液压传动的基本概念：汽车自动变速器学习教程

1.压力与压强

物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做压力，而压强是表示物体单位面积上所受压力大小的物理量。

在日常工作中，我们经常容易将压强与压力的概念相混淆，如大家常说的“大气压力为×××巴”或“×××帕”，其实这里所说的“大气压力”实际上指的是“大气压强”。压强与压力的关系可用以下公式描述。

压强（P）=压力（F）/受力面积（S）

在国际单位制中，压强的主单位是“帕斯卡”，用Pa表示。压强的常用单位还有以下几个：kPa、bar、psi（lbf/in²）、大气压、mmHg等。它们之间的换算关系如下：

根据压力与压强之间的关系，我们来看一下液压千斤顶是如何工作的：

如小活塞的面积为S₁，在其上加一个压力F₁，则小液压缸中油液的压强P为：

根据帕斯卡定律，这个压强P将以等值传递到液体中的各点，也传递到大液压缸中。

大活塞的面积为S₂，受油液压强作用而产生一个向上的作用力F₂：

将压强P=F₁/S₁的值代入则得：

由此可知，当两活塞的面积比S₂/S₁足够大时，只需在小活塞上加不大的力就可以在大活塞上得到很大的推力将重物举起。用液压千斤顶顶起几吨重的汽车其原理就在于此。

2.液体特性

地球上的物质有三种基本形态：固态、液态和气态。液体和气体统称为流体，流体没有一定的形状，而与容纳它们的容器外形相同，所有的流体与容器的形状是一致的。

液体与气体的不同之处在于气体总是可以充满容纳它的密闭容器，而液体不一定；气体可随压力的变化而被压缩或膨胀，而液体具有不可压缩性。

正如帕斯卡定律描述的一样，液体可以传递施加在其上的压力，作用于密闭容器液体上的压强，平均地向各个方向传递，并且在容器内各处的平均压强保持不变。

3.绝对压力、相对压力和真空度(www.xing528.com)

在地球表面上，一切物体都受到大气压力的作用。工程上各种物体所受的大气压力往往自成平衡而不对外显示任何力学效应。在绝大多数的压力仪表中，大气压力并不能使仪表指针动作。实际使用中压力表测出的压力值是高出大气压力的那一部分压力，而不是被测压力的绝对值。通过仪表测出的那部分压力为相对压力（也称表压力），而包括大气压力在内的压力才是绝对压力。

绝对压力：以绝对真空度为基准（零点）起算的压力数。

相对压力：以标准大气压力为基准（零点）起算的压力数。

如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称这点上具有真空，并称绝对压力不足大气压力的差值为真空度。如图1-3所示为绝对压力、相对压力和真空度三者之间的关系。

表压力与真空度有着相反的关系，所以，真空度又称负表压力。对于具体的某一点来说，如果有表压力，就没有真空度；有真空度，就没有表压力。真空度不是绝对压力，而是该点绝对压力值低于大气压力值的部分。

4.流量

流量是指单位时间内流过某一截面的液体体积，用Q表示。

若测得在时间t内流过某一截面的液体体积为V，则流量为：

Q=V/t

当液体在管道内流动时，根据质量守恒定律，液体在管道内既不能增加，也不能减少，而且液体又被认为是几乎不可压缩的。因此，在单位时间内流过管道每一横截面积的液体质量一定是相等的，即为液流的连续性原理，如图1-4所示。

液体在管道中稳定流动时，管道中任意截面所通过的流量都相等。

图1-3 绝对压力、相对压力和真空度关系

图1-4 液流的连续性原理图

式中 v——液体的流速（m/s）；

S——管道的横截面积（m²）。

此式说明：液体在管道中的流速与其截面积的大小成反比，即管道直径小处流速大，直径大处流速小，此式在液压传动比计算中有重要作用。