1.1 气液传动的工作原理与系统组成

1. 液压传动的工作原理

在我们还对液压传动系统缺乏认知的情况下，先从液压千斤顶的工作原理着手。液压千斤顶是一个常用的维修工具，是一个较为完整的液压传动装置。

液压千斤顶的工作原理如图1-l所示。液压千斤顶的大活塞4和小活塞7分别可以在大缸体3和小缸体8内上下移动。因为活塞与缸体内壁间有良好的密封，所以形成容积可变的密封空间。两缸体由装有单向阀5的管道互连，并与油箱1相连。当要举升重物G时，先向上提起手柄6，使手柄带动小活塞7向上移动，这时小活塞下部缸体内的空间增大。由于密封作用，外界空气不能补充进来，因此造成密封容积内压力低于大气压。同时，在单向阀5的作用下，大缸内的油液不能进入小缸。这时油箱内的油液就在大气压的作用下，经管道和单向阀9进入小缸体8内。当压下手柄6时，小活塞下移，密封容积减小，压力升高，油液不能通过单向阀9流回油箱，只能通过单向阀5压入大缸内，推动大活塞将重物升高一定距离，重复以上过程，重物就不断被举升。举升重物的过程完成后，将放油阀2转动90°，可使大缸内油液流回油箱，实现大活塞下移复位。

在实际应用中，千斤顶的产品设计形式是多种多样的，可以满足不同场合下的应用。在较小吨位时，常用的有立式手动千斤顶（如图1-2（a）所示）、卧式手动千斤顶（如图1-2（b）所示）；在较大吨位时，一般采用电动千斤顶（如图1-2（c）所示）。

图1-2　液压千斤顶产品样图

如果将图1-1所示系统中的油液介质换成空气介质，因为空气介质直接取自大气，并直接排入大气，所以不需要图示中的回油管与油箱装置，其他元件的结构与原理类似，图示系统就可视为一个气压传动系统。例如，生活中常用的打气筒，就与上述小活塞缸工作原理完全相同。

图1-1　液压千斤顶工作原理

1－手柄；2－泵缸；3－排油单向阀；4－吸油单向阀；5－油箱；6、7、9、10－管；8－截止阀；11－液压缸；12－重物

从液压千斤顶的工作原理可以看出，液压与气压传动是以密封容积中的受压工作介质来传递运动和动力的。先将机械能转换成压力能，然后通过各种元件组成的控制回路来实现能量的调控，再将压力能转换成机械能，使执行机构实现预定的动作。

由于工作介质不同，液压传动与气压传动在结构和工作原理上有极为相似之处，但理论基础并不完全相同。液压传动装置使用的油液为可压缩性较小的流体，工程应用中一般可视为不可压缩的液体，在分析液压传动的过程时主要考虑的是力的平衡，以液体所表现出的宏观力学特征为依据，分析液体在运动时的质量、能量的迁移及转换的力学平衡问题。气动装置所用的压缩空气是弹性流体，其体积、压强和温度三个状态参量之间有互为函数的关系，不仅要考虑力学平衡，而且要考虑热力学的平衡。

2. 液压与气压传动系统的组成

液压与气压传动系统主要由以下五部分组成。

（1）动力装置。把机械能转换成流体压力能的装置，如图1-1液压千斤顶中的小活塞缸。液压与气压传动系统中常见的是液压泵或空气压缩机。

（2）执行装置。把流体的压力能转换成机械能的装置，如图1-1液压千斤顶中的大活塞缸。液压与气压传动系统中常见的是做直线运动的液压缸、气缸，做回转运动的液压马达、气动马达等。

（3）控制调节装置。对压力、流量和方向进行控制和调节的元件，如图1-1液压千斤顶中的两个单向阀。控制元件品种多，组合灵活，包括压力阀、流量阀、方向阀、行程阀、逻辑元件等，是学习和掌握液压与气压传动系统工作原理的主要内容。

（4）辅助装置。如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、蓄能器、管件等辅助元件，保证液压与气压传动系统的可靠和稳定工作。

（5）工作介质。液压油或压缩空气作为传递能量的流体。

在绘制液压与气压传动系统工作原理图时，各类装置和元件都按国家标准规定的职能符号绘出。在学习每个液压与气压元件的结构和工作原理时，一定要掌握其对应的职能符号。