第1章　液压与气动技术基础

1.1　液压系统工作原理与组成

液压技术是传动与控制不可或缺的技术，其日益受到重视。在大功率、体积限制严、特殊场合或电难以获得的领域（如风能、海洋能、太阳能、工程机械、海洋装备、航空航天、机器人等）无可替代。

液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动形式，液压传动用于实现机械能-液压能-机械能的转换。

第一个转换是通过液压泵实现的。液压泵旋转的内部空腔在与油管连通时逐渐增大，形成吸油腔，将油液吸入；在其与压油口连通时逐渐缩小，形成压油腔，将油排入系统。

第二个转换是通过执行元件液压缸或液压马达来实现的，压力油依帕斯卡原理推动执行件的运动部分，驱动负载运动。

各类控制阀则用于限制、调节，分配与引导液压源的压力、量流与流动方向。

图1-1所示为典型液压系统。液压泵3由电动机驱动旋转，从油箱1经过滤器2吸油。

图1-1　典型液压系统

1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—节流阀；5—换向阀；6，9，10，12—管道；7—液压缸；8—导轨；11—溢流阀

当换向阀5阀芯处于图示位置时，压力油经阀4、阀5和管道9进入液压缸的左腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道6、阀5和管道10流回油箱。改变阀5阀芯工作位置，使之处于左端位置时，液压缸活塞反向运动。

液压系统由动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质五部分组成。

①动力元件（液压泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能，是液压传动中的动力部分。

②执行元件（液压缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。

③控制元件　包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。

④辅助元件　除上述三部分以外的其他元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件［主要包括：各种管接头（扩口式、焊接式、卡套式，法兰）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等］及油箱等，它们同样十分重要。

⑤工作介质　工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。