德语APS复习-液压与气压传动导图

概况了一些液压控制阀及传动装置，有相应的德语翻译，适合德审APS的同学参考。

液压与气压传动

• 绪论
  • 液压传动的发展概况
  • 液压工作原理及特征
    • 液体传动
      • 液压传动是只利用液体压力势能进行的传动；液力传动则主要利用液体的动能进行传动。
    • 工作原理
    • 基本特征
    • 组成
      • 能源装置：将机械能转化为液体压力能，液压泵
      • 执行装置：把液体压力能转换成机械能并对外做功。液压缸，液压马达
      • 控制调节装置：控制油液的压力、流量和流动方向。换向阀、节流阀、溢流阀等
      • 辅助装置：上述三个组成部分以外的其他元件。油箱过滤器、油管等
      • 工作介质：液压油或其他合成液体
  • 液压传动优缺点及作用
    • 优点
      • 1、 体积小、重量轻、能容量大。
      • 2、 调速范围大，可方便地实现无级调速。
      • 3、 可方便灵活地布置传动机构。
      • 4、 与微电子技术结合，易于实现自动控制。
      • 5、 可实现过载保护。
    • 缺点
      • 1、 传动效率低，且有泄漏。
      • 2、 工作时受温度变化的影响大。
      • 3、 噪声较大。
      • 4、 液压 元件对污染敏感。
      • 5、 价格较贵，对操作人员要求较高。
  • 液压冲击
    • 压力急剧上升，产生很高的压力峰值
    • 产生原因：阀门突然关闭或液压缸快速制动等情况
    • 危害：会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大的噪音
    • 解决措施：1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间； 2）限制管道流速及运动部件的速度 3）适当加大管道直径，尽量缩短管道长度 4）采用软管，以增加系统的弹性
  • 空穴现象
    • 某处压力低于空气分离压，原先溶解在液体中的空气就会分离，导致液体中出现大量气泡
    • 发生位置： 多发生于阀口和液压泵的进口处，此处通道狭窄，液流的速度增大，压力则大幅下降； 或者泵的高度过大，吸油管直径太小，吸油阻力大； 或泵的转速过高，进口真空度过大
    • 解决措施：1）减小小孔或缝隙的前后压降 2）降低泵的吸油高度，适当加大吸油管内径，限制吸油管流速，尽量减小其中的压力损失 3）管路要有良好的密封
• 液压系统的能量输入和输出装置
  • 概述
    • 液压泵和液压马达
      • 柱塞式、叶片式、齿轮式
  • 基本参数
    • 压力p
    • 排量V
    • 功率和效率
    • 自吸能力：高位油箱；压力油箱；补油泵供油
  • 外啮合齿轮泵和齿轮马达（无变量）
    • 齿轮泵工作原理：随着齿轮的旋转，齿轮依次进入啮合，吸油腔周期性地由小变大，排油腔周期性地由大变小，于是齿轮泵便能不断吸入和排出液体。
    • 流量：增大模数和齿数，可以增大流量；
      • 空穴：转速过高，齿间无法填满，容积效率降低
    • 齿轮泵的结构
      • 泄露途径：齿顶圆和泵体内孔；齿轮端面和侧板端面；齿轮啮合处
      • 液压补偿原则
        • （1） 将压力油引至侧板外侧，使侧板产生弹性变形，以自动补偿侧面间隙。
        • （2） 为保证压紧面之间的密封要求，液压压紧力应稍大于液压推开力，但压紧力也不应过大，以免加剧磨损。
        • （3） 液压压紧力合力和液压推开力合力的作用线应尽量重合，否则就会产生一力偶，使轴套倾斜，增大一边间隙，并使另一边加剧磨损。
        • （4） 根据（2）、（3）两项条件，一般使压力油作用于形状和大小合适的密封元件上。
      • 困油现象
        • 两齿轮啮合部分 产生噪声；解决方法：两侧盖板上开出卸荷槽
      • 径向力
      • 优缺点
        • 优点
        • 缺点：承受不平衡径向力，磨损严重，泄露大
  • 叶片泵和叶片马达
    • 单作用叶片泵（叶片后倾）
      • 工作原理
      • 缺点：承受压油腔的单向压力，一般不宜用于高压条件
      • 适用于高速，低转矩以及要求动作灵敏的场合
    • 双作用叶片泵（叶片前倾）
      • 工作原理
      • 油压作用力相互平衡
    • 变量叶片泵
  • 柱塞泵和柱塞马达
    • 工作原理：轴向和径向
    • 特点：泄漏小，容积效率高，可在高压下工作，且易于变量，适用于大排量场合，对污染敏感
    • 柱塞数为奇数时好，一般为7或9个
  • 液压缸
    • 液压能转化为机械能
    • 活塞缸
      • 单杆活塞缸
      • 双杆活塞缸
    • 柱塞杠
    • 结构
      • 1、 缸体组件
      • 2、 活塞组件
      • 3、 密封装置：间隙密封、活塞环密封、密封圈。
      • 4、 缓冲装置
      • 5、 排气装置
    • 简图 
  • 液压马达
    • 将液体压力能转变为机械能并对外做功，一般要求能够正反转， 分为高速低转矩和低速高转矩
    • 实际应用中除了轴向柱塞泵与马达可逆外，其他的都不行
    • 主要性能参数
      • 液压马达的压力：工作压力Δp；额定压力
      • 排量：工作一周所需输入的油液的体积
      • 流量：实际和理论
      • 功率：输入功率：Pi=Δpq；输出功率：Po=Tω
      • 转矩：
      • 输出转速：
    • 与液压泵的比较
      • 相同点
        • 原理上可逆，输出能不一样
        • 结构相似
        • 均在密封工作容积的变化进行吸油和排油
      • 不同点
        • 液压泵是能源装置，液压马达是执行装置
        • 液压马达输出轴的转向必须有正反，因此呈对称结构
        • 液压马达还有单独的泄露油口
        • 液压马达容积效率较低，且输出转速较低
        • 齿轮：齿轮泵吸油口大，排油口小；齿轮马达两口大小相同；且齿轮马达齿数更多 叶片：叶片泵的叶片必须斜置安装，叶片马达应径向安装
        • 两者符号区别：液压马达进油，箭头朝内；液压泵输出油，箭头朝外
• 液压控制阀
  • 概述
    • 能量控制方法
      • 1、 阀控制：用阀本身控制
      • 2、 泵控制：用泵本身控制（都是采用变量泵）
      • 3、 执行元件控制：改变执行元件的排量来实现（常采用马达）
    • 分类
      • 功能
        • 压力控制阀：用来控制液压系统中液流压力的阀
        • 流量控制阀：用来控制液压系统中液流流量的阀
        • 方向控制阀：用来控制液压系统中液流的流动方向的阀
      • 控制方向
        • 定值或开关控制阀
        • 比例控制阀
        • 伺服控制阀
      • 连接方式
        • 管式
        • 板式
        • 集成式
    • 特点
      • 本身有能量消耗； 一般采取间隙密封，有内泄露
    • 基本要求
      • 制造精度高、阀芯动作灵活、工作性能可靠、密封性好、阀的结构紧凑、工作效率高、通用性好
  • 方向控制阀
    • 单向阀
      • 防止液流倒流
      • 普通单向阀（止回阀）
        • 作用：使液体只能向一个方向流动，反向截止
    • 换向阀
      • 利用阀芯和阀体之间的相对运动来切换油路中液流方向
      • 分为滑阀和转阀；几位（工作位置，格子数）几通（主油路数量）
      • 性能分析
        • （1）滑阀机能：三位换向阀的阀芯在中间位置(常态位置)时，各通道间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。 三位换向阀的中位时油口的连通方式称为换向阀的中位机能
        • （2） 压力损失： 压力损失以局部阻力为主。
        • （3）换向阀的应用： 利用换向阀实现换向卸荷回路是换向阀的一种主要应用。
  • 压力控制阀
    • 特点：利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理
    • 溢流阀
      • 作用：系统压力达到定值，开始溢流，将压力稳定在某一数值
      • 直动式溢流阀
        • 阻尼活塞作用：在阀开启或闭合时起阻尼作用，以提高阀芯的工作稳定性；保证阀芯 移动时的对中性，防止倾斜，以改善阀的静态特性
        • 常用于小流量的液压系统中溢流稳压效果较好，一般作为安全阀
        • 优点：灵敏度高；流通能力大；调压范围广；稳定性增强
      • 先导式溢流阀
        • 若在外控口处接通控制油路，就可以对溢流阀进行远程调压或卸荷
      • 溢流阀的性能
        • 静态性能（稳态情况下，所控制的压力、流量的变化情况）
          • 阀的工作压力随溢流量变化而变化
          • 调定压力在额定压力附近时性能最好
        • 动态性能（压力突变的性能）
          • 压力超调量Δp
          • 过渡时间Δt
          • 压力稳定性
      • 应用：溢流阀、安全阀、背压阀、卸荷阀 压力调定回路、安全回路、远程调压回路
    • 定值减压阀
      • 作用：使出口压力低于进口压力，并使出口压力可以调节
      • 与溢流阀的不同之处
        • 1、主阀芯结构不同
        • 2、减压阀压力油以压力1p进入并经阀芯开口时（使压力降低）变为2p从出口流出，同时压力2p与阀芯弹簧力平衡，进油口与出油口之间是常开的，出油口必须接负载
        • 3、先导阀弹簧腔的油液单独接油箱，与进、出孔道均不连通。
      • 先导式减压阀
      • 直通式减压阀
      • 应用：减压回路；稳压回路
    • 顺序阀
      • 作用：以压力为控制信号以实现油路通断
      • 先导式减压阀
      • 直通式减压阀
      • 单向顺序阀：单向阀和顺序阀并联组成的复合阀，又称为平衡阀
      • 应用：卸荷回路；平衡回路
  • 流量控制阀
    • 特点：改变节流口面积的大小来改变阀流量
    • 节流阀
      • 能够节流调速，节流阀可串联在回路中的任何地方，但必须与另一支路并联，才能实现液压缸的速度调节
    • 调速阀
      • 带压力补偿的流量控制阀，由定差减压阀和节流阀两部分组成
      • 减压阀可保持节流阀两端压差为常数，因而流过节流阀的流量也就稳定不变了
    • 调速回路
      • 进口节流调速回路
        • 调速范围较大，但稳定性较差，功率损失较大。一般应用在功率较小、负载变化不大 的机械装置中
      • 出口节流调速回路
        • 调速范围大，运动较平稳，但效率较低。用于功率不大、有负值负载和负载变化较大、 或要求运动平稳性较高的液压系统中。
      • 旁路节流调速回路
        • 稳定性差。仅用于动力较大，速度较高，速度稳定性要求不高，且调速范围较小的场合。
      • 出口节流调速＞进口节流调速＞旁路节流调速。
• 液压系统的辅助装置
  • 油箱
    • 用途：储油、散热和分离液压油重点空气、杂质等
  • 滤油器
    • 安装位置：安装在泵的吸油路上；安装在压油路上；安装在会由路上；安装在旁路上；单独过滤系统
  • 蓄能器
    • 功能：储存能量，必要时释放
    • 一、短时间内大量供油 （协助泵供油、作应急动力源）
    • 二、吸收液压冲击和压力脉动
    • 三、维持系统压力 （保压补漏）
• Flüssigkeitsübertragung E: Hydraulic Transmission
  • Prinzip und Charakteristik
    • Hydraulikgetriebe: durch Potentielle Energie des Flüssigkeitsdrucks Flüssigkeitsgetriebe: durch Kinetische Energie der Flüssigkeit
    • Bestandteil
      • Energiegerät: die Machanische Energie in Druckenergie umwandeln
        • Hydraulikpumpe
      • Ausführungsgerät: die Druckenergie in Mechanische Energie umwandeln
        • Hydraulikzylinder, Hydraulikmotor
      • Steuergerät: den Druck und den Abfluss und Durchflussrichtung steuern
        • Ventil wie das Wechselventil und Maximaldruckventil
      • Hilfsgerät: andere Bestandteile wie der Filter und die Ölleitung
      • Hydraulikflüssigkeit
  • Geräte, die Energie ab- und zuführen
    • Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor
      • Zahnrad-Drehschieber-Hubkolben...
    • grunder Parameter
      • Druck-p
      • ABfluss-q=V/n V-Fördervolumen; n- Drehzahl
    • Zahnradpumpe und Zahnradmotor(keine Variable)
      • Prinzip: Mit der Drehung von zwei kämmenden Zahnrädern wird Öl regelmäßig angesaugt und abgelassen Struktur Schema
      • Besonderheit
        • Nachteile: die ungleiche Radiakraft belasten, Verschleiß(磨损) und Leckagen(泄露) auslösen
    • Drehschieberpumpe und -motor(hat Variable)
      • Prizip: Mit einem Exzerter(偏心) und Drehschiebern wird... Struktur Schema
      • Simplex(Rückwärtsbeugung)
        • geeignet für hohe Geschwendigkeit und niedriges Drehmoment(转矩) und sensible(灵敏的) Situation nicht für hohen Druck
      • Doppelwirkung (Vorneigung)
        • die gegenseitige Wirkkräfte balancieren
      • Besonderheit
    • Hubkolbenpumpe und -motor
      • Prinzip: Mit vor- und zurükgehende Bewegung von Kolben wird... Struktur Schema
      • Besonderkeit
        • niedrige Leckage、hohen Druck belasten、einfache Variable、geeignet für großes Fördervolumen、 aber empfindlich gegen Ölschmutz
    • Hydraulikzylinder
      • die Druckenergie in Mechanische Energie umwandeln
      • Kolbenzylinder
        • Schema
    • Hydraulikmotor
      • die Druckenergie in Mechanische Energie umwandeln
        • positiv und negativ drehen
      • Hauptparameter
        • gegebender Druck Δp
        • Fördervolumen
        • Abfluss: q
        • Leistung: Eingangsleistung: Pi=Δpq; Ausgangsleistung: Po=T(Drehmoment)ω(Drehzahl)
      • Unterschied zwichen Motor und Pumpe
        • Energiegerät und Ausführungsgerät
        • positiv und negativ drehen
        • Motor hat niedrigen Liefergrad
        • Zeichen
  • Steuergerät(Ventil)
    • Kategorie/Klassifizierung(Funktion)
      • Druck steuern-Abfluss steuern-Richtung steuern
    • Richtung steuern
      • Absperrventil
        • nur eine Richtung
      • Wechselventil
        • wie viel Arbeitsposition und wie viel Ölrille
      • Schema
    • Druck steuern
      • Besonderheit
        • Gleichgewicht zwischen hydraulische Kraft 液压力und Federkraft弹簧力
      • Maximaldruckventil
        • Funktion: Druck erreichen und stabilisieren
        • Schema
      • Druckminderventil
        • Funktion: Ausgangsdruck niedriger als Eingangsdruck
        • Schema
      • Folgeventil
        • Funktion: Druck als Signal zum Ein- und Ausschalten
        • Schema
  • Abfluss steuern
    • Besonderheit
      • die Fläche der Drosselöffnung verändern, um Ventilfluss zu ändern
    • Drosselklappe
      • drosseln und Geschwindigkeit regeln
      • Schema
  • Hilfsgeräd
    • Filter
    • Ölleitung
• 
• 流体力学基础
  • 液体的物理性质
    • 液体密度：ρ=m/V
    • 液体的可压缩性：受压力作用使体积减小
    • 液体的粘性：在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍分子的相对运动，具有一定的内摩擦力
      • 牛顿液体内摩擦定律：τ=μ·du/dy； μ为动力粘度：液体在单位速度梯度下流动，流动液层间单位面积的内摩擦力
    • 液压油的类型：石油型、合成型和乳化型
      • 液压油的选用：液压系统的工作压力；环境温度；运动速度
    • 液压油的性能要求
      • 粘温特性好；润滑性好；化学稳定性好；质地纯净，抗泡沫性好；闪点要高，凝固点要低
    • 液压油的污染：固体颗粒和胶状生成物堵塞；微笑固体颗粒加速磨损； 水分和空气混入降低液压油能力，使其氧化
      • 防治：消除残留物污染；减少外来污染；滤除系统产生的杂志；定期检查、更换
    • 液压油
  • 液体静力学基础
    • 液体的压力：单位面积所受的法向力，压强P
      • • 沿着内法线方向；任一点在各个方向均相等
    • 静力学基本方程式
      • p=p0+ρgh（绝对压力） p-pa（相对压力）
        • 特征：静止均有两部分组成，当只有大气压时：p=pa+ρgh 液体压力随深度呈直线分布 深度相同，等压面，为水平线
    • 压力的表示方法和单位
      • 真空度：绝对压力小于大气压的那一部分
    • 静止液体内压力的传递
      • 帕斯卡原理：液体保持静止，外力F施加，任一点也发生同样大小变化 p=F/A
        • 千斤顶
    • 液体对固体壁面的作用力
      • 壁面为平面：F=pA
      • 壁面为曲面：等于曲面在该方向的投影面积和液体压力的乘积，Ax=2rl; Fx=pAx
  • 液体动力学基础
    • 基本概念
      • 理想液体：既无粘性，又不可压缩
      • 恒定流动（定常流动，非时变流动）：流动时，任一点处的压力、速度和密度等都不改变
      • 一维流动：液体整体作线形流动，一般把封闭容器内按一维
      • 流线：质点运动曲线； 流管：一过条封闭曲线的所有流线； 流束：流管内所有流线集合； 通流截面：垂直于流束的截面（可以是曲线）
      • 流量：单位时间通过某一流通截面的液体体积，m^3/s或L/min
        • 整个通流截面A的流量
        • 均布流速（平均流速）：ν＝q/A
      • 层流：液流分层 湍流：流速过高，絮乱
      • 雷诺数：Re= ν d/ν 平均流速ν，管道内径d，运动粘度v
        • 当大于临界雷诺数Rec时，为湍流，反之为层流
        • 物理意义：液流的惯性力对粘性力的量纲为1的比值。 雷诺数较大时，惯性力起主导，处于湍流； 较小时，粘性力起主导，为层流
      • 非圆形截面的雷诺数： dH 为通流截面的水力直径 （越大接触周长越大，流通能力大） A-通流截面面积； x -湿周长度，即与管壁接触周长
    • 连续性方程
      • 单位时间内，流过两个通流截面的液体质量相等
      • 可得ρ1ν1A1=ρ2ν2A2 忽略可压缩性ν1A1=ν2A2
      • 也可以写成：q=νA=常数
      • 在密闭管路内做恒定流动的理想液体，不管平均流速和通流截面怎样变化，流过各截面的流量不变
    • 伯努利方程
      • 能量守恒定律的表达
      • 理想液体微小流束的伯努利方程
        • p1/ρ、p2/ρ——比压能； u1^2/2——比动能； h1g、h2g——比位能
          • 物理意义：它们之间可以相互转化，但在管道内任一位置，单位质量的液体三种能量之和是一定的
      • 实际液体总流的伯努利方程
        • • 能量损失为hwg，动能修正系数湍流时α=1，层流时α=2
    • 动量方程
      • 修正系数β
        • F——作用在液体上所有外力的矩 ν——液流在前后两个通流截面上的平均流速矢量 β——动量修正系数，湍流时β=1，层流时β=4/3
      • 投影到x方向的