理论教育 汽车机械基础第三版:液压传动主要参数

汽车机械基础第三版:液压传动主要参数

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:在液压传动系统中有两个重要参数:压力p和流量Q。液压传动中的压力损失,绝大部分转变为热能,造成油温升高、泄漏增多,使液压传动效率降低,从而影响液压系统的工作性能。减少压力损失的主要措施有:适当降低流速,缩短管道长度,减少管道弯头,增大通流面积,提高管道内壁的表面质量等。由于液压系统的执行元件(液压缸)的结构尺寸已确定,故其工作的运动速度取决于进入执行元件的流量。

汽车机械基础第三版:液压传动主要参数

液压传动系统中有两个重要参数:压力p和流量Q。

1.压力p

压力是液体在静止状态下单位面积上所受到的法向作用力(即物理学中的压强)。

式中 p——压力,Pa或 N/m2

F——作用力,N;

A——作用面积,m2

工程中常用的压力单位是 MPa,1MPa=106Pa=1N/mm2

由液体静压力传递原理(帕斯卡原理)可知,在密封容器内的液体压力p能等值地传递到液体内部的所有点,而在液压系统中执行元件(液压泵或液压马达)的结构尺寸已确定,所以液压系统中液体的工作压力取决于外负载。

例4-4 图4-5所示为相互连通的两个液压缸,已知大缸内径D=100mm,小缸内径d=20mm,大活塞上放一重物G=20kN。请问在小活塞上应加多大的力才能使大活塞顶起重物?

解:根据帕斯卡原理,由外力产生的压力在两缸中相等,即

p=F/(πd2/4)=G/(πD2/4)

故顶起重物时在小活塞上应加的力为

图4-5 帕斯卡原理应用实例

F=Gd2/D2=(20×103×202/1002)N=800N(www.daowen.com)

由例4-4可知,液压装置具有力的放大作用,液压压力机和液压千斤顶就是利用这个原理进行工作的。

实际液体在管道中流动时,由于液体有黏性,在液体内部会产生相互的摩擦力;同时由于管道的形状和尺寸有所变化,液体在流动中会发生撞击和出现旋涡,产生对液体流动的阻力,所以必然造成一部分能量的损失,在液压系统中即表现为压力损失Δp。

液体的压力损失分为两种:一种是发生在直管中的压力损失,称为沿程压力损失Δpλ,管道越长、直径越小、流速越快,沿程压力损失越大;另一种是发生在管道的弯头、接头、突变截面以及阀口等处的压力损失,称为局部压力损失Δpξ。在额定流量下,一般中、低压液压阀的局部压力损失,为0.1~0.3MPa,高压阀的局部压力损失为0.4~0.5MPa。液压传动中的压力损失,绝大部分转变为热能,造成油温升高、泄漏增多,使液压传动效率降低,从而影响液压系统的工作性能。减少压力损失的主要措施有:适当降低流速,缩短管道长度,减少管道弯头,增大通流面积,提高管道内壁的表面质量等。

2.流量Q

流量是单位时间流过某一通流截面的液体体积,即

式中 Q——流量,m3/s;

V——液体体积,m3

t——时间,s;

v——液体的流速,m/s;

A——通流截面的面积,m2

工程中流量以 L/min为单位,1m3/s=6×104L/min。

根据流动液体连续性原理,即它在同一时间内通过管道内两个截面的液体质量相等,可知

说明流速和截面面积成反比,管粗流速低,管细流速高。由于液压系统的执行元件(液压缸)的结构尺寸已确定,故其工作的运动速度取决于进入执行元件的流量。

在实际液压系统和液压元件中,由于加工误差和配合表面具有相对运动要求(间隙配合),总会存在一定的缝隙,油液流经这些缝隙时就会产生泄漏现象。泄漏的形式有两种:一是油液由高压区流向低压区的泄漏,为内泄漏;二是系统内的油液泄露到液压系统外面的泄漏,叫外泄漏。泄漏是由压力差与配合件表面间的间隙造成的。泄漏会使液压系统效率降低,并污染环境;内泄漏的损失转换为热能,使系统油温升高,影响液压元件的性能和系统的正常工作。

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