页数：64页文件大小：2.56 MB来源： 车辆液压传动与控制技术ppt课件
本课件先分析全液压转向流量放大系统、全液压制动系统、动态负荷传感转向系统以及变速、叉车和扫路车液压系统等典型作业系统，随后按工况分析、参数确定、拟定系统图与性能验算的步骤讲解液压系统设计，并以八吨汽车起重机为例演算。
第8章车辆液压作业系统和系统设计
【教学目标】通过本章的学习，初步掌握典型车辆液压传动系统的分析方法，进一步加深对各种液压元件和基本回路综合应用的认识，学习液压传动系统分析方法，在此基础上进行车辆液压传动系统的设计和计算。【教学要求】相关知识能力要求知识要点了解车辆制动系统及转向系统相关知识；了解专用车辆及行走式工程机械的相关知识。能看懂液压系统图，会分析液压系统图车辆液压作业系统开环开式回路系统；开环闭式回路系统；液压系统的设计；电液系统的设计掌握车辆液压系统设计的方法和原理车辆液压作业系统设计高速方案、低速方案、变量油泵驱动变量马达、变量油泵驱动定量马达、定量油泵驱动变量马达、定量油泵驱动定量马达了解液压传动形式及特点典型液压传动形式及其特点
【导入案例】 好的液压系统是为主机服务的步履式挖掘机是一种可在高原、平原地区使用的、能适应各种地形、多用途的步履式挖掘机。它采用步履、轮式驱动结合的符合式结构，能全轮驱动、全轮转向、轮腿复合，不仅可在普通环境下作业，在高寒、高海拔地地区，陡峭的山坡、水网、沼泽地带一样可以自如的作业。步履式挖掘机通过专用控制软件、CAN总线技术和可编程控制器对液电系统进行集成，将全车各路信息全部进行收集和智能化管理，提高了整机的稳定性、安全性和可靠性。设计的多功能电液集成操纵手柄，可控制整机24个动作，使操作方便、准确、灵活。图8.1步履式挖掘机问题：分析图8.1中液压系统的动作。
8.1典型车辆液压作业系统1大型工程车辆全液压转向流量放大系统对于大型工程机械的转向系统，为了提高其机动性能，需要在特定工况下，增加它的转向能力。通常采用大排量的液压泵，在一定的液压系统压力下，提供流量最大可达400 L/min来获得相应的转向运动。若大型工程机械的液压转向系统的液压泵仅供转向，需要液压泵的排量相当大，并且所提供的流量不可能全部供给液压转向系统使用，这样会使系统的能量浪费较大。为解决这个矛盾，在大型工程机械转向系统中安装一个集流控制阀，来实现转向流量的变化。当优先阀的流量无法为转向器提供足够的流量时，通过该流量阀为转向器提供足够的流量，保证大型工程机械实现正常安全转向。
1）具有流量放大阀的转向系统工作原理图8.2所示的是具有流量放大阀的液压转向系统原理图。流量放大阀的总成由优先阀，方向控制阀，流量控制阀，以及缓冲安全阀组成。液压泵为流量阀的HP油口供油，其集成的优先阀为转向器供油，和流量阀相并联，多余的流量通过EF油口，为其他液压工作装置供油。流量阀的CL油口和CR油口连接到转向液压缸，油口L和R连接到转向器。在没有转向指令时，流量放大阀接油口L、R、LS和T相连接，通过油口HT回到油箱。集成的缓冲安全阀组可以保护转向器和转向液压缸免受冲击载荷，调节压力可达23MPa，为避免气穴现象的影响，在油箱管路上安装背压阀，压力为0.2MPa。油口PP由先导压力p控制。优先阀阀芯的位置由在右端的弹簧的弹力决定。液压转向时，由LS油口的感应载荷建立压力，阀芯通往左边移动（如图8.2所示位置），油口HP和CF油口的油道接通，油口P和流量放大阀并联。
图8.2铰接式自卸车的液压转向系统
优先阀流量由液压泵提供。由于阀芯中部较细，从而可以将优先流量（控制流量）传至CF油口和P油口。同时由于阀芯的结构，增大了流量压力。一定的压力差使得通过液压转向器中的旋转阀的流量保持恒定，如果转向器的工作所需流量低于液压泵的流量，多余的流量经油口EF被传到系统其他执行元件上。方向控制阀的流量由阀口R、L的流量由的先导控制压力决定。当液压转向器向右转向，方向控制阀芯移向右端。阀口R和流量阀的B腔接通，阀口CR与流量阀A口接通，油口CL和油箱相接通回油。缓冲阀阻止管路CR和CL管路中的工作压力降低到回油管路的背压，通过可调弹簧预紧力，先导阀和主阀芯实现管路减压。2）流量放大阀工作特性分析图8.3所示的是大型工程机械转向系统的流量放大阀的结构图。如果不操作方向盘，优先阀将流量全部转到系统的其它执行元件。流量放大阀的油口全部关闭，转向系统没有反应。如果方向盘向右转向，R油口的流量大小与方向盘转向速度成正比，此时A腔逐渐和油缸工作腔CR相通；阀口R和流量阀的B腔接通。图中A腔的压力为；B腔的压力为；C腔的压力为；c是流量阀滑阀套管的压力作用面积；d是流量阀阀芯的压力作用面积.
图8.3流量放大阀结构图及图形符号
当A油口的压力建立后，阀套管和流量阀的阀芯一起运动来克服弹簧力，两个元件的油口保持关闭状态。当B油口的压力增长到足够大时，即（8-1）式中：——流量放大阀滑阀套管所受的弹簧力阀套管和流量阀的阀芯开始一起移向左端。流量从油口CF经过滑阀套管上的4个孔流入C腔中。当压力高于A腔的压力时，单向阀开启，压力传到内阀芯套管的左端。此时有(8-2)当系统达到平衡，尽管内阀芯套管移动，但B和A之间的仍通过一个油孔保持相通。这部分流量从转向器进入液压油缸，其余孔被内阀芯关闭。此时压力起作用。有(8-3)式中：——流量放大阀阀芯所受的弹簧力。
3）流量放大阀流量特性参数计算在大型工程机械转向时，A腔的压力由负荷决定，而B腔的压力通过转向器建立。开始转向时，B处的压力接近油缸的压力，随着流量的增加，压力开始升高。若忽略弹簧产生的辅加压力，流量放大阀滑阀套管将达到一个新的压力平衡，即通过由转向器流入B腔的分配流量油缸的压力有方程（8-5）（8-6）式中：——流量系数；——流体的密度。（8-4）——流量通过一个孔的时候的截面积；
方程式（8-5）为方向控制阀的压力，其主要由流量来决定。方程式（8-6）为通过其余3个孔的流量值。若将内阀芯到转向器的孔稳定接通，可看作是一个补偿器。具有压力降的3个孔，具有放大流量的作用。由方程式（8-4），方程式（8-5）和方程式（8-6），可以得到(8-7)(8-8)从而可以得到A油口和B油口的流量比值：(8-9)由上式可知：通过调节隔开A腔与C腔的内阀芯（见图8.3）套管上的孔的数量，可以调整流量放大阀的放大系数。以实现在特殊工况下，将泵的输出流量，根据大型工程机械转向系统大流量的需要通过转向优先阀和流量放大阀调节，进入转向油缸。
制动性能是车辆的重要性能之一，良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。目前，国内车辆制动系统多采用气压、气顶液的结构形式。近年来，车辆也趋于采用全液压制动的方式，其主要优点是系统的制动压力高，产生的制动力矩大，制动灵敏，且更便于实现电子控制。全液压制动系统一般是由供能装置，传动装置，控制装置和制动执行元件四部分组成。供能装置通过液压泵，充液阀向蓄能器供油，积蓄能量；传动装置将制动踏板控制的动力源传递给制动执行元件；控制装置将驾驶员踩踏板的控制信号传到控制阀上；制动执行元件是装在车轮上的制动器，它将传动装置传来的动力变成摩擦力矩。图8.4所示是典型的车辆全液压制动系统的示意图。制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动油液在蓄能器压力的作用下，进入制动油缸，产生制动效果。液压制动系统大多采用钳盘式或全盘式制动器。充液阀可以使蓄能器的内压保持在最低限度。当蓄能器的内压低于最低限度时，充液阀就会使泵向蓄能器充油，直至达到预定的压力上限。 2.车辆全液压制动系统
图8.4车辆典型的全液压制动系统
根据执行机构的工作过程，可以将液压制动过程分为两个阶段：活塞运动阶段和制动油压建立阶段。活塞运动阶段：当踩下踏板阀，油路接通。蓄能器中的油液进入制动油缸，推动活塞移动，迅速消除制动器的制动间隙。整个运动阶段由踩下制动踏板开始，到制动衬块接触制动盘为止。制动油压建立阶段：制动衬块碰到制动盘瞬间，会导致轮缸中油液冲击，并引起瞬间的压力升高。轮缸中油压在瞬间的压力波动之后，会迅速而平稳的增加，直至油压逐渐稳定。
车辆的液压系统必须保证转向液压系统以及其他液压系统的需要，根据系统特点车辆液压转向系统可分为普通助力转向系统和负荷传感转向系统。液压负荷传感系统在工程车辆的转向系统上用的比较多，对整机性能起着非常重要的作用，随着现代车辆转向性能要求的提高，全液压转向系统的结构和性能也有很大的改进和发展。液压负荷传感系统分阀控定量系统和泵控变量系统。定量系统是由定量泵和负荷传感阀组成，对液压系统的流量进行控制；变量系统则是由变量泵和负荷传感阀组成，并利用系统压力与负载压力之间的压差控制泵的流量。尽管负荷传感阀有多种结构型式，但其原理是相同的，属于等差减压阀。此减压阀两端作用一个基本恒定的压差，其低压端为负载压力，此压差为进入执行元件的某一换向阀口的进出口压力，由于定压差，使通过的流量与阀口面积成正比。并且使泵的输出压力仅高于负载压力一个压差。 3.车辆转向系统动态负荷传感系统
负荷传感转向系系统根据所取的信号可分为静态负荷传感系统和动态负荷传感系统，因为静态信号型负荷传感转向器和静态信号型优先阀产品已经非常成熟。而动态负荷传感系统是目前比较先进的转向系统，但动态信号型负荷传感转向器和动态信号型优先阀技术水平较高。转向系统负荷传感的特点：
1）负荷传感控制泵的基本工作原理液压负荷传感系统作为一种新型液压控制技术，可根据对泵流量作相应的调节，使换向阀节流点前后的压差保持不变，即泵的压力总是等于负荷压力与此节流压差之和，使泵流量始终与换向阀上调节的流量需求相适应。因此，负荷传感系统不受负载变化的影响，使调速刚度大为提高。它克服了恒流量和恒压系统中不应有的损失，从而提高了系统的效率，改善了控制性能。2）负荷传感控制阀的基本原理负荷传感阀控制的基本原理为伯努利流量方程 （8-11）—阀前后压差。其中：——流量常数A——阀开口面积；因此通过控制的值为常数，则流量Q只与阀的开口面积有关，而与负荷压力无关。而的值是通过压力补偿阀来实现的，其中压力补偿阀的弹簧决定了节流口处压力降的值
3）负荷传感转向回路图8.5是动态信号负荷传感转向回路，它包括一个定量泵、一个负荷传感转向器和一个优先阀(动态信号型)组成了动态负荷传感转向系统。其原理与静态负荷传感转向系统不同之处在于LS所取的信号不同，所以系统更加敏感。图8.5动态负荷传感转向系统
优先阀是一个定差减压元件，无论负载压力和油泵供油量如何变化，优先阀均能维持转向器内变节流口C1两端的压差基本不变，保证供给转向器的流量始终等于方向盘转速与转向器排量的乘积。转向器处于中位时，如果发动机熄火，油泵不供油，优先阀的控制弹簧把阀芯推向右，接通CF油路。发动机启动后，优先阀分配给CF油路的油液，流经转向器内的中位节流口C0产生压降。C0两端的压力传到优先阀阀芯的两端，由此产生的液压力与弹簧力液动力平衡，使阀芯处于一个平衡位置。由于CO的液阻很大，只要流过很小的流量便可以产生足以推动优先阀阀芯左移的压差，进一步推动阀芯左移，开大EF阀口，关小CF阀口，所以流过CF油路的流量很小。
转动方向盘时，转向器的阀芯与阀套之间产生相对角位移，当角位移达到某值后，中位节流口C0完全关闭，油液流经转向器的变节流口C1产生压降，C1两端的压力传到优先阀阀芯的两端，迫使阀芯寻找新的平衡位置。如果方向盘的转速提高，在变化的瞬间，流过转向器的流量小于方向盘转速与转向器排量的乘积，计量装置带动阀套的转速低于方向盘带动阀芯的转速，结果阀芯相对阀套的角位移增加，变节流口Cl的开度增加。这时，只有流过更大的流量才能在C1两端产生转速变化前的压差，以便推动优先阀阀芯左移。因此，优先阀内接通CF油路的阀口开度将随方向盘转速的提高而增大。最终，优先阀向转向器的供油量将等于方向盘转速与转向器排量的乘积。转向油缸达到行程终点时，如果继续转动方向盘，油液无法流向转向油缸。这时负载压力迅速上升，变节流口C1两端的压差迅速减小。当转向油路压力超过转向安全阀的调定值时，该阀开启。压力油流经节流口C2产生压降，这个压降传到优先阀阀芯的两端，推动阀芯左移，迫使接通CF油路的阀口关小，接通EF油路的阀口开大，使转向油路的压力下降。熄火转向时，计量装置起油泵作用，输出的压力油推动转向油缸活塞，油缸回油腔排出的油液经转向器内的单向阀 变节流口C1的上游。
变速液压系统一般由吸油滤网、液压泵、滤油器、变速操纵阀、前进、后退缓冲阀、变矩器进油压力阀、变矩器、变矩器出口压力阀、散热器、各档离合器油缸、管路等元件组成，其组成见图8.6变速液压系统原理图。 1、散热器2、变矩器出口压力阀3、变矩器4、变矩器进口压力阀5、变速操纵阀6、4档离合器油缸7、3档离合器油缸8、二档离合器油缸9、一档离合器油缸10、后退离合器油缸11、前进离合器油缸12、前进、后退缓冲阀13、滤油器14、液压泵15、滤油器4.车辆变速液压系统
液压泵从变速箱的油底壳（油箱），经过吸油滤网吸油，经滤油器进入变速操纵阀内的调压阀，当油压达到一定值时，调压阀打开，液力传动油经调压阀进入变矩器，经变矩器出口压力阀、散热器流向变速箱各档离合器等应进行润滑冷却的部位。变矩器进油口压力阀控制变矩器内腔的液力传动油的压力不超过规定值，出油口压力阀的作用则保持变矩器内有一定的压力，避免变矩器内产生气蚀现象;在冬季保护散热器，避免因寒冷低温的影响，液力传动油粘度增大将散热器损坏;并控制冷却润滑压力避免损坏变速箱。变速箱的变速液压操纵控制部分主要由变速操纵阀、各档离合器油缸和前进、后退缓冲阀组成。变速操纵阀由调压阀、空档阀(N-D)、前进-后退阀(F-R)、高-低档阀、1-2档阀、3-4档阀和前进-后退缓冲阀组成。
5.装卸车液压系统图8.7叉车液压系统原理图1—齿轮泵；2—优先流量控制阀；3—多路换向阀；4—单向节流阀；5—节流限速阀；6—起升液压缸；7—倾斜液压缸；8—转向液压缸；9—全液压转向器（带负载传感）；10—液压锁11—过滤器；12—油箱。
齿轮泵l在内燃机带动下输出压力油，经优先流量控制阀2压力油优先进入转向液压回路，司机操纵与全液压转向器9相连接的方向盘使油液进入转向液压缸8推动叉车后轮转向。优先流量控制阀2的功能是：与全液压转向器共同作用，保证进入转向液压系统的流量恒定且不受转向负载的影响(最大转向负载受阀2.1限定)；当加大油门使液压泵供油超过转向液压系统所需(设定)流量时，多余的流量进入工作液压回路；当全液压转向器停止转向时，阀2.2在控制压差的作用下处在左工位，液压泵供油全部进入工作液压回路。
推动多路换向阀3中起升阀3.2的控制手柄使其处于右工位，压力油进入起升缸6无杆腔，通过链条带动货叉及内门架上升。松开手柄则阀3.2油路闭锁(处于中位)，货叉停止上升。当拉回手柄(使起升阀处于左工位)时，货又及内门架下降。节流限速阀5为节流口可自动调节的单向节流阀(当负载增加时，其节流开口自动减少)，它和单向节流阀4一起防止起升缸及货叉下降过快，并保证货叉下降速度不受负载变化的影响。当操纵倾斜阀3.3的控制手柄时，压力油进入倾斜缸7使门架前倾或后倾。液压锁10的作用是当发动机熄火或液压泵发生故障时将叉架锁紧，使叉架不会倾翻。工作液压回路的最大工作压力由溢流阀3.1调定。
扫路车是一种环卫机械装备，主要用于城市室外路面清扫作业。该扫路车靠三个可分别或同时旋转及伸缩的扫盘来完成路面的清扫工作。扫盘旋转由液压马达完成，扫盘伸缩由液压缸完成。图8.8所示为扫路车的液压系统原理图。系统的执行器分别为驱动扫路车的三个旋转扫盘的三个液压马达16、17、18和驱动扫盘实现伸缩动作的三个双作用单杆液压缸19、20、21。 6.扫路车液压系统
图8.8扫路车液压系统原理图1、二位三通液控换向阀；2、3、二位四通液控换向阀；4、二位二通液控换向阀(卸荷阀) 5～7液压锁；8、溢流阀；9～14二位三通电磁换向球阀；A、B、C液压马达；a、b、c液压缸
二位三通液控换向阀1与二位三通电磁导阀11和12构成二位三通电液动换向阀，用于控制马达C并通过液压锁7同时控制其升降缸c；二位四通液控换向阀2与二位三通电磁导阀10和13构成二位四通电液动换向阀，用于控制马达B并通过液压锁6同时控制其升降缸b；二位四通液控换向阀3与二位三通电磁导阀9和14构成二位四通电液动换向阀，用于控制马达A并通过液压锁5同时控制其升降缸a。阀2和阀3为并联连接，马达A、B和C可以同时转动，也可以单独转动，以便提高车辆的工作效率。二位二通液控换向主阀4与二位三通电磁换向球阀W构成电液动换向阀并起卸荷阀作用，用于控制液压泵的卸荷与升压。当电磁铁W通电使阀W切换至上位时，泵输出压力油，其压力由安全溢流阀8设定；当电磁铁W断电使阀W处于图示下位时，则泵输出的油液通过阀4排回油箱，液压泵卸载。
在决定采用液压传动方案后，要进行液压系统的设计计算。具体设计步骤如下：明确设计依据，进行工况分析；初步确定液压系统参数；拟定液压系统图；计算液压系统；绘制液压系统工作图，进行性能验算。1.明确设计依据，进行工况分析1)设计依据
;2)工况分析对液压执行元件进行工况分析，就是进行动力分析(负载循环图)和运动分析(速度循环图)，从而可以发现液压执行元件的负载、速度和功率随时间变化的规律。①动力分析(以液压缸为例，液压马达可以参照这里的分析)。液压缸的负载分析：当液压缸作直线往复运动时，液压缸的负载为式中—工作负载，与液压装置工作性质有关，可经过计算或由手册查得；——摩擦力；—移动部件重力；—工作阻力；—惯性负载，工作部件在启动和制动过程中产生，—重力加速度；△v——速度变化量量；△t——启动或制动时间；—背压阻力—背压；进油节流调速取=0.2～0.5MPa；；回油路上有背压阀时=0.5～1.5MPa；闭式回路=0.8～1.0MPa。
绘制负载循环图。此图表明了液压缸在动作循环内负载的变化规律：图中最大负载值是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构尺寸的依据。②运动分析。所谓运动分析，就是按工艺要求分析液压系统执行机构(液压缸或液压马达)以怎样的运动规律完成一个工作循环。要绘制速度与位移的循环图或速度与时间的循环图。它是计算执行机构惯性负载和流量的依据。
阅读材料8-1液压系统设计AMESim软件简单介绍AMESim是法国IMAGINE公司自1995年推出的一种新型的高级建模仿真软件。包括机械、液压、气动、热、电、和磁等多个模块库，采用物理模型的图形化建模方式，不需要编写任何代码，使用户可以从繁琐的数学建模中解放出来，从而专注于物理系统本身的设计。另外AMESim还提供了丰富的和其它软件的接口，可以和Matlab和Adams, dSPACE和iSIGHT等软件进行联合仿真，使模型更加精确完善。汽车制动系统ABS的结构示意图如图8.9所示。图8.9 ABS的结构示意图1－主缸2－单向阀3－进油电磁阀4－回油电磁阀5－节流阀6－轮缸7－车轮8－低压储能器9－回油泵
根据ABS结构图，在AMESim中选择拖拉合适的元件就可以搭建出液压系统模型。在制动过程中，主缸的压力变化不大，在模型中用一个常压源表示主缸压力，在AMESim中只是建立了ABS液压系统模型和制动器模型，而车辆模型和控制策略模型是在Matlab/Simulink环境下建立的，所以需要在AMESim模型中添加一个Simulink联合仿真图标，在Simulink中AMESim中的模型会以S函数的形式嵌入到Simulink模型中去[5]，整个模型如图8.10所示，k1,k2和n为Simulink中输出的电磁阀和回油泵电机控制信号，而制动器产生的制动力通过Force接口输入到Simulink车辆模型中。图8.10 ABS系统模型
2．初步确定液压系统的参数1)初选液压缸的工作压力液压缸的工作压力的确定不仅要考虑负载的要求，还应考虑液压装置的要求和费用。液压缸的工作压力高，则泵、缸、阀和管道尺寸可小些，结构紧凑、轻巧，加速时惯性负载小，容易实现高速运动的要求。但工作压力高，对系统密封性能要求也高，容易产生振动和噪音。
2)选择液压缸直径
3)编制液压缸工况图图8.11为某液压系统液压缸的工况图。Q为流量，p为压力，N为功率。通过工况图可找出最大压力点、最大流量点和最大功率点。经过分析后，可用于选择液压元件。工况图可用来验算各工作阶段所确定参数的合理性，如当功率图上各阶段功率相差太大时，可在工艺条件许可下，调整有些阶段的速度，以减小系统所需功率。工况图也可为合理选择系统主要回路、油源形式和油路循环形式等提供参考，如在一个循环内，流量变化很大，则适宜采用双泵供油或限压式变量泵的供油回路。图8.11液压缸工况图
3.计算泵的工作参数1）选择液压泵的最大工作压力式中—执行机构在稳定工作下最高工作压力；—进油路上沿程和局部损失。初算时，对管路简单的节流调速系统取=0.2～0.5MPa，对复杂管路，进油路调速阀系统，取=0.5～1.5MPa。
2）确定液压泵的最大流量Qp
1)选择液压回路首先要确定基本回路，这是决定主机动作和性能的基础。在基本回路确定的基础上再设置其他辅助回路，就可以组成完整的液压系统。液压回路的选择，可从选择调速回路开始，调速方式一经确定，其他回路的型式就基本定下来了。
2)组合液压回路，绘制系统工作原理图根据选择的基本回路，加上辅助回路就可以绘制系统工作图，但要注意避免回路之间的干扰，液压冲击和保证系统安全可靠。同时使系统尽可能简单，合理分配测压点，以便于调试和寻找故障。3)选择控制阀选择控制阀主要依据阀在系统工作的最大工作压力和通过阀的实际流量，其他还要考虑阀的动作方式和安装固定方式等。另外还需注意以下问题：
4)选择辅助元件油管尺寸一般可根据选定元件的连接口尺寸来确定。如需计算，则先按通过管路的最大流量和管内允许的流速选择油管内径，然后按工作压力确定油管的壁厚或外径。
5．液压系统性能验算1)系统压力损失的验算验算系统压力损失前，要画出液压装置(即液压元件的配置)的结构草图和油管装配草图，然后计算系统的压力损失。系统总压力损失△p为式中—油液经过进油管和回油管路时的沿程损失之和；
目前，液压系统多采用集成式的液压装置，故一般只需考虑油液流经集成块和阀类的局部压力损失。某些液压元件，如换向阀、顺序阀和滤油器等的实际压力损失△p2与通过该元件的实际流量Q有关。但节流阀、背压阀、调速阀等与实际流量Q无关。另外，液压缸快速运动时的流量大，所以快进和工进时△p应分别计算；液压缸活塞两边的工作面积不相等时，进油路和回油路的压力损失亦应分别计算。如果计算所得的总压力损失和初步估算的压力损失相差太大时，则应对设计进行必要的修改。
2）系统温升的估算系统工作时，有能量损失，这些能量损失转化为热量，使系统的油温升高。从而使油液黏度下降，泄漏增加，容积效率下降。油温过高会加速油液氧化变质，产生杂物，导致元件小孔和缝隙堵塞。所以，油温必须在允许范围内。（1）系统发热。液压系统热主要是由于溢流阀的溢流损失和液压泵、缸等功率损失。管路系统的发热和散热大致平衡，计算时可略去。①液压泵和执行机构的发热功率Nh1(W) 其中Ni——液压泵或执行机构的输入功率；η——液压泵或执行机构的总效率。
如果在整个工作循环中有功率变化，则按照各工作阶段的发热功率求出总的平均发热功率，即 式中—工作循环的周期时间；—某一工作阶段所需时间；—所对应工作阶段中液压泵或执行机构的输入功率。②溢流阀的发热功率Nh2(W)式中Qe——通过溢流阀流回油箱流量(m3／s)；p——溢流阀调整压力(Pa)。
系统的总发热功率为Nh 系统的总发热功率为Nh(2)系统的温升系统主要通过油箱散热。油温升高到一定数值时发热功率等于其散热功率，系统达到热平衡式中A——油箱散热面积(m2)；△T——系统温升，即达到热平衡时油温与环境温度之差(℃)；C——油箱散热系数(W／m2℃)。通风很差时CT=8.14～9.30，通风良好时，CT=15.72～17.44，风扇冷却时CT=23.3，循环水强制冷却时，CT=110.5～174.4。油箱三边(长、宽、高)比例为1:1:1到l:2:3，油平面高度达0.8油箱高度时，油箱散热面积A(m2)可近似为式中V——油箱有效容积(L)。若计算的温升加上环境温度超过油箱最高允许值时，则要降温，如增加油箱散热面积、加冷却器或修改系统设计。
6.绘制正式工作图正式工作图包括液压系统工作原理图、管路装配图。对非标准液压元件则要画出装配图和零件图。还需要编写一些技术文件，如设计任务书、计算书和使用维修说明书。阅读材料8-28t汽车起重机液压传动系统设计实例1.构造和设计要点8吨液压汽车起重机除行走部分外，其它重要组成部分有：
此机构应能完成重物的提升和下降，改变作业的高度和方位及作业半径等其本作业运动外，即其必须完成的动作外，在设计中还必须保证：
图8.12 8t液压汽车起重机液压系统原理图1．下车操纵阀组；2．上车操纵阀组；3．双联齿轮泵；4．纸质滤油器；5．网式滤油器；6．水平油缸；7．垂直油缸；8．双向液压锁；9．电磁换向阀；10．压力表接头组；11．球阀；12．压力表；13．称量表；14．梭阀节流阀；15．回转马达；16．平衡阀；17．伸缩缸；18．变幅油缸；19．平衡阀；20．起升马达；21．单向阻尼阀；22．回转制动器；23．起升制动器；24．液压油箱
动作频繁的起升回路由A泵单独供油。为获得快速起升要求，A、B两泵可合流向起升回路供油。支腿、回转、伸缩、变幅组成串联回路。
⑤起升回路该起升回路有3种调速方式：(i)A泵供油，A泵B泵合流供油，实现有级调速；(ii)改变发动机转速，从而改变液压泵的排油量；(iii)通过改变换向阀2—4开口的大小进行节流调速。这3种调速方法的协调应用，可实现无级调速。该回路中，各主要元件的作用是：电磁阀9通过限位开关接通电磁阀9，高压油换向，防止吊钩与吊臂头部相撞。平衡阀19限制重物下降适度或使重物在空中停留。单向阻尼阀2l其作用是使制动器制动迅速，开启缓慢。致使下降的重物能够立即准确地停止在空中或使停留在空中重物再次提升时不出现瞬时下降的现象。
3主要液压元件的选择8吨液压汽车起重机的液压元件较多，计算比较复杂，选择时应尽量选用标准元件，只有在特殊情况下，才考虑设计专用元件。下面仅以起升马达和液压泵为例。1）8吨液压汽车起重机的主要技术参数最大起重量8吨； 最高提升速度度起升减速传动比i=21.04、效率起升卷筒上钢丝绳最外层直径吊钩滑轮组倍率为m=6，效率钢丝绳导向滑轮效率液压系统额定压力初定为△P=18Mpa=18×106N／m2以上参数在下述计算中不另标出。
2）起升马达的计算和选择
根据对国产轴向柱塞式液压马达产品的性能比较，8吨液压汽车起重机选用了上海液压泵厂引进西德海卓玛蒂克公司技术生产的A2F6.1系列斜轴式定量马达，型号为A2F56W6.1，输入排量为56.1cm3／r，最高转速为2390r／min，最大输入流量131L／min，最大功率78kW，最大输出扭矩312N·m。3）液压泵的计算和选择①液压泵的工作压力 式中：P1—液压马达的最大工作压力式中：—起升马达所受最大扭矩—起升马达排量()—起升马达机械效率即=0．92则
—沿程压力损失和局部压力损失之和，一般取5～15bar，则液压泵的最大工作压力
【本章小结】 本章主要介绍了典型车辆液压作业系统的分析、设计和计算方法。主要介绍了大型工程车辆全液压转向流量放大系统、车辆全液压制动系统、车辆转向系统动态负荷传感系统的组成和工作原理等。【习题】一.思考题1.如何阅读和分析一个液压系统?2.液压系统设计一般经过哪些步骤？要经过哪些计算？二．选择题1.有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（）。A、5MPa B、10 MPa C、15 MPa D、20 MPa2．在下面几种调速回路中，（）中的溢流阀是安全阀，（）中的溢流阀是稳压阀。A、定量泵和调速阀的进油节流调整回路B、定量泵和旁通型调速阀的节流调速回路C、定量泵和节流阀的旁路节流调速回路D、定量泵和变量马达的闭式调速回路
3．要求多路换向阀控制的多个执行元件实现两个以上执行机构的复合动作，多路换向阀的连接方式为（），多个执行元件实现顺序单动，多路换回阀的连接方式为（）。A、串联油路B、并联油路C、串并联油路D、其他4．在下列调速回路中，（）为流量适应回路，（）为功率适应回路。A、限压式变量泵和调速阀组成的调速回路B、差压式变量泵和节流阀组成的调速回路C、定量泵和旁通型调速阀（溢流节流阀）组成的调速回路D、恒功率变量泵调速回路5．容积调速回路中，（）的调速方式为恒转矩调节；（）的调节为恒功率调节。A、变量泵—变量马达B、变量泵—定量马达C、定量泵—定量马达6．在减压回路中，减压阀调定压力为Pj，溢流阀调定压力为Py，主油路暂不工作，二次回路的负载压力为PL。若Py＞Pj＞PL，减压阀进、出口压力关系为（），若Py＞PL＞Pj，减压阀进、出口压力关系为（）。A、进口压力P1=Py，出口压力P2=PjB、进口压力P1=Py，出口压力P2=PLC、P1=P2=Pj，减压阀的进口压力、出口压力、调定压力基本相等D、P1=P2=Pj，减压阀的进口压力、出口压力、调定压力基本相等
7．在减压回路中，减压阀调定压力为Pj，溢压阀调定压力为Py，主油路暂不工作，二次回路的负载压力为PL。若Py＞Pj＞PL，减压阀阀口状态为（）；若Py＞PL＞Pj，减压阀阀口状态为（）。A、阀口处于小开口的减压工作状态B、阀口处于完全关闭状态，不允许油流通过阀口C、阀口处于基本关闭状态，但仍允许少量的油流通过阀口流至先导阀D、阀口处于全开启状态，减压阀不起减压作用8．系统中采用了内控外泄顺序阀，顺序阀的调定压力为Px（阀口全开时损失不计），其出口负载压力为PL。当PL＞Px时，顺序阀进、出口压力P1和P2之间的关系为（）；当PL＜Px时，顺序阀进出口压力P1和P2之间的关系为（）。A、P1=Px，P2=PL（P1≠P2）B、P1=P2=PLC、P1上升至系统溢流阀调定压力P1=Py，P2=PLD、P1=P2=Px
三.分析题1.题图8.1所示液压系统由哪些基本回路组成?简要说明其工作原理并说明A、B、C三个阀的作用。 题图8.12.如题图8.2所示，图中A、B、C、D、E各是什么元件（阀）？在系统中起什么作用？题图8.2
3.如题图8.3所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力p＝30×105Pa。要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问题：1）在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口处B点的油路是否始终是连通的？2）在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力pB＝30×105Pa，B点和E点压力哪个压力大？若泵的工作压力pB＝15×105Pa，B点和E点哪个压力大？3）在电磁铁DT吸合时，泵的流量是如何流到油箱中去的？题图8.34.绘制回路1）绘出双泵供油回路，液压缸快进时双泵供油，工进时小泵供油、大泵卸载，请标明回路中各元件的名称。2）用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个双向进油节流调速回路。
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