液壓傳動(dòng)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢 Application and Development Trend of Hydraulic Transmission Technology in Automobile

何晨語 HE Chen-yu

摘要：液壓傳動(dòng)作為一種先進(jìn)傳動(dòng)方式，其與電氣傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相比存在許多優(yōu)點(diǎn)，這使其在許多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，特別是在汽車上取得了不錯(cuò)應(yīng)用效果。下面，在對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行介紹基礎(chǔ)上，對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)在汽車中應(yīng)用進(jìn)行了分析，最后對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述，希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員，以及行業(yè)發(fā)展都可以有所幫助。

Abstract： As an advanced transmission method， hydraulic transmission has many advantages compared with electrical transmission and mechanical transmission， which makes it widely used in many industries， especially in automobiles. Below， based on the introduction of the advantages and disadvantages of the hydraulic transmission system， the application of hydraulic transmission technology in automobiles is analyzed， and finally the future development trend of hydraulic transmission technology is explained，I hope that the content in the article can be helpful to related staff and industry development.

關(guān)鍵詞：液壓傳統(tǒng);汽車;執(zhí)行元件;機(jī)械傳動(dòng)

Key words： hydraulic tradition;automobile;actuator element;mechanical transmission

中圖分類號(hào)：U463.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）22-0081-02

0? 引言

科技的飛速發(fā)展使液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械、機(jī)床、汽車等多個(gè)行業(yè)中都得到了合理應(yīng)用，特別是在汽車領(lǐng)域中對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，使汽車可以朝著穩(wěn)定運(yùn)行、方便行駛、安全舒適等方面發(fā)展。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在具體應(yīng)用期間各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，使得通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車的合理控制，提高汽車性能。

1? 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)概述

1.1 液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力、控制、執(zhí)行等各項(xiàng)軟件在具體布置能夠依據(jù)具體情況，科學(xué)布置，應(yīng)用起來更加方便。②在功率相同情況下， 液壓裝置與電氣傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置相比，質(zhì)量與體積更小，因此，液壓裝置效果更好[1]。③整體操作相對(duì)簡單，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，應(yīng)用效果良好。④安全性高，可是實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，同時(shí)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，因?yàn)楣β蕮p失的熱量可以通過液體被帶走，以免熱量在局部堆積，無法快速消散，導(dǎo)致溫度升高而對(duì)裝置造成破壞[2]。

⑤通過對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械智能化、自動(dòng)化。在具體控制期間，若采取電液聯(lián)合控制，能夠提高裝置在運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

1.2 液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①液壓系統(tǒng)內(nèi)存在大量流體，流體在運(yùn)行期間會(huì)遭受到一定阻力，而且可能會(huì)發(fā)生泄露問題，這一方面提高了安全隱患，另一方面可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，危害較為嚴(yán)重。②液壓系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境要求高，尤其是對(duì)于溫度要求，在溫度過低或過高情況下，都無法穩(wěn)定運(yùn)行。③液壓元件價(jià)格相較高，而液壓系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生泄露問題，為了避免泄露現(xiàn)象發(fā)生，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，要提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中采用各項(xiàng)軟件的精度，這在一定程度上提高了成本[3]。此外，液壓系統(tǒng)中流體泄露會(huì)對(duì)傳動(dòng)比造成一定影響。

④液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行期間一旦出現(xiàn)問題，維修起來難度較大。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)存在的上述缺點(diǎn)得到了一定程度的改善與解決，但是，仍然存在一些問題有待解決。因此，在日后工作開展期間，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)問題的探究。

2? 液壓傳動(dòng)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用

2.1 液壓助力轉(zhuǎn)向裝置

汽車中的轉(zhuǎn)向裝置在汽車中應(yīng)用起到的作用就是確保汽車在行駛過程中能夠依據(jù)駕駛員需求改變行駛方向，同時(shí)能夠克服外界其它因素帶來的干擾，確保汽車穩(wěn)定行駛，以免發(fā)生安全事故。現(xiàn)代汽車在制造時(shí)，為了緩解駕駛員疲勞度，提高汽車駕駛舒適度，會(huì)在汽車中加設(shè)轉(zhuǎn)向加力裝置[4]。液壓助力轉(zhuǎn)向裝置在具體應(yīng)用過程中工作原理就是在轉(zhuǎn)向控制閥在關(guān)閉時(shí)，汽車能夠保持直線行駛。轉(zhuǎn)向油泵輸出液壓油會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)能器內(nèi)部，在儲(chǔ)能器壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，油泵將會(huì)自動(dòng)卸荷，進(jìn)而處于空載狀態(tài)。汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，機(jī)械轉(zhuǎn)向器在運(yùn)行過程中會(huì)帶動(dòng)控制閥轉(zhuǎn)入開啟位置，位于儲(chǔ)能器內(nèi)部的液壓油則會(huì)被送入到動(dòng)力杠內(nèi)，形成推力，輔助汽車完成轉(zhuǎn)向[5]。

2.2 液壓制動(dòng)系統(tǒng)

目前，液壓系統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)展，已經(jīng)十分成熟，其在輕型貨車、轎車等制動(dòng)系統(tǒng)中都得到了廣泛應(yīng)用，而且從具體應(yīng)用情況來看，也取得了不錯(cuò)應(yīng)用效果。液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)主缸、連接管路、輪缸、制動(dòng)力分配閥等多個(gè)部件共同構(gòu)成。其中主缸是制動(dòng)系統(tǒng)中的主要?jiǎng)恿υ湓谙到y(tǒng)運(yùn)行過程中起到的作用是向系統(tǒng)輸送液壓油，而制動(dòng)主缸作為液壓制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行軟件，其在系統(tǒng)運(yùn)行過程中起到的作用是控制制動(dòng)塊或制動(dòng)蹄，最終達(dá)到制動(dòng)汽車目的。

液壓制動(dòng)系統(tǒng)作業(yè)原理：駕駛員向制動(dòng)踏板施加控制力，力傳動(dòng)到制動(dòng)主缸，制動(dòng)主缸將系統(tǒng)中的制動(dòng)液通過油管輸送帶到汽車前后的制動(dòng)輪缸內(nèi)部，此時(shí)制動(dòng)蹄受力作用會(huì)被推向制動(dòng)盤，消除制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的各項(xiàng)間隙，形成制動(dòng)力矩。在進(jìn)行制動(dòng)過程中，駕駛員可以在汽車制動(dòng)時(shí)，通過增加踏板力方式使制動(dòng)力矩成比例增加，最終實(shí)現(xiàn)振動(dòng)[6]。而駕駛員在松開制動(dòng)踏板時(shí)，受回位彈簧作用，制動(dòng)輪缸活塞和制動(dòng)蹄活塞都會(huì)被拉回，制動(dòng)液將會(huì)被壓回到主缸，解除了制動(dòng)作用。

2.3 液壓懸架系統(tǒng)

汽車行駛期間，受汽車自身在行駛時(shí)狀態(tài)，以及路面不平整等問題影響，汽車會(huì)呈現(xiàn)出不同運(yùn)行狀態(tài)，主要包括側(cè)向運(yùn)動(dòng)、垂直振動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)等，這些運(yùn)動(dòng)情況的出現(xiàn)，難以保證汽車在行駛時(shí)，駕駛員和車內(nèi)人員穩(wěn)定性，以及具體操作穩(wěn)定性能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。針對(duì)上述問題，相關(guān)工作人員依據(jù)工況實(shí)際要求確設(shè)置了一個(gè)能夠保汽車在行駛過程中狀態(tài)能夠達(dá)到的電控液壓懸架系統(tǒng)。在汽車中對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠通過主動(dòng)方式完成對(duì)汽車在運(yùn)行時(shí)振動(dòng)的有效控制[7]。因此，為了保證汽車性能良好，滿足應(yīng)用需求，電控液壓懸架系統(tǒng)在汽車附近有橫向加速器、縱向加速器，以及橫擺陀螺儀傳感器，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)④嚿砀叨取⒄駝?dòng)、傾斜等各項(xiàng)狀態(tài)信息都快速、準(zhǔn)確傳遞給ECU。ECU依據(jù)對(duì)預(yù)先設(shè)定好程序和輸入信號(hào)發(fā)出的指令，完成對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)操縱前后，執(zhí)行油缸作業(yè)的有效控制。

2.4 自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)

汽車中采用的自動(dòng)變速器在具體運(yùn)行過程中能夠依據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷改變汽車行駛速度，自動(dòng)、及時(shí)變化傳動(dòng)比，控制起來相對(duì)簡單、省力，而且能夠緩解車輛駕駛員在駕駛車輛時(shí)的疲勞程度。對(duì)于自動(dòng)變速器來說，自動(dòng)控制主要是采用液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要是對(duì)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理控制。其主要由動(dòng)力軟件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成。液壓泵是自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)中的動(dòng)力軟件，其在運(yùn)行過程中不僅能夠?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)提供液壓油，從而實(shí)現(xiàn)換擋作業(yè)，而且還能夠?yàn)橐毫ψ兙仄魈峁┯糜诮档蜏囟龋苊鉁囟冗^高而造成破壞補(bǔ)償油;執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要油制動(dòng)器液壓缸、離合器等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成;控制機(jī)構(gòu)由手動(dòng)閥、鎖止離合器控制閥、換擋閥等多種結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，為了確保控制結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮出相應(yīng)作用，應(yīng)當(dāng)將其安裝在汽車的自動(dòng)變速器上。

汽車中的主油調(diào)節(jié)閥在汽車中發(fā)揮的關(guān)鍵作用就是嚴(yán)格依據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率和汽車行駛速度改變，調(diào)節(jié)液壓泵壓力，將其精準(zhǔn)調(diào)整到規(guī)定值，在形成穩(wěn)定工作油壓后，再輸入到主油路中。對(duì)于主油壓的調(diào)整應(yīng)對(duì)依據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：①若發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度較小，可以適當(dāng)降低主油壓力，若節(jié)氣門開度較大，需要適當(dāng)提高主油壓力，只有這樣才能夠滿足需求。②汽車在以中低速行駛時(shí)，此時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩較大，主油路的壓力需要達(dá)到1.05MPa，而當(dāng)汽車以較高速度行駛時(shí)，可以適當(dāng)降低主油路油壓。③當(dāng)汽車倒擋行駛時(shí)，應(yīng)對(duì)適當(dāng)提高主油路油壓，要將壓力提高到1.75MPa，以免發(fā)生打滑問題，發(fā)生事故，造成經(jīng)濟(jì)經(jīng)損失，以及人員傷亡。④為了提高汽車自動(dòng)變速器換擋品質(zhì)，以及車輛在行駛過程中，車內(nèi)駕駛?cè)藛T和其他人員舒適度，在汽車液壓系統(tǒng)中設(shè)置了緩沖安全系統(tǒng)，也就是說安裝具有安全和緩沖作用的蓄壓減振器、緩沖閥，從而保證汽車換擋平順和性和安全性。

3? 液壓傳動(dòng)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

科技的快速發(fā)展使液壓傳動(dòng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中得到了合理應(yīng)用，并且其發(fā)揮著重要作用。在對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究與應(yīng)用過程中，要全面結(jié)液壓傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而保證液壓傳動(dòng)技術(shù)作用能夠得到合理發(fā)揮。針對(duì)我國液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)，發(fā)展趨勢如下：

①減低能耗，提高資源利用率。近幾年，液壓傳動(dòng)技術(shù)的能量利用率和轉(zhuǎn)換率都得到了顯著提高，但是，從具體情況來看，仍然存在能耗較大現(xiàn)象。大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，提高液壓系統(tǒng)壓力利用率，能夠大幅度降低能耗。可見，在日后液壓傳動(dòng)技術(shù)研究時(shí)，應(yīng)對(duì)將重點(diǎn)放在降低系統(tǒng)內(nèi)部壓力和元件損失上，盡量降低功率損失。

②主動(dòng)維護(hù)取代被動(dòng)維護(hù)。從目前液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用情況來看，對(duì)于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，被動(dòng)維護(hù)情況仍然十分常見，這大幅度降低了作業(yè)效率，因此，未來要采用主動(dòng)維護(hù)方式取代被動(dòng)維護(hù)方式。要想達(dá)到這一目的，需要得到現(xiàn)代化液壓系統(tǒng)故障方法的支持。科技的快速發(fā)展和液壓系統(tǒng)精密化，使傳統(tǒng)的看、聽、觸診斷方法已經(jīng)無法起到維護(hù)液壓系統(tǒng)的作用。因此，在日后工作開展時(shí)，要構(gòu)建一套完善液壓系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，快速完成故障診斷，制定一套合理維修方案，采取主動(dòng)方式維護(hù)。

③加強(qiáng)對(duì)微電子技術(shù)的應(yīng)用。微電子技術(shù)為液壓技術(shù)創(chuàng)新提供了強(qiáng)有力的支持。近幾年，傳感技術(shù)、電液閥等都得到了飛速發(fā)展，這也使液壓系統(tǒng)具有了液壓和電氣技術(shù)特點(diǎn)，也使液壓技術(shù)朝著智能、集成、自動(dòng)化方向發(fā)展。

4? 結(jié)語

近幾年，科技的飛速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了液壓技術(shù)發(fā)展腳步，各項(xiàng)液壓元件日益完善，這也使液壓傳統(tǒng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在不同行業(yè)中，尤其是在汽車中應(yīng)用，取得了不錯(cuò)應(yīng)用效果。隨著人們對(duì)微電子技術(shù)、液壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)等各項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入，可以通過合理方式將不同技術(shù)合理結(jié)合到一起，從而使液壓傳動(dòng)技術(shù)作用能夠得到合理發(fā)揮。

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