的压缩空气通过控制阀进入制动管路，作用在气压制动器上。（4）调压阀。调节储气筒中压缩空气压力，使其保持在规定的压力范围。（5）制动控制阀。控制制动气室中的工作压力，并可以使其变化。（6）气压制动器。气压制动器安装在车轮上，对车轮产生制动作用，使其减速或停转。气压制动系统各部分作用

二、气压制动系统的工作原理某中型货车双回路气压制动系统1-空气压缩机2-调压阀3-前制动器室4-双针气压表5-主储气罐（供后制动器）6-低压报警开关7-储气罐单向阀8-取气阀9-主储气罐（供前制动器）10-快放阀11-后制动气室12-挂车分离开关13-接头14-挂车制动阀15-安全阀16-湿储气罐17-放水阀18-双腔制动阀19-梭阀根据前面介绍的气压制动系统各部分作用，分析货车气压制动系统的组成分析其工作原理？由发动机或电动机驱动的空气压缩机（简称空压机）1将压缩空气经单向阀7输入湿储气罐16中，压缩空气在湿储气罐内冷却并进行油水分离之后，分成两个回路。当驾驶员踩下制动踏板时，通过杠杆作用使控制阀打开。其中一个回路经储气罐9、双腔制动阀18的后腔通向前制动气室2。当需要制动时，驾驶员再次踩下制动踏板，控制阀打开，让储气罐内的压缩空气进入制动器。制动器内的活塞被压缩空气推动，使制动器夹紧车轮上的制动鼓或制动盘，从而实现制动。总结：气压制动系统的工作原理另一个回路经储气罐5、双腔制动阀18的前腔和快放阀10通向后制动气室11。当其中一个回路发生故障失效时，另一个回路仍可继续工作，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。当放松制动踏板时，制动控制阀使各制动气室与大气相通，会产生气压泄压的声音，从而解除制动。1-空气压缩机2-调压阀3-前制动器室4-双针气压表5-主储气罐（供后制动器）6-低压报警开关7-储气罐单向阀8-取气阀9-主储气罐（供前制动器）10-快放阀11-后制动气室12-挂车分离开关13-接头14-挂车制动阀15-安全阀16-湿储气罐17-放水阀18-双腔制动阀19-梭阀双腔制动阀18通过制动踏板来操纵。不制动时，前、后制动气室分别经制动阀和快放阀与大气相通，而与来自储气罐的压缩空气隔绝，因此所有车轮制动器均不制动。当驾驶员踩下制动踏板时，制动阀首先切断各制动气室与大气的通道，并接通与压缩空气的通道，于是两个主储气罐便各自独立地经制动阀向前、后制动气室供气，促动前、后制动器产生制动。图中还有一条通向挂车制动回路的气路。在不制动的情况下，前制动储气罐通过挂车制动阀14、挂车分离开关12、接头13向挂车储气罐充气。制动时，双腔制动阀的前、后腔输出气压都通入梭阀19。由于两腔输出的气压不可能一致，梭阀只允许压力较高腔的压缩空气输入挂车制动阀9，从而控制装在挂车上的继动阀，使挂车产生制动。1-空气压缩机2-调压阀3-前制动器室4-双针气压表5-主储气罐（供后制动器）6-低压报警开关7-储气罐单向阀8-取气阀9-主储气罐（供前制动器）10-快放阀11-后制动气室12-挂车分离开关13-接头14-挂车制动阀15-安全阀16-湿储气罐17-放水阀18-双腔制动阀19-梭阀由于气压制动中的传动介质是压缩空气，导致制动系统响应的时间较长，不如液压制