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液压传动基本概念的教学改进探索

范文

方永寿

【摘要】液压传动在汽车行业和工程车辆领域有着广泛的应用，它是汽车机械基础这门课程的重要内容。而液压传动基本概念是液压传动的概述性知识，它起到知识点的引入和兴趣的建立，它与日常所见的机械传动相比有其鲜明的独特性。本文的教学改进打破常规的教学思路，结合多年的教学实践，探索出更能引起学生兴趣和求知欲望的新途径。

【关键词】液压传动;基本概念;教学改进

【中图分类号】G642.0?????? 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2019）24-0018-01

一、液压传动基本概念的导入

首先以日常生活所见的产品实例引入典型的液压传动产品，下图分别是常见的挖掘机和自卸车。随即开展提问、讨论，建立求知欲望。如：大家发现这些产品有啥特点？其功能是如何实现的？采用机械传动可行吗？

由此引入一种新的传动概念即液压传动，它与机械传动有着很大的区别。此时先回顾已学过的机械传动知识。

以提问方式引入下面已学的内容，连杆机构传动如曲柄连杆机构，凸轮机构传动如发动机气门凸轮，齿轮传动如减速器、变速器等，蜗轮蜗杆传动如汽车转向器，带传动如汽车发动机驱动，链传动如自行车……等等，以上均为机械能的直接传动，都属于机械传动。

引入液压传动的定义与用途：液压传动是以流体作为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。用途：广泛应用于工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床等。

液压传动由机械能转换为工作介质的压力能，通过管道输送到执行元件，再通过执行元件再把压力能转换为机械能。它与电能的输送比较有类似之处：机械能转换为电能（发电机），通过电缆输送到执行元件（电动机），再通过执行元件转换为机械能。与电能应用相比，对于液压传动，上述元件对应液压泵和液压马达。

二、引入教学目标和教学内容

教学目标：根据液压传动工程应用实例，了解液压传动的基本概念、基本原理、基本组成和特点，进而知悉除日常所见的机械传动形式外，液压传动是一种广泛而重要的传动形式，在一些领域，它甚至不可替代。

教学内容：液压传动定义与应用、液压传动的基本理论、液压传动的工作原理、液压传动系统的组成、液压系统的图形符号、液压传动的特点。

三、介绍液压传动的基本参数、基本理论

1.基本参数。

流量：单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积称为流量。单位为m3/s（米3/秒），常用单位为L/min（升/分）。

流速：由于油液与管路壁或液压缸壁、油液内部之间的摩擦大小不同，因此油液流动时，在管路或液压缸某一截面上各点处的流速是不相等的，通常采用平均流速进行近似计算。

压力：油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用所产生的。在液压传动中，与油液受到的外力相比，油液的自重一般很小，可忽略不计。以后所说的油液压力主要是指因油液表面受外力（不计入大气压力）作用所产生的压力，即相对压力或表压力。常用压力单位：Pa、kPa、MPa、bar（标准大气压）。

公称压力：液压系统及元件在正常工作下，按试验标准连续运转（工作）的最高工作压力称为额定压力，超过此值，液压系统便过载。液压系统必须在额定压力以下工作。额定压力也是各种液压元件的基本参数之一。

2.基本理论。

以静压传递原理即帕斯卡原理为基础，包括以下内容。

（1）静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力。

（2）油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面。

（3）密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压力传递原理，即帕斯卡原理。

以液压千斤顶为例、结合原理图和工作视频来简述液压传动的工作原理。

以千斤顶为例引出液压传动组成有5类元件：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质。

四、总结

1.优点。

（1）单位体积输出功率大。在输出同等功率的情况下，液压装置的体积小、重量轻。

（2）由于液压装置质量轻、惯性小、反应快，易于实现快速起动、制动和频繁的换向，其工作比较平稳。

（3）液压装置能在较大范围内实现无级调速，调速范围最大可达1：2000（一般为1：100）。

（4）液压传动操纵控制简便，易于实现自动化，液压装置易于实现过载保护。

（5）液压元件已实现标准化、系列化以及通用化，便于液压系统的设计、制造和使用。

2.缺点。

（1）油液的泄漏、油液的可压缩性、油管的弹性变形都会影响运动传递的正确性，故液压传动不适宜用于对传动比要求精确的场合。

（2）由于油液的黏度会随温度而变化，因此不宜在温度变化范围较大的场合下使用液压传动，这样会影响运动的稳定性。一般工作温度在-15～60℃的范围内较适宜。并且系统中的工作油要始终保持清洁。

（3）液压传动在工作过程中有较多的能量损失（如管路压力损失、泄漏等），因此，液压传动的效率不高，不适宜用于远距离传动。

（4）为了减少泄漏，液压元件的制造精度要高，故制造成本也相应提高，且液压元件的维修较复杂，需有较高的技术水平。

五、复习与思考

1.观察、思考你日常所见的利用液压传动原理来工作的工程产品？

2.液压传动系统有哪些优缺点？

3.液压传动主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么。

4.展开你的想象，哪些产品还可能应用液压传动的？

参考文献

[1]雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，2001.

[2]《汽车机械基础》主编胡如夫.浙江大学出版社，2006.

[3]《汽车机械基础》金旭星主編，人民邮电出版社出版，2009.

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