李亞杰汽車機械基礎(chǔ)項目6汽車液壓傳動分析任務(wù)6.2汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)工作原理分析汽車發(fā)動機工作時，發(fā)動機潤滑系統(tǒng)靠機油泵提供動力。機油泵能將輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，機油泵的泵油流量和壓力也會發(fā)生相應(yīng)的變化?？刂破渥兓氖且簤嚎刂圃?，它們可以控制發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的壓力始終保持在一定范圍內(nèi)。發(fā)動機潤滑系統(tǒng)要想正常工作，除了要有機油泵、控制元件，還需要有一些輔助元件。【任務(wù)描述】機油泵一、液壓泵（一）液壓泵的工作原理、類型及圖形符號

吸油：密封容積增大，產(chǎn)生真空；

壓油：密封容積減小，油液被迫壓出。

1.液壓泵的工作原理1—偏心輪2—柱塞3—缸體4—彈簧5、6—單向閥a.形成密封容積；

b.密封容積變化；c.吸壓油口隔開--具有配流裝置。

必要條件概括成“三句話，十八個字”：構(gòu)成容積式泵有兩個必要條件：①具有密封容積，且密封容積又可以周期性的變化。密封容積由小變大時吸油，密封容積由大變小時壓油。

②具有配流裝置（將吸、壓油口隔開）。配流裝置保證密封容積由小變大時只與吸油管連通，密封容積由大變小時只與壓油管連通。按結(jié)構(gòu)形式:齒輪式、葉片式、柱塞式

按輸油方向能否改變:單向泵、雙向泵按輸出排量能否調(diào)節(jié)：定量泵、變量泵按工作壓力：低壓泵、中壓泵、中高壓泵、高壓泵2.液壓泵的類型和圖形符號（a）單向定量液壓泵

（b）單向變量液壓泵

（c）雙向定量液壓泵（d）雙向變量液壓泵（二）常用液壓泵的特點、結(jié)構(gòu)及工作原理1.齒輪泵按嚙合形式可分為：外嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵外嚙合內(nèi)嚙合

組成：由前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪組成。（1）外嚙合齒輪泵①密封容積形成：齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成。

②密封容積變化：齒輪退出嚙合容積增大吸油；齒輪進入嚙合容積減小壓油。

③吸壓油口隔開：兩齒輪嚙合線及泵蓋。外嚙合齒輪泵的工作原理：外嚙合齒輪泵工作原理圖組成：小齒輪、內(nèi)齒輪、月牙形隔板等。（2）內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵①小齒輪帶動內(nèi)齒輪同向（順時針）異速旋轉(zhuǎn)，上半部分輪齒退出嚙合，形成真空吸油；下半部分輪齒進入嚙合，容積減小壓油。②月牙板同兩齒輪將吸壓油口隔開。內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理：擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵（擺線轉(zhuǎn)子泵）組成：內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相差一齒，且有一偏心距。擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵2.葉片泵分類:雙作用卸荷式——定量泵單作用非卸荷式——變量泵雙作用葉片泵單作用葉片泵（1）雙作用式葉片泵組成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤、傳動軸、殼體等。①密封容積形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配油盤圍成。

②密封容積變化：轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)，左上、右下，葉片伸出，密封容積增大吸油；右上、左下，葉片縮回，密封容積減小壓油。

③吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片。特點：

①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各兩次，稱雙作用式。

②吸、壓油口對稱，徑向力平衡，稱卸荷式。雙作用式葉片泵工作原理：（2）單作用式葉片泵

組成：定子、轉(zhuǎn)子（偏心安裝）、葉片、配流盤、傳動軸、殼體等。

單作用式葉片泵工作原理：①密封容積形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配油盤圍成。

②密封容積變化：轉(zhuǎn)子逆轉(zhuǎn)，上半周，密封容積增大吸油；下半周，密封容積減小壓油。

特點：

①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各一次，稱單作用式。

②吸、壓油口各半，徑向力不平衡，稱非卸荷式。

3.柱塞泵按柱塞排列方式：軸向柱塞泵徑向柱塞泵軸向柱塞泵：①斜軸式②斜盤式徑向柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵特征：柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線。組成：配油盤、柱塞、缸體、傾斜盤等。（1）斜盤式軸向柱塞泵工作原理：

①密封容積形成：柱塞和缸體配合而成。

②密封容積變化：缸體逆轉(zhuǎn)，右半周，密封體積增大吸油；左半周，密封體積減小壓油。

③吸壓油口隔開：配流盤上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔。斜盤式軸向柱塞泵工作原理

特征：各柱塞排列在傳動軸半徑方向，即柱塞中心線垂直于傳動軸中心線。組成：定子、轉(zhuǎn)子（偏心）、柱塞、配油軸（固定）等。（2）回轉(zhuǎn)式徑向柱塞泵1－定子；2－轉(zhuǎn)子；3－配油軸；4－壓油孔；5－柱塞；6－吸油孔；a－吸油腔；b－壓油腔。工作原理：

①密封容積形成：柱塞和缸體配合而成。

②密封容積變化：轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)，上半周，密封體積增大吸油，下半周，密封體積減小壓油。液壓馬達的作用：將液壓能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)形式的機械能，而對負載作功。液壓馬達和液壓泵的區(qū)別：

①作用上相反；

②結(jié)構(gòu)上相似（略有差別）；

③原理上互逆，當(dāng)向泵輸入壓力油時，其軸輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩則成為馬達。二、液壓馬達和液壓缸液壓缸的作用：將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能而對負載作功。

按照轉(zhuǎn)速分：高速（額定轉(zhuǎn)速大于500r/min）、低速（額定轉(zhuǎn)速小于500r/min）；按照排量能否調(diào)節(jié)：定量、變量；按照輸油方向能否改變：單向、雙向；按照輸出轉(zhuǎn)矩是否連續(xù)：旋轉(zhuǎn)式、擺動式。（一）液壓馬達（a）單向定量液壓馬達

（b）單向變量液壓馬達（c）雙向定量液壓馬達

（d）雙向變量液壓馬達

特點：起動力矩小，低速穩(wěn)定性差，適用于回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)。1.齒輪式液壓馬達2.雙作用葉片式液壓馬達進油口出油口結(jié)構(gòu)特點：

①進出油口相等，有單獨的泄油口；

②葉片徑向放置，葉片底部設(shè)有扭力彈簧；

③在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有單向閥。（二）液壓缸作用：將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能而對負載作功。（1）按結(jié)構(gòu)形式分：活塞式、柱塞式、擺動式和組合式

①活塞缸和柱塞缸實現(xiàn)往復(fù)直線運動，輸出速度和推力；

②擺動缸實現(xiàn)往復(fù)擺動，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩。（2）按作用方式分：單作用式、雙作用式

①單作用式液壓缸反方向依靠外力實現(xiàn)；

②雙作用式液壓缸中，壓力油交替進入液壓缸的兩腔，使缸實現(xiàn)正反兩個方向的運動。1.液壓缸的類型及運動形式2.常用液壓缸的工作原理

活塞式液壓缸：在缸體內(nèi)作相對往復(fù)運動的組件為活塞的液壓缸。分類：按伸出活塞桿不同：雙桿、單桿

按固定方式不同：缸體固定、活塞桿固定

（1）雙桿活塞式液壓缸

特點：①兩腔面積相等；

②壓力相同時，推力相等；流量相同時，速度相等。

（即具有等推力等速度特性）圖形符號工作原理圖（2）單桿活塞式液壓缸特點：①兩腔面積不等；

②壓力相同時，推力不等；流量相同時，速度不等。

（即不具有等推力等速度特性）圖形符號工作原理圖

柱塞式液壓缸：在缸體內(nèi)作相對往復(fù)運動的組件為柱塞的液壓缸。結(jié)構(gòu)：缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等。

（3）柱塞式液壓缸圖形符號工作原理圖

工作原理：只能單向運動，回程需靠外力（彈簧力、自重）；需雙向運動時，常成對使用。3.液壓缸的密封

液壓缸的密封主要是指活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間的動密封以及端蓋與缸體之間的靜密封。常見的密封形式：間隙密封和密封圈密封。

（1）間隙密封

密封原理：利用相對運動零件配合面之間的微小間隙防止泄漏。環(huán)形槽作用：①自動對中心，減小摩擦力；②增大泄漏阻力，減小偏心量，提高密封性能；③儲存油液，自動潤滑。

特點應(yīng)用：

∵結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻力小，耐高溫，但泄漏較大，并且隨著時間增加而增加，加工要求高。

∴主要用于尺寸小，壓力低，速度高的液壓缸或各種閥。（2）密封圈密封

密封圈類型：O型、Y型、V型等；材料：耐油橡膠、尼龍。①O型密封圈

密封原理：利用密封圈的安裝變形來密封。

特點應(yīng)用：

∵O型圈截面為圓形，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，密封性能好，摩擦力小。

∴一般安裝在外圓或內(nèi)圓上截面為距形的溝槽內(nèi)以實現(xiàn)密封。

O型圈應(yīng)用相當(dāng)廣泛，既可用于動密封又可用于靜密封。②Y型密封圈

密封原理：密封圈受油壓作用使兩唇張開并貼緊在軸或孔的表面實現(xiàn)密封。

特點應(yīng)用：

∵Y型圈靠唇邊張開后實現(xiàn)密封，∴安裝時唇邊必須對著壓力油腔；又∵Y型圈密封可靠，摩擦力小，壽命長，∴常用于速度較高的液壓缸。③V型密封圈

結(jié)構(gòu)：由支撐環(huán)、密封環(huán)、壓緊環(huán)疊合而成，開口面向高壓側(cè)。

密封原理：當(dāng)壓緊環(huán)壓緊密封環(huán)時，支撐環(huán)使密封環(huán)產(chǎn)生變形而實現(xiàn)密封。特點應(yīng)用：

∵V型密封圈是組合裝置，∴密封效果良好，耐高壓，壽命長。增加密封環(huán)可提高密封效果，但摩擦阻力增大，尺寸大，成本高。三、液壓控制閥閥的分類和功用：（一）方向控制閥功用：控制油液流動方向，改變進入執(zhí)行元件油液方向，滿足工作機構(gòu)往復(fù)運動或鎖緊的要求。（二）壓力控制閥功用：控制和調(diào)節(jié)液流壓力，滿足執(zhí)行元件對力或力矩、或其它有關(guān)壓力的要求。（三）流量控制閥功用：控制液體流量，以控制執(zhí)行元件運動速度。液壓控制閥（簡稱液壓閥）是在液壓系統(tǒng)中用來控制與調(diào)節(jié)油液的流動方向、壓力或流量的元件。（一）方向控制閥（1）普通單向閥（逆止閥或止回閥）功用：只允許油液正向流動，不許反流。結(jié)構(gòu)：閥體、閥心（錐形或鋼球式）、彈簧等組成。功用：用以控制油液的流動方向或液流的通斷。分類：單向閥、換向閥1.單向閥（2）液控單向閥功用：正向流通，反向受控流通。結(jié)構(gòu)：普通單向閥+液控裝置。①按工作位置數(shù)分：二位、三位、四位位：閥芯相對于閥體的工作位置數(shù)。②按通路數(shù)分：二通、三通、四通、五通通:閥體對外連接的主要油口數(shù)。（不包括控制油、泄漏油口）③按控制方式分：手動閥、機動閥、電動閥、液動閥和電液動閥④

按閥的安裝方式分：管式換向閥、板式換向閥和法蘭式換向閥（1）換向閥的分類2.換向閥（滑閥式）（2）換向閥的工作原理閥芯（臺肩）：有多段環(huán)形槽的圓柱。閥體（沉割槽）：有多級沉割槽的圓柱孔。

三臺肩五沉割槽兩臺肩三沉割槽滑閥式換向閥換向閥的工作原理①位：用方格表示，幾位即幾個方格。②通（↑）不通（┴、┬）：箭頭首尾和堵截符號與一個方格有幾個交點即為幾通。③

常態(tài)位：常態(tài)位表示元件的初始狀態(tài)的位置。二位閥，靠彈簧的一格；三位閥，中間一格。原理圖中，油路應(yīng)該連接在常態(tài)位置。④P、A、B、T字母含義：

P-進油口（左下），T-回油口（右下）,

A、B-與執(zhí)行元件連接的工作油口（左上、右上）。

彈簧：W、M，畫在方格兩側(cè)。（3）換向閥的圖形符號名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號二位二通

二位三通

二位四通

三位四通

二位五通

三位五通

換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖和圖形符號（4）常用的換向閥①機動換向閥（行程閥）特征：利用擋鐵或凸輪使閥芯運動以控制流向。

②手動換向閥特征：利用手動杠桿操縱閥芯運動以控制流向。

③電磁換向閥特征：利用電磁鐵推力，推動閥芯運動以控制流向。

④液動換向閥特征：利用壓力油改變滑閥位置以控制流向。

⑤電液換向閥特征：利用電磁閥控制液動閥，以變換液流方向。

電磁閥（先導(dǎo)閥）與液動閥（主閥）組合而成。

電磁換向閥機動換向閥手動換向閥電液換向閥液動換向閥（二）壓力控制閥1.溢流閥

（1）溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖形符號①直動式溢流閥分類：溢流閥、減壓閥和順序閥功用：控制液壓系統(tǒng)的壓力。1—閥體2—錐閥芯3—彈簧4—調(diào)壓螺釘②先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)閥主閥RXPT圖形符號（2）溢流閥的應(yīng)用①作溢流閥，使系統(tǒng)壓力恒定。②作安全閥，對系統(tǒng)起過載保護作用。③

作背壓閥，改善執(zhí)行元件運動的平穩(wěn)性。④用先導(dǎo)式溢流閥對系統(tǒng)實現(xiàn)遠程調(diào)壓或使泵卸荷。（a）用于溢流穩(wěn)壓

（b）用于防止過載

（c）用于遠程調(diào)壓2.減壓閥功用：降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)有兩個或多個不同壓力。

減壓原理：利用油液在某個地方的壓力損失，使出口壓力低于進口壓力，并保持恒定，故稱定值減壓閥。

先導(dǎo)式減壓閥：圖形符號

①減壓閥利用出口液壓力與彈簧力平衡，保持出口壓力恒定；而溢流閥則利用進口液壓力與彈簧力平衡，保持進口壓力恒定。②減壓閥的進、出油口均有壓力，所以彈簧腔的泄油需從外部單獨接回油箱（即外泄型）；而溢流閥的泄油可沿內(nèi)部通道經(jīng)回油口流回油箱（即內(nèi)泄型）。③在常態(tài)下，減壓閥閥口常開，進、出油口互通；而溢流閥閥口常閉，進、出油口不通。④減壓閥一般串聯(lián)于系統(tǒng)，而溢流閥一般并聯(lián)于系統(tǒng)。先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥相比較，最主要的區(qū)別如下：先導(dǎo)式減壓閥先導(dǎo)式溢流閥3.順序閥功用：利用液壓系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷，從而實現(xiàn)多個液壓元件按一定的順序動作。工作原理：閥的出口通壓力油，必須專門設(shè)置一泄漏油口，以使其正常工作。

分類：按結(jié)構(gòu)形式分：先導(dǎo)式、直動式按控制油路分：內(nèi)控式、外控式按泄漏方式分：內(nèi)卸式、外卸式直動式內(nèi)控順序閥圖形符號（三）流量控制閥

功用：通過改變閥口過流面積來調(diào)節(jié)輸出流量，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。分類：節(jié)流閥、單向節(jié)流閥

結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、彈簧、調(diào)節(jié)手輪等。1.節(jié)流閥圖形符號結(jié)構(gòu)原理圖2.單向節(jié)流閥

單向節(jié)流閥由節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)組合而成。它既可以作單向閥使用，又可以作節(jié)流閥使用。單向節(jié)流閥主要通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度來控制液體流量。1.蓄能器蓄能器是儲存壓力油的一種容器。蓄能器在液壓系統(tǒng)中的主要作用是在短時間內(nèi)供應(yīng)大量壓力油，補償泄漏，以保持系統(tǒng)壓力，消除壓力脈動與緩和液壓沖擊等。四、液壓輔助元件2.過濾器過濾器的作用是凈化工作油液，清除油液中的雜物，防止油路堵塞和元件磨損，確保系統(tǒng)正常工作。常用過濾器類型：網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式和紙芯式。網(wǎng)式燒結(jié)式線隙式紙芯式3.壓力表和壓力表開關(guān)壓力表用于觀測系統(tǒng)中各工作點的壓力，以便控制和調(diào)整系統(tǒng)壓力。最常用的是彈簧彎管式壓力表。

工作原理：利用彈簧彎管的彈性變形測量壓力。壓力表

壓力表開關(guān)用于切斷或接通壓力計和油路的通道。壓力表開關(guān)按所能測量的測點數(shù)目分為一點、三點和六點三種。工作原理：圖示為非測量位置，若將手柄推進去，可測一點壓力。若將手柄轉(zhuǎn)到另一位置，便可測另點壓力。常用的閥類連接板有油路板和集成塊兩種形式。集成塊連接結(jié)構(gòu)緊湊，少用油管，回路可標(biāo)準化，便于設(shè)計和制造。4.閥類連接板1—油箱2—液壓泵3—電動機

4—閥5—回路塊6—油管5.油箱油箱除了用來儲油以外，還起到散熱、分離油中雜質(zhì)和空氣的作用。汽車液壓系統(tǒng)一般采用單獨油箱，汽車在修理設(shè)備中一般可利用設(shè)備底座作為油箱，這樣可使結(jié)構(gòu)緊湊。6.油管和管接頭油管和管接頭是各元件組成系統(tǒng)時必需的連接和輸油元件。液壓傳動中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。固定元件間的油管常用鋼管和銅管；有相對運動的元件之間一般采用軟管連接；在回油路中，可用尼龍管或塑料管。油管與管接頭的連接方式分為：焊接式、卡套式、管端擴口式、扣壓式等。1.汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理分析五、液壓傳動汽車應(yīng)用實例液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1—轉(zhuǎn)向控制閥

2—活塞

3—齒條

4—儲油罐

5—齒輪泵6—溢流閥

7—工作缸

8—轉(zhuǎn)向橫拉桿

9—防塵套1.汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理分析五、液壓傳動汽車應(yīng)用實例工作原理：

車輛直線行駛時，轉(zhuǎn)向控制閥閥芯處在中間位置，如上圖中

A

標(biāo)記。從齒輪泵5泵入的油液分別通過閥體和閥芯縱槽和槽間形成的兩邊相等的間隙，流入工作缸7的左、右兩腔，當(dāng)兩腔的油液壓力達到相等的一定值后，油液便經(jīng)溢流閥6流回到儲油罐

4，形成長流式油液循環(huán)。由于工作缸7左、右兩腔的油液壓力相等，因此活塞保持中間位置，即車輪保持直線行駛方向。

車輛轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向控制閥閥芯在轉(zhuǎn)向盤的作用下轉(zhuǎn)過一定角度，如下圖所示。此時，進油管與工作缸右腔的油管相通，而工作缸左腔的油管與回油管相通。因此，工作缸右腔進油，壓力增加；工作缸左腔回油，壓力降低，即活塞右邊受到的壓力增大，而左邊受到的壓力減小，因此，活塞受到向左的液壓力，幫助車輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動后停在某一位置時，閥體隨轉(zhuǎn)向螺桿在液壓力和扭桿彈力的作用下，沿轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)一個角度，使之與閥芯的相對角位移量減小，左、右油腔油液壓差減小，但仍有一定的助力作用，使助力扭矩與車輪的回正力矩相平衡，車輪即維持在某一轉(zhuǎn)角位置上。1—轉(zhuǎn)向控制閥4—儲油罐

5—齒輪泵6—溢流閥7-工作缸2.汽車液壓制動系統(tǒng)的工作原理分析行駛不制動：所有機件處于安裝原始位置。制動蹄與制動鼓之間保持一定間隙，制動鼓隨車輪自由轉(zhuǎn)動而不受阻礙。制動時：踩下制動踏板，通過推桿、主缸活塞，主缸內(nèi)的壓力油流入輪缸，推動輪缸活塞，制動蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動，制動蹄向兩邊張開，使其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓柱面上，產(chǎn)生摩擦力矩，其方向與車輪轉(zhuǎn)向相反。制動鼓將該力矩傳給車輪。車輪與路面間有附著作用，車輪對路面有向前的制動力Fμ，路面對車輪有向后的反作用力FB（制動力）。制動力由車輪經(jīng)車橋、懸架傳給車架及車身，使車輛減速或停車。放松制動踏板：在復(fù)位彈簧作用下，兩個制動蹄向中間收攏，迫使輪缸的油液流回主缸，制動蹄與制動鼓又恢復(fù)了原來的間隙，從而制動作用解除?！救蝿?wù)實施】汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)油路示意機油是潤滑發(fā)動機的必需介質(zhì)，可以起到潤滑、冷卻、防銹等作用。在需要潤滑時，只要發(fā)動機啟動運轉(zhuǎn)，機油泵就會強制帶動機油在油道內(nèi)進行流動，為機油提供足夠的壓力，使機油得以在發(fā)動機內(nèi)循環(huán)流動。機油總體的流向是從油底殼出發(fā)