第一节　气压传动基础知识 第二节　气动元件 第三节　气动基本回路 第四节　气压传动应用举例 复习试题 * * 学习目的： 　　通过本章的学习具备汽车机械所涉及的气压传动的基本知识。 学习要求： 　　掌握气压传动的主要元件、基本回路与基本知识。 　　能识读气压传动的基本回路和系统。 　　了解气压传动在汽车中的应用。 第十三章　气压传动 　　一、气压传动的工作原理 　　图13-1所示为气动剪切机的工作原理图。 　　图13-1b为用职能符号表示的气动剪切机的工作原理图。 　　二、气压传动系统的组成 　　气压传动系统由以下四个部分组成： 　　（1）气源装置 　　（2）执行元件 　　（3）控制元件 　　（4）辅助元件  　　三、气压传动的特点 　　气压传动与机械、电气、液压传动相比，有以下优点： 　　1）以空气为工作介质，不仅易于取得，而且用后可直接排入大气，处理方便，也不污染环境。 　　2）因空气的粘度很小（约为油的万分之一），在管道中流动时的能量损失很小，因而便于集中供气和远距离输送，气动动作迅速，调节方便，维护简单，不存在介质变质及补充等问题。 　　3）工作环境适应性好，无论在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，还是在食品加工、轻工、纺织、印刷、精密检测等高净化、无污染场合，都具有良好的适应性，且工作安全可靠，过载时能自动保护。 　 　　4）气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于实现标准化、系列化和通用化。气压传动与机械、电气、液压传动相比，有以下缺点： 　　①  由于空气具有较大的可压缩性，因而运动平稳性较差。 　　②  因工作压力低（一般为0.3～1MPa），不易获得较大的输出力或力矩。 　　③  有较大的排气噪声。 　　④  由于湿空气在一定的温度和压力条件下能在气动系统的局部管道和气动元件中凝结成水滴，促使气动管道和气动元件腐蚀和生锈，导致气动系统工作失灵。 　　一、气源装置 　　气源装置由两部分组成，一是空气压缩机把大气压状态下的空气升压提供给气压传动系统，二是气源净化装置将空气压缩机所提供的含有大量杂质的压缩空气进行净化。 　　1．空气压缩机 　　空气压缩机按其压力大小分为低压（0.2～1.OMPa）、中压（1.0～10 gPa）、高压（＞10MPa）三类；按工作原理为容积型（通过缩小单位质量气体体积的方法获得压力）和速度型（通过提高单位质量气体的速度并使动能转化为压力能来获得压力）。 　　常见的低压、容积式空气压缩机按其结构分有：活塞式、叶片式和螺杆式，其中最常用的是活塞式。常见的普通型空气压缩机都基本上采用活塞式（绝大部分汽车上采用的空气压缩机也是这种形式）。如图13-2所示。 　　2．气源净化装置 　　（1）冷却器    其结构如图13-3所示。 　　（2）除油器    其结构如图13-4所示。 　　（3）储气罐    其结构如图13-5所示。 　　二、气动辅助元件 　　1．空气过滤器　　如图13-6所示。 　　2．消声器　　如图13-7所示为吸收型消声器。 　　三、气动执行元件 　　气动执行元件在气动系统中，是将压缩空气的压力能转变成机械能的元件。包括气缸和气马达，气缸用于实现直线往复或摆动，马达用于实现连续的回转运动。 　　1．气缸 　　气缸的种类很多，按活塞端面的受压状态分为单作用与双作用气缸；按其结构特征可分为：活塞式气缸、柱塞式气缸、薄膜式气缸、叶片式摆动气缸、齿轮齿条摆动气缸等；按功能分为：普通气缸和特殊气缸。气缸的工作原理与液压缸的工作原理相同。如图13-9所示为汽车中常用的活塞式气缸（又称为活塞式制动气室），如图13-10。 　　2．气动马达 　　气动马达是把压缩空气的压力能转换成回转运动形式的机械能的装置。其作用与液压马达相当，即输出转矩驱动机构作旋转运动。 　　最常见的气动马达有：叶片式、活塞式和薄膜式三种。如图13-11所示。 　　四、气动控制元件 　　1．压力控制阀 　　在气压传动系统中，控制压缩空气的压力，来控制执行元件的输出推力或转矩和依靠空气压力控制执行元件动作顺序的阀，称为压力控制阀，包含减压阀、顺序阀和安全阀。 　　图13-12所示为直动式减压阀，减压阀与液压传动中的减压阀一样能起减压作用，但它更主要的作用是调压和稳压。 　　图13-13所示为单向顺序阀的工作原理图，顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀，其作用和工作原理与液压顺序阀基本相同。顺序阀常与单向阀并联组成单向顺序阀。 　　图13-14所示为安全阀（溢流阀）的工作原理图，当回路中的压力达到某给定值时，使部分或全部气体从排气口溢出，以保证回路压力的稳定。 　　2．流量控制阀 　　在气动系统中，气缸的运动速度都需要通过控制调节压缩空气的流量来实现。流量控制阀是通过改变阀的流通面积来实现流量（或流速）控制的元件。包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀等。其工作原理与液压阀中同类型阀相似。如图13-15所示为节流阀，通过调节通流截面积来调节阀的流量。 　　图13-16所示为单向节流阀，是由单向阀与节流阀组合而成，图13-17所示为排气节流阀，排气节流阀是安装在执行元件的排气口处，用来调节排入大气中气体的流量的一种流量控制阀。它不仅能调节执行元件的运动速度，如带消声器，还可起到减小排气噪声的作用。 　　3．方向控制阀 　　方向控制阀是气动系统中通过改变压缩空气的流向和气流的通、断，来控制执行元件的起、停及运动方向的气动元件。它是气动系统中应用最广泛、种类最多的一种气动控制元件。 　　方向控制阀的分类较多，通常按气流在阀内的流动方向，方向阀可分为：换向型和单向型两种。 　　（1）单向型控制阀    单向型控制阀通常包括止回阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀。其中止回阀与液压传动中的止回阀基本相同，这里不再介绍，而只介绍其他三种阀。 　　1）或门型梭阀：其工作原理图和符号如图13-18所示。或门型梭阀是由两个单向阀反向串联的组合阀，p1与p2两个进气口，其中一个进气时，则另一个被关闭，如果两个进气口同时进气时，则气压低的进气口则被关闭，气压高的进气口则接通。 　　2）与门型梭阀：与门型梭阀又称双压阀，其工作原理和符号如图13-19所示，与门型梭阀也相当于两个单向阀的组合阀，只有当两个进气口pl、p2同时进入相同气压的压缩空气时，A口才有输出；当两进气压力不等时，低压气通过A口输出。 　　3）快速排气阀：快速排气阀是为了加快气缸运动速度作快速排气用的，常装在换向阀与气缸之间，其结构如图13-20所示。 　　（2）换向型控制阀    换向型方向控制阀的作用是改变气流通道，使气体流动方向发生改变，从而改变气动执行元件的运动方向。 　　1）气控换向阀：气控换向阀是用压缩空气驱动阀芯移动，控制气流的接通、断开或换向的方向控制阀。在气动系统中，常作为气缸或气动马达的主控阀，控制他们的运动方向。按其作用原理，气控换向阀有：加压控制、泄压控制和差压控制三种类型。如图13-21所示为二位三通单气控截止式换向阀。 　　2）电磁换向阀：气动电磁换向阀是利用电磁力的作用来实现阀的换向的。由电磁部分和主阀两部分组成。按控制方式的不同可分为直动式和先导式两种，它们的工作原理与液压控制阀中的电磁换向阀相同，仅是二者的工作介质不同而已，其结构如图13-22所示。 　　一、压力控制回路 　　压力控制回路是使回路中的压力保持在一定
13第十三章气压传动.ppt