液压传动系统的特点与组成

1.液压传动系统的工作原理

（1）液压千斤顶

作为便携式的液压举升装置，汽车维修中使用的手动液压千斤顶（如图10-1-2所示）是汽车维修人员野外急修汽车常备的设备。汽车修理工野外更换汽车轮胎时，就用手动液压千斤顶顶起车架一侧，使要调换的车轮悬离地面而实施作业，如图10-1-3所示。

图10-1-2　手动液压千斤顶

图10-1-3　千斤顶顶起车辆

液压千斤顶和其他液压举升器之所以能托起沉重的汽车，是利用了液体的两条性质和一条原理：液体的不可压缩性、流动的连续性及帕斯卡原理。

（2）液体的不可压缩性、流动连续性

①液体的不可压缩性

压缩性是流体的基本属性。任何流体都是可以压缩的，只不过液体的压缩性很小，随着压强和温度的变化，液体的密度仅有微小的变化，在大多数情况下，可以忽略压缩性的影响，认为液体的密度是一个常数。

②液体流动连续性

理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。A1v1=A2v2，即流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比，如图10-1-4所示。

（3）帕斯卡原理

液体静压力：静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力，也称为压强。

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。在一个较小的面积上施以较小的力可以在较大的面积上得到较大的作用力。

（4）手动液压千斤顶的工作过程

手动液压千斤顶由手柄、大小油缸、大小活塞、阀体（单向阀、回油阀）、油箱、连接通道等构成一个密闭的容器，里面充满了液压油液，如图10-1-5所示。

图10-1-4　液体流动的连续

图10-1-5　液压千斤顶结构图

其工作过程主要由吸油过程、压油过程和卸荷过程组成，具体工作过程如图10-1-6 所示。

图10-1-6　液压千斤顶工作原理图(www.xing528.com)

①吸油过程

液压千斤顶工作时，放油阀关闭。当提起杠杆，小柱塞上移，小缸体密封容积增大形成局部真空。油箱中的油液在大气压力的作用下，推动单向阀1的钢球，油箱中的油液沿着吸油管进入小缸体油腔，完成吸油的工作过程。

②压油过程

当压下杠杆，小柱塞下移，小缸体油腔的密封容积减小，油液受到外力挤压产生压力，单向阀1自动关闭，同时单向阀2的钢球受到一个向上的作用力。当该作用力大于小缸体油腔中油液对钢球的作用力时，钢球被推开，油液通过单向阀2流入大缸体油腔内，迫使它的密封容积变大，即完成压油的工作过程，其结果推动大柱塞上升并将重物W顶起。

③卸荷

当需要把大柱塞放下时，可打开放油阀，大缸体的大柱塞就会自然下落。

从千斤顶的工作过程可以看出：液压传动的工作原理是以油液为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，利用密封容积内油液的静压力来传递动力。液压传动装置先将机械能转换为液压能，再将液压能转换为机械能实现做功的目的，是一种能量转换装置。

2.液压系统的组成及特点

（1）液压系统的组成

液压系统的组成如表10-1-1所示。

表10-1-1　液压系统的组成

续表

（2）液压传动系统的特点

①在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻。

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操纵简单、调节控制方便，特别是与机、电、气联合使用，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。

⑦由于泄漏及流体的可压缩性，无法保证严格的传动比。

⑧当油温或载荷变化时，往往不易保持运动速度的稳定。

⑨液压元件制造精度要求高，使用维护比较严格。

⑩系统的故障原因有时不易查明。