汽车机械基础：9.1液压与气压传动
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阀 9-油管 11-大活塞 12 -大液压缸
从液压千斤顶的工作过程可以看出：液压 传动是以油液为工作介质，依靠密封容积 的变化来传递运动，依靠油液内部的压力 来传递压力。
9.1.2 液压传动系统的组成
一个完整的、能够正常工作的液压系统，一般由以下五个主要部 分来组成：
1．能源装置：它是把机械能转换成液压能，供给液压系统压 力油的装置。最常见的形式是液压泵。
【学习目标】 1．知道液压传动的基本概念 2．能描述液压传动的组成和工作原理 3．掌握液压元件的图形符号 4．知道了解液压传动的特点 5．知道熟悉压力和流量的定义
【知识准备】
9.1.1 液压传动系统的工作原理
如图9-1所示的液压千斤顶工作原理图，液压千斤顶工作时，放油阀8 关闭。当提起杠杆1时，小活塞3上移，油腔4密封容积增大形成局部真 空。于是油箱6中的油液在大气压力的作用下，推动单向阀5的钢球并 沿着吸油管进入油腔4，完成吸油工作过程。当压下杠杆，小活塞3下 移，油腔4的密封容积减小，油液受到外力挤压产生压力，单向阀5在 压力作用下自动关闭，同时单向阀7的钢球受到一个向上的作用力。当 该作用力大于油腔10中油液对钢球作用时，钢球被推开，油液通过单 向阀7流入油腔10内，迫使它的密封容积变大，即完成压油工作过程， 其结果推动小活塞3上升并将重物G顶起。再次提起杠杆时，油腔10中 油液迫使单向阀7自动关闭，使油液不能倒流入油腔4中，保证了重物 不致自动落下。
4) 系统的故障原因有时不易查明。
案例9-1：离合器液压操纵机构
用时，易于实现复杂的自动工作循环； 6) 由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系
统的设计、制造、维修已大大简化。
2．液压传动的缺点
1) 由于泄漏及流体的可压缩性，无法保证严格的 传动比；
2) 当油温或载荷变化时，往往不易保持运动速度 的稳定；
3) 液压元件制造精度要求高，使用维护比较严格 ；
液压与气压传动
液压与气压传动是以受压的流体（液压油 和压缩空气）作为工作介质，利用流体的 压力传递运动和动力的一种传动方式。
液压与气压传动和机械传动相比有许多优 点，在汽车的转向、制动等系统上得到了 广泛的应用。
任务9.1 液压系统的组成和工作原理分析
【任务描述】
液压千斤顶是汽车修理中的常用工具，它主要用于更 换车轮时将汽车顶起，便于维修人员完成工作。液压 千斤顶是典型的液压传动机构，即以液体为工作介质 传递能量和实施控制。它是如何以很小的力举起很重 的重物的？其液压系统是由哪些基本构件组成的？它 的工作原理如何？下面以此为例来分析液压传动的基 本概念、工作原理、系统的组成、图形符号、特点和 主要参数等。
5．工作介质：传递能量的流体，即液压油等。起传动能量和润 滑元件的作用。
9.1.3 液压传动系统图的图形符号
图9-1所示的液压系统
是结构式的工作原理图
，它有直观性强、容易
理解的优点，当液压系
统发生故障时，根据原
理图检查十分方便，但
图形比较复杂，绘制比
较麻烦。
图9-2 液压千斤顶工作原理简图
1-大活塞2Βιβλιοθήκη Baidu油腔3-截止阀
当反复提起和压下杠杆时，小液压泵2不断交替进行着吸油和压油过程 ；压力油不断地进入大液压缸，将重物不断顶起，从而达到起重的目 的。若将截止阀8旋转900，在重物G的作用下，大液压缸油腔10中油液 流回油箱。
图9-1 液压千斤顶工作原理图 a)工作原理 b）泵的吸油过程 c）泵的压油过程 1-杠杆 2-小液压泵 3-小活塞 4、10-油腔 5、7-单向阀6-油箱 8-截止
压力的传递（帕斯卡原理）
在密闭的容器内施加于静止液体上的压力，将等 值传递到液体内的各点。这就是静压传递的基本 原理，即帕斯卡原理。它表明在一个较小的面积 上作用较小的力可以在较大的面积上得到较大的
作用力。
如图9-3所示，外界负载为，由 帕斯卡原理可知 p1 p2
如在小活塞上施加一个力F1，则 小液压缸中油液的压力 p F1 。
2．执行装置：它是把液压能转换成机械能以驱动工作机构的 装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达 ，它们又称为液压系统的执行元件。
3．控制调节装置：它是对系统中的压力、流量或流动方向进 行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
4．辅助装置：上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油 器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。
4-油箱5-液压泵6-单向阀
9.1.4 液压传动的基本参数
1. 压力 1) 液体静压力 液体静压力是指液体处于静止状态时，单位面积
上受的法向作用力。静压力也称为压强。 即
压力的单位为Pa，lPa=lN/m2，lMPa=106Pa 。
额定压力是指液压系统按试验标准能连续工作的 最高压力。它是液压元件的基本参数之一。
A1
根据静压传递原理，这一压力 p
将等值传递到液体中的各点，也
将传递到大液压缸中。这时大活
塞也受到一个压力的作用而产生
一个向上的作用力 F2 ，得。
F2 PA2
p F1 A1
F2
F1
A2 A1
图9-3 帕斯卡原理应用 1、2-活塞3、4-油腔 5-油管
2．流量与平均流速
描述液体流动的两个主要参数为流量与平均流速。
q 流量
是指单位时间内流过通流截面的液体的体积，用
表示
，单位为m3/s、L/min。
平均流速
平均流速是指单位时间内单位面积上流过通流截面的液体
体积，用表示，单位为m/s。
q
v
A
在液压系统中，液压缸的有效面积A是一定的，则活塞的运
动速度（等于平均流速）
取决于进入液压缸的流量。
9.1.5 液压传动的优缺点及应用
1．液压传动的优点 与其他传动形式相比，液压传动的主要优点有： 1）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、质量轻； 2）执行元件工作平稳，换向时冲击较小，可频繁换向； 3）可方便实现过载保护，且工作油液能使液压元件实现自润
滑，故使用寿命长； 4）液压传动容易实现无级调速，且调速范围大； 5) 操作简单，调节、控制方便，特别是与机、电、气联合使
从液压千斤顶的工作过程可以看出：液压 传动是以油液为工作介质，依靠密封容积 的变化来传递运动，依靠油液内部的压力 来传递压力。
9.1.2 液压传动系统的组成
一个完整的、能够正常工作的液压系统，一般由以下五个主要部 分来组成：
1．能源装置：它是把机械能转换成液压能，供给液压系统压 力油的装置。最常见的形式是液压泵。
【学习目标】 1．知道液压传动的基本概念 2．能描述液压传动的组成和工作原理 3．掌握液压元件的图形符号 4．知道了解液压传动的特点 5．知道熟悉压力和流量的定义
【知识准备】
9.1.1 液压传动系统的工作原理
如图9-1所示的液压千斤顶工作原理图，液压千斤顶工作时，放油阀8 关闭。当提起杠杆1时，小活塞3上移，油腔4密封容积增大形成局部真 空。于是油箱6中的油液在大气压力的作用下，推动单向阀5的钢球并 沿着吸油管进入油腔4，完成吸油工作过程。当压下杠杆，小活塞3下 移，油腔4的密封容积减小，油液受到外力挤压产生压力，单向阀5在 压力作用下自动关闭，同时单向阀7的钢球受到一个向上的作用力。当 该作用力大于油腔10中油液对钢球作用时，钢球被推开，油液通过单 向阀7流入油腔10内，迫使它的密封容积变大，即完成压油工作过程， 其结果推动小活塞3上升并将重物G顶起。再次提起杠杆时，油腔10中 油液迫使单向阀7自动关闭，使油液不能倒流入油腔4中，保证了重物 不致自动落下。
4) 系统的故障原因有时不易查明。
案例9-1：离合器液压操纵机构
用时，易于实现复杂的自动工作循环； 6) 由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系
统的设计、制造、维修已大大简化。
2．液压传动的缺点
1) 由于泄漏及流体的可压缩性，无法保证严格的 传动比；
2) 当油温或载荷变化时，往往不易保持运动速度 的稳定；
3) 液压元件制造精度要求高，使用维护比较严格 ；
液压与气压传动
液压与气压传动是以受压的流体（液压油 和压缩空气）作为工作介质，利用流体的 压力传递运动和动力的一种传动方式。
液压与气压传动和机械传动相比有许多优 点，在汽车的转向、制动等系统上得到了 广泛的应用。
任务9.1 液压系统的组成和工作原理分析
【任务描述】
液压千斤顶是汽车修理中的常用工具，它主要用于更 换车轮时将汽车顶起，便于维修人员完成工作。液压 千斤顶是典型的液压传动机构，即以液体为工作介质 传递能量和实施控制。它是如何以很小的力举起很重 的重物的？其液压系统是由哪些基本构件组成的？它 的工作原理如何？下面以此为例来分析液压传动的基 本概念、工作原理、系统的组成、图形符号、特点和 主要参数等。
5．工作介质：传递能量的流体，即液压油等。起传动能量和润 滑元件的作用。
9.1.3 液压传动系统图的图形符号
图9-1所示的液压系统
是结构式的工作原理图
，它有直观性强、容易
理解的优点，当液压系
统发生故障时，根据原
理图检查十分方便，但
图形比较复杂，绘制比
较麻烦。
图9-2 液压千斤顶工作原理简图
1-大活塞2Βιβλιοθήκη Baidu油腔3-截止阀
当反复提起和压下杠杆时，小液压泵2不断交替进行着吸油和压油过程 ；压力油不断地进入大液压缸，将重物不断顶起，从而达到起重的目 的。若将截止阀8旋转900，在重物G的作用下，大液压缸油腔10中油液 流回油箱。
图9-1 液压千斤顶工作原理图 a)工作原理 b）泵的吸油过程 c）泵的压油过程 1-杠杆 2-小液压泵 3-小活塞 4、10-油腔 5、7-单向阀6-油箱 8-截止
压力的传递（帕斯卡原理）
在密闭的容器内施加于静止液体上的压力，将等 值传递到液体内的各点。这就是静压传递的基本 原理，即帕斯卡原理。它表明在一个较小的面积 上作用较小的力可以在较大的面积上得到较大的
作用力。
如图9-3所示，外界负载为，由 帕斯卡原理可知 p1 p2
如在小活塞上施加一个力F1，则 小液压缸中油液的压力 p F1 。
2．执行装置：它是把液压能转换成机械能以驱动工作机构的 装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达 ，它们又称为液压系统的执行元件。
3．控制调节装置：它是对系统中的压力、流量或流动方向进 行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
4．辅助装置：上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油 器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。
4-油箱5-液压泵6-单向阀
9.1.4 液压传动的基本参数
1. 压力 1) 液体静压力 液体静压力是指液体处于静止状态时，单位面积
上受的法向作用力。静压力也称为压强。 即
压力的单位为Pa，lPa=lN/m2，lMPa=106Pa 。
额定压力是指液压系统按试验标准能连续工作的 最高压力。它是液压元件的基本参数之一。
A1
根据静压传递原理，这一压力 p
将等值传递到液体中的各点，也
将传递到大液压缸中。这时大活
塞也受到一个压力的作用而产生
一个向上的作用力 F2 ，得。
F2 PA2
p F1 A1
F2
F1
A2 A1
图9-3 帕斯卡原理应用 1、2-活塞3、4-油腔 5-油管
2．流量与平均流速
描述液体流动的两个主要参数为流量与平均流速。
q 流量
是指单位时间内流过通流截面的液体的体积，用
表示
，单位为m3/s、L/min。
平均流速
平均流速是指单位时间内单位面积上流过通流截面的液体
体积，用表示，单位为m/s。
q
v
A
在液压系统中，液压缸的有效面积A是一定的，则活塞的运
动速度（等于平均流速）
取决于进入液压缸的流量。
9.1.5 液压传动的优缺点及应用
1．液压传动的优点 与其他传动形式相比，液压传动的主要优点有： 1）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、质量轻； 2）执行元件工作平稳，换向时冲击较小，可频繁换向； 3）可方便实现过载保护，且工作油液能使液压元件实现自润
滑，故使用寿命长； 4）液压传动容易实现无级调速，且调速范围大； 5) 操作简单，调节、控制方便，特别是与机、电、气联合使