2012-1023编写汽车液压与气压传动实验指导书

2012-1023编写汽车液压与气压传动实验指导书交通与汽车工程学院《汽车液压与气压传动》
实验指导书
适用专业: 汽车服务工程
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学时: 学分:
编写单位: 汽车工程系
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目录
实验一齿轮泵拆装实验.............................................................................. 2 实验二叶片泵拆装实验.............................................................................. 4 实验三气压缸拆装实验.............................................................................. 7 实验四自卸汽车举升机构演示实验............................................................... 9 实验五装载机装卸机构演示实验..................................................................12 主要参考文献 (16)
《汽车液压与气压传动》实验指导书
实验一齿轮泵拆装实验
一、实验目的和任务
液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对齿轮泵的拆装，可加深对齿轮泵结构及工作原理的了解。

二、实验仪器、设备及材料
1、拆装:齿轮泵。

2、内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、游标卡尺。

三、实验原理及步骤
实验原理:齿轮泵为液压系统中的常见动力元件，其工作原理是靠齿轮的轮齿间的容积变化工作的。

了解齿轮泵的困油问题并从结构上加以分析解决的措施，通过实物分析齿轮泵的工作三要素(三个必须的条件)。

认识齿轮泵的铭牌、型号等内容。

掌握齿轮泵和马达的职能符号(定量、动量、单向、双向)及选型要求等。

掌握拆装油泵和马达的方法和拆装要点。

拆卸及装配步骤:
1)松开6个紧固螺钉，分开端盖1和4;从泵体3(图1—1)中取出主动齿轮及轴、从动齿轮及轴; 2)分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。

装配顺序与拆卸相反。

四、实验注意事项
1、注意拆装的顺序;
2、注意拆装中主要使用的工具的使用;
3、注意在装配后根据其工作原理判断装配的正确性。

五、思考题
1、画出齿轮油泵工作原理简图，说明其主要结构组成及工作原理,
2、齿轮泵的卸荷槽的作用是什么,
3、液压泵的密封工作区是指哪一部分,
4、分析影响齿轮泵正常工作及容积效率的因素，了解易产生故障的部件并分析其原因。

六、齿轮泵结构
CB-B型齿轮泵，结构图见图1—1
图1,1
主要零件分析:
1)泵体3 泵体的两端面开有封油槽，此槽与吸油口相通，用来防止泵内油液从泵体与泵盖接合面外泄，泵体与齿顶圆的径向间隙为0.13,0.16mm。

2)端盖1与4 前后端盖内侧开有卸荷槽(见图中虚线所示)，用来消除困油。

端盖1上吸油口大，
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《汽车液压与气压传动》实验指导书压油口小，用来减小作用在轴和轴承上的径向不平衡力。

3)齿轮2 两个齿轮的齿数和模数都相等，齿轮与端盖间轴向间隙为
0.03,0.04mm，轴向间隙不可
以调节。

记录数据:
主动齿轮齿从动齿轮齿齿顶圆直径泵体内腔直间隙齿厚中心距数数径
实验二叶片泵拆装实验
一、实验目的和任务
液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对叶片泵的拆装，可加深了解叶片
泵的工作原理，各零件
功能，结构形状及其之间的装配关系和运动关系。

二、实验仪器、设备及材料
1、拆装:双作用定量叶片泵。

、内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、游标卡尺。

2
三、实验原理及步骤
实验原理:叶片泵为液压系统中的常见动力元件，其工作原理是靠定子和转子
及相邻叶片间容积
变化工作的。

认识叶片泵的铭牌、型号等内容。

掌握叶片泵的职能符号(定
量、动量、单向、双向)
及选型要求等。

掌握拆装叶片泵的方法和拆装要点。

拆卸及装配步骤:
1)松开固定螺钉，拆下盖板10(螺栓三颗);
2)松开固定螺钉，拆下滑块端盖，取出支撑滑块等;
3)松开固定螺钉，拆下传动轴左右端盖，取出定子、转子传动轴组件和配流盘;
4)分解以上各部件。

拆卸后清洗、检验、分析，装配与拆卸顺序相反。

四、实验注意事项
1、注意拆装的顺序;
2、注意拆装中主要使用的工具的使用;
3、注意在装配后根据其工作原理判断装配的正确性。

五、思考题
1、画出双作用定量叶片泵工作原理简图，说明其主要结构组成及工作原理,
2、叶片式液压马达结构与叶片泵有哪些不同之处,
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六、液压泵结构
双作用定量叶片泵，结构图见图2—1。

图2-1双作用叶片泵结构简图
1一滚针轴承 2、7一配流盘 3一传动轴 4—转子 5—定子
6、8一泵体 9一滚动轴承 10一盖板 11一密封圈 12一叶片
主要零件分析:
1)定子和转子转子的外表面是圆柱面。

定子、转子中心固定，转子径向开有14条槽可以安置叶片。

2)叶片该泵共有14个叶片，流量脉动较小。

3)配流盘配流盘上有四个圆弧槽，其中一个为压油窗口a，另为吸油窗口c，其他两个b、d是通叶片底部的油槽。

a与b接通，c与d接通。

这样可以保证，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽与吸油腔相通，保持叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。

工作原理:双作用式叶片泵的工作原理如图2—2所示。

双作用式叶片泵亦由转子1、定子2、叶片3、端盖和配油盘等件组成。

与单作用式不同的是，其定子和转子是同心的，定子的内表面不是内圆柱面而是由八段曲面(四段圆柱面、四段过渡曲面)拼成。

当转子在图示方向回转时，定子和配油盘不动，处在左上角和右下角处的密封工作腔的容积逐渐变大，为吸油区;处在右上角和左下角处的密封工作腔的容积逐渐缩小，为压油区。

吸油区和压油区之间各有一段封油区将二者隔开。

这种泵的转子每转一周，每个密封的工作腔吸油压油各两次，所以叫做双作用式叶片泵。

又由于这种泵的两个吸油区和两个压油区是对称分布的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又叫做平衡式叶片泵。

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图2—2 叶片泵工作原理图
记录数据:
转子叶片槽叶片数叶片厚间隙宽度
实验三气压缸拆装实验
一、实验目的和任务气压缸是气压系统的重要组成部分，通过对气压缸的拆装，可加深对气压缸结构及工作原理的了解。

二、实验仪器、设备及材料
、拆装:气压缸。

1
2、内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、游标卡尺。

三、实验原理及步骤
实验原理:气压缸是通过活塞断面的轴向受压而产生推力，根据其流量的不同而产生不同的速度，
气压缸是一种重要的执行元件。

拆卸步骤:
1)松开固定螺钉，拆下端盖及密封圈;
2)拆下活塞及活塞杆组件;
3)分解以上各部件。

拆卸后清洗、检验、分析，装配与拆卸顺序相反。

四、实验注意事项
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1、通过拆装，掌握气压缸零部件构造，了解其加工工艺要求。

2、了解各零件功能，结构形状及其之间的装配关系和运动关系。

3、了解易产生故障的部件并分析其原因。

4、了解如何认识气压缸的铭牌、型号等内容。

5、掌握拆装气压缸的方法和拆装要点。

五、思考题
1、画出气压缸工作原理简图，说明其主要结构组成及工作原理;
2、气压缸如何设置缓冲装置,
3、如何调整气压缸运动速度,
六、气压缸结构及工作原理
结构图见图3—1。

1、气缸的组成气缸主要由缸筒、活塞、活塞杆、前后端盖及密封件等组成，如图3,1所示为普通气缸结构。

2、气缸的工作原理图3,l所示双作用气缸为例。

所谓双作用是指活塞的往复运动均由压缩空气来驱动。

在单伸出活塞杆的动力缸中，因无杆腔的活塞面积较大，当空气压力接入无杆腔时，提供一慢速的和作用力大的行程，为工作进程;返回时，则相反，提供一快速和作用力小的行程，为工作回程。

此类气缸的使用最为广泛，一般应用于包装机械、食品机械、加工机械等设备上。

图3,1 双作用气缸
1,活塞杆 2,缸筒 3,活塞 4,缸盖
主要零件分析:
1)缸筒加工工艺要求;
2)端盖及端盖孔加工工艺要求;
3)活塞杆加工工艺要求;
记录数据:
活塞杆端盖孔缸筒内径行程直径内径
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实验四自卸汽车举升机构演示实验
实验目的
1、自卸汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善，已经成为当今货物运输的主要专用汽车之一。

自卸汽车举升机构又称倾卸机构，包括货厢、副车架、车厢铰链、举升油缸及其杠杆系统。

现代自卸车的举升机构均以液压能作为举升动力。

按照举升油缸与车厢的连接方式分为:油缸直推式和油缸与连杆组合式两大类，机构一般由三角臂、副车架和车厢构成的连杆机构与油缸组合而成。

此类举升机构具有平顺，举升刚度好，是油缸行程成倍增大，可采用结构简单、密封性好、易于加工的单缸，布置灵活多样等许多优点，因而广泛应用于现代中、轻型自卸车。

其中以T式和D式最为常见。

本模型实验装置选用油缸(本模型实验装置用气压缸替代液压缸)连杆组合式中的T式即马勒里举升臂式举升机构(见图4-1)，它是一种由翻转车厢、举升液压缸、举升三角臂、拉杆及文承铰座等构件组成的气压缸前推连扦组合式机构，又称连杆复合式举升机构。

这种机构在综合性能方面有独特之处，被广泛应用于自卸汽车特别是中、重型自卸汽车上。

举升机构是自卸汽车的核心机构，它直接关系到自卸汽车的整车结构和举升性能。

2、掌握气压元件在气动控制回路中的应用。

3、培养分析和解决实际问题的能力。

4、巩固液(气)压传动基本理论知识，了解液(气)压传动设备的基本实验原理，进一步熟悉液(气)压元件的工作性能。

5、熟悉自卸汽车举升机构的基本结构。

图4-1 自卸汽车举升机构
实验仪器、设备及材料
完全按照真车尺寸进行缩小，比例为1:4，
实验装置的组成:3位5通换向阀，气缸，空气压缩机，气管，油水过滤杯
原理图见图4,2。

实验原理及步骤
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利用气压传动原理，模拟自卸汽车货箱的举升过程
逐步调节气压缸上的阻尼调节阀，使货箱能按照设定的时间举升到指定位置。

操作时可长时间按动3位5通换向阀的按钮，使货箱一次举升到位，也可在中间位置停留，观察举升机构各部件所处的位置。

1、准备工作。

将自卸车模型平放在地上，以车头向左为标准。

待检查连接是否存在松动，空压机是否正常工作过后，准备就绪;
图4,2 举升机构原理图(图示为液压回路)
2、拆解3位5通换向阀、油水过滤杯、消音器、管路快速接头。

3、举升操作。

待之前的准备工作就绪后，就可以通过手动单向阀控制开关，
控制自卸车的举升机构，是货厢在最大举升角范围内，按任意角度、任意位置举升、停留。

具体操作如下:在气缸行程为零即货厢举升角为0度时，按3位5通换向阀的上面一个按钮不放手，在货厢到达想要的位置时，再松手停止对按钮的按动即可。

4、下降操作。

同样，当下降货厢时，按3位5通换向阀的下面一个按钮不放手，在货厢到达想要的位置时，再松手停止对按钮的按动即可。

5、拆装电磁换向阀及相关机构。

实验注意事项
1、将演示装置远离空气压缩机，保证人员的安全;
2、各连接接头连接要牢固，不能漏气，更不能脱离，以免造成伤害事故，学
生自行操作时，指导教师应注意观察，保证安全。

思考题
1、根据本演示装置，比较液压传动与气压传动的优缺点，画出各自的原理图,
2、本演示装置是根据自卸汽车举升装置的哪种机构制成的，有何特点,
3、如何控制演示装置举升与下降的速度,
4、液压换向阀与气压换向阀在结构上有何不同,
实验报告要求
1. 绘制模型的机构图(处于最大举升位置)及气压管路连接图。

2. 绘制3位5通换向阀处于上位、下位时的结构示意图，标注气流方向。

3. 消音器的作用。

4. 如该演示装置采用液压系统，应怎样布置，绘制原理图。

5. 回答思考题。

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实验五装载机装卸机构演示实验
一、实验目的
1、了解装载机结构及其用途
装载机装卸机构由铲斗、动臂、连杆、摇臂、控制阀、连接管路等组成(参考图5-1)。

装载机属于铲土运输机械类，是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。

换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。

在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。

此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。

由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。

2、掌握气/液压同步控制回路
3、了解组成液/气动回路的基本元件
4、掌握气压执行元件在简单气动控制回路中的应用。

5、培养分析和解决实际问题的能力。

6、巩固液/气压传动基本理论知识，了解液/气压传动设备的基本实验原理。

7、熟悉装载机装卸机构的基本结构。

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图5-1 装载机工作装置
二、实验仪器、设备及材料
参照模型(ZL30B)型轮式装载机进行缩小的装载机工作装置
实验装置的组成:空气压缩机、三位五通电磁阀、标准气缸、单向阀、调压阀、气管、管接头、12V稳压电源、开光、指示灯以及装载机工作装置机械部分
三、实验原理及步骤
3.1实验气动控制回路原理图
该控制回路使用同一气源9，经截止阀8和过滤器7之后分为a、b两条之路，分别向转斗气缸15和动臂举升气缸1提供动力。

(参考图5-2)
1—动臂举升缸;2、3、13、14—调速阀;4、12—三位五通手动换向阀;
5、11—溢流阀;
6、10—单向阀;7—过滤器;8—截止阀;9—气源;15—转斗缸图5-2 气压控制回路
3.2实验步骤
3.2.1 转斗气缸控制回路
如图5-2所示，在转斗气缸工作过程中，气源9经截止阀8和过滤器7之后向上(a支路)提供动力，经单向阀10到达三位五通换向阀12，进而控制转斗气缸的伸缩动作。

活塞杆向上运动时，换向阀12的下位接入回路，高压气体经换向阀的下位进入转斗缸的无杆腔，进而推动活塞上行;活塞杆向下运动时，换向阀12的上位接入回路，高压气体经换向阀的上位进入转斗缸的无杆腔，进而推动活塞下行。

该回路中溢流阀11在回路中起到稳定系统压力的作用，当回路中因负载或其他原因造成压力超过溢流
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阀的调定值时，由气源提供给该支路的空气便经溢流阀进入大气中;回路中的单向阀10起到背压作用，以减小冲击的目的;回路中的调速阀13、14起到保持活塞杆运动速度恒定的目的，溢流阀的压力调定以后，回路中的压力基本上保持不变，调节调速阀阀口的大小，便能控制进入气缸的气体流量，以达到调速的目的。

3.2.2 举升气缸控制回路
如图5-2所示，在举升气缸工作过程中，气源9经截止阀8和过滤器7之后向下(b支路)提供动力，经单向阀6到达三位五通换向阀7，进而控制举升气缸的伸缩动作。

活塞杆向上运动时，换向阀4的下位接入回路，高压气体经换向阀的下位进入转斗缸的无杆腔，进而推动活塞上行;活塞杆向下运动时，换向阀4的上位接入回路，高压气体经换向阀的上位进入转斗缸的无杆腔，进而推动活塞下行。

该回路中溢流阀5在回路中起到稳定系统压力的作用，当回路中因负载或其他原因造成压力超过溢流阀的调定值时，由气源提供给该支路的空气便经溢流阀进入大气中;回路中的单向阀6起到背压作用，减小铲斗因常载或自重力作用下落时的冲击;回路中的调速阀2、3起到保持活塞杆运动速度恒定的目的，溢流阀的压力调定以
后，回路中的压力基本上保持不变，调节调速阀阀口的大小，便能控制进入气缸的气体流量，以达到调速的目的。

3.2.3 举升气缸同步控制回路
同步控制是指驱动两个或多个执行元件时，使它们在运动过程中位置保持同步。

为了实现执行元件的同步，在本设计中采用机械连接使各执行机构同步动作。

如下图5-3所示，设计时，使得两举升气缸在动臂上的安装位置和计价上的安装位置保持在同一轴线上，同时保证两轴线平行，将两气缸的活塞杆均同时连接到动臂上后，相当于将两气缸的活塞杆刚性连接，该刚性连接使得活塞杆间建立刚性的运动联系，同时达到了位置同步的目的。

同时在回路中加装调速阀，使得流入和流出执行机构得流量保持一致，从而达到同步控制的目的。

图5-3举升气缸同步控制回路
实验注意事项
1、将演示装置远离空气压缩机，保证人员的安全;
2、各连接接头连接要牢固，不能漏气，更不能脱离，以免造成伤害事故，学生自行操作时，指导教师应注意观察，保证安全。

五、思考题
1、查找轮式装载机液压回路并说明其与本控制回路的异同,
2、分析轮式装载机的同步控制回路,
3、如何控制演示装置铲斗装卸的速度,
4、如何控制演示装置动臂举升与下降的速度,
5、本装置中的三位五通阀能否被两位五通阀取代，为什么,
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《汽车液压与气压传动》实验指导书
主要参考文献:
1、《汽车液压与气压传动》，齐晓杰编，机械工业出版社，2006.1
2、《液压传动与控制》，贾铭新编，国防工业出版社，2001.01
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