Гидравлические приводы мобильных установок. Часть 2. Элементы гидропривода мобильных установок

Московский государственный технический университет  
имени  Н.Э. Баумана 

 
Л.А. Камышев, В.А. Зверев, В.В. Ломакин 
 
 
 
 
 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ  
МОБИЛЬНЫХ УСТАНОВОК 
 
 
 
Часть 2 

Элементы гидропривода мобильных установок 

Рекомендовано редсоветом МГТУ им. Н.Э. Баумана  
в качестве учебного пособия 

 
 
 
 
 
М о с к в а 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 7 

УДК 621.221(075.8) 
ББК  34.447 
          К18 
 
 
Рецензенты: В.Н. Москвин, В.Н. Пильгунов 

 Камышев Л.А., Зверев В.А., Ломакин В.В. 
Гидравлические приводы мобильных установок. – Ч. 2: 
Элементы гидропривода мобильных установок: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 104 с.: ил. 
 
ISBN 978-5-7038-2956-1 

Дано описание принципа действия и представлены конструктивные 
схемы всех структурных основных элементов силового гидропривода.  
Особое внимание уделено примерам их эффективного применения в различных гидравлических схемах. Приведены отдельные примеры гидросистем гидравлических приводов. 
Для студентов машиностроительных специальностей, изучающих курс 
«Гидравлические приводы мобильных и стационарных установок». 
Ил. 73. Библиогр. 3 назв. 
 
                                                                                                          УДК 621.221(075.8) 
                                                                                                ББК 34.447 
 
Учебное издание 
 
Леонид Алексеевич Камышев 
Вадим Александрович Зверев 
Владимир Владимирович Ломакин 
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ МОБИЛЬНЫХ УСТАНОВОК 

ЧАСТЬ 2 

Элементы гидропривода мобильных установок 

Редактор С.А. Серебрякова 
Корректор Л.И. Малютина 
Компьютерная верстка О.В. Беляевой 
 

Подписано в печать  24.04.2007.  Формат 60×84/16. Бумага офсетная.  
Печ. л. 6,5. Усл. печ. л. 6,05. Уч.-изд. л. 5,85. Тираж 50 экз.  
Изд. №  103. Заказ   

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5. 
 

ISBN 978-5-7038-2956-1                                           © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 

К18 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Настоящее издание является продолжением опубликованного в 
в 2000 г. учебного пособия «Гидравлические приводы мобильных 
установок. Ч. 1: Гидравлика. Физические свойства жидкости» [1].  
Цель данного пособия – ознакомить студентов с назначением и 
принципом действия структурных элементов гидросистем в составе гидроприводов, а также научить правильному их использованию при построении соответствующих гидроприводных агрегатов 
и механизмов.  
Все представленные элементы силового гидропривода рассматриваются в той иерархической последовательности, которая 
принята международным стандартом ISO. 
Данное пособие может быть полезно студентам различных машиностроительных специальностей, изучающим гидроприводные 
устройства и механизмы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ 

1.1. Эволюция объемного гидропривода 

Принцип действия объемного гидравлического привода основан на законе Паскаля и практической несжимаемости жидкости. 
Этот принцип нетрудно проиллюстрировать, применив принципиальные аналогии между механическим рычагом и объемным гидравлическим приводом (рис. 1). Отношение между силами F1 и F2 
в механическом рычаге (рис. 1, а) равно отношению плеч L2 и L1. 
В принципиальной схеме объемного гидравлического привода 
(рис. 1, б)  в качестве аналогов плеч L2 и L1 выступают площади А1 
и А2 соответственно малого поршня a и большoго поршня c. Отношение между силами F1 и F2 в данном случае равно отношению 
площадей А1 и А2. 

Рис. 1. Принципиальные аналогии – механический рычаг  
и гидравлический привод 

Открытый Паскалем принцип выигрыша в силе при передаче 
давления в жидкости на практике был реализован английским инженером Брама (1795) в гидравлическом прессе (рис. 2). При этом 
пришлось решить несколько технических задач. 
 

Рис. 2. Гидравлический пресс Брама (1785) 

Задача 1 – создание усилия на малом поршне а (см. рис. 1, б). 
С этой целью был применен одноплечевой рычаг, который позволяет рабочему в несколько раз увеличить силу давления на малый 
поршень. По существу, был применен ручной механический насос. 
Задача 2 – обеспечение значительных перемещений большого 
поршня. Так как объем жидкости, вытесняемый малым поршнем 
за один ход вниз, невелик, то большой поршень продвигается 
вверх очень незначительно. Поэтому для обеспечения заметного 
перемещения большого поршня требуется несколько ходов малого 
поршня. При этом необходимо, чтобы вся жидкость, вытесняемая 
малым поршнем, оставалась в полости большого цилиндра. Это 
возможно в том случае, если в трубопровод, соединяющий оба цилиндра, установлен обратный клапан К1 (см. рис. 2). Как правило, 
это подпружиненный шарик – он не позволяет жидкости течь в 
обратном направлении, и она остается в полости большого цилиндра. Без клапана К1 при возврате малого поршня вверх последний 
тянул бы за собой жидкость из трубопровода, что привело бы к 
опусканию вниз большого поршня. 
Задача 3 – создание запаса жидкости для обеспечения значительных перемещений большого поршня и компенсации утечек из 
гидропривода через уплотнения. Для решения этой задачи был применен бак Т с жидкостью, соединенный через обратный клапан К2 с 
нагнетательным трубопроводом. Обратный клапан К2 пропускает 
жидкость из бака под малый поршень а при его ходе вверх, но препятствует ее поступлению в бак при ходе поршня а вниз. 
Задача 4 – обеспечение возврата большого поршня с в исходное 
положение. Для этого к баку с жидкостью подводится трубопровод 
с установленным на нем поворотным краном К. При закрытом по

ложении крана К обеспечивается рабочий ход поршня с вверх. Сила 
F2, возникающая на большом поршне, используется, например, для 
сжатия и придания нужной формы металлической заготовке. После 
завершения рабочей операции для отвода поршня с в исходное положение кран К открывают и поршень с под собственным весом и 
весом заготовки вытесняет жидкость через кран К в бак Т. 
Кран К и обратные клапаны К1 и К2 являются устройствами, 
влияющими на направление потока жидкости. Они составляют 
класс направляющих гидроаппаратов.  
Со временем гидропривод и все его основные элементы были 
усовершенствованы. В первую очередь это коснулось насосного 
агрегата H. При рычажном приводе полезная работа осуществляется при ходе рычага только в одну сторону – вниз. При обратном 
ходе идет поступление жидкости из бака под поршень – имеет место холостой ход (потеря времени и производительности). Устранить данный недостаток позволяет второй цилиндр, благодаря 
эксцентриковому приводу работающий в противофазе с первым 
(рис. 3, а). При этом удваивается число обратных клапанов, которые, будучи собранными в мостовую схему (М), позволяют упорядочить работу насоса в системе.  
Кроме того, вместо простейшего кранового распределителя 
появились многоканальные и многопозиционные направляющие 
устройства (распределители) Р, в которых специальный подвижный элемент (например, золотник) при определенном его положении соединяет или разъединяет различные трубопроводы между 
собой (на схеме рис. 3, б показан двухпозиционный распределитель с ручным управлением). Важно отметить, что в системе появилось устройство, ограничивающее предельные давления и предохраняющее гидропривод от разрушения – предохранительный 
клапан Пр. Это такой же обратный клапан, только пружина прижимает запорный орган к седлу со значительно большей силой. 
Кроме того, степень сжатия такой пружины можно регулировать. 
При достижении в системе определенного давления усилие на 
запорном органе предохранительного клапана со стороны жидкости превысит усилие его прижима пружиной к седлу, клапан открывается и перепускает жидкость в бак. При этом давление жидкости в системе не уменьшается до нуля, а остается равным тому, 
которое и привело к открытию этого клапана (даже если насос перестанет качать жидкость в систему и клапан закроется). 

Рис. 3. Эволюция объемного привода 

Установка такого клапана в гидроприводе позволяет заранее 
задавать в системе порог давления, выше которого оно не должно 
подниматься. Этот гидроаппарат стал первым в ряду устройств, с 
помощью которых стало возможным регулировать основные параметры жидкости (расход и давление) в гидроприводе. Совершенствовались и исполнительные гидравлические механизмы (см. 
рис. 3, б). У поршня появился шток, к которому оказалось удобным крепить внешние инструменты и приспособления. Кроме того, он играл роль дополнительной направляющей, не позволявшей 
поршню перекашиваться и застревать в середине хода, хотя возврат рабочего (силового) поршня в исходное положение попрежнему происходил только за счет силы тяжести поршня и силы 
от действия нагрузки. Такие гидроцилиндры используются, например, в гидроприводе кузова самосвала.  

Однако гораздо чаще требовалось выполнение рабочих операций при движении поршня c в обе стороны. Это способствовало 
созданию гидроцилиндра двухстороннего действия, для чего, в 
свою очередь, потребовалось усовершенствовать направляющие 
устройства. Появились трех-, четырех- и пятилинейные многопозиционные распределители для управления потоками жидкости и 
создания давления в полостях под поршнем и над ним (рис. 3, в).  

1.2. Структура гидропривода 

Гидравлический привод, как и любой другой, состоит из двух 
основных взаимосвязанных частей (рис. 4): 
– силовой, в которой осуществляются энергетические процессы; 
– управляющей, реализующей информационные процессы.  
 

Рис. 4. Структура гидропривода 

Силовая часть отражает действия с потоком энергии (на схемах 
поток рисуют снизу вверх), управляющая часть – действия с потоком информации (слева направо), в том числе действия с разного 
рода управляющими сигналами («Пуск», «Стоп», «Аварийный останов» и др.). 
Силовая часть. В зависимости от функционального назначения тех или иных элементов привода они могут относиться к различным его частям. Устройства, используемые для хранения, вы

дачи, приема и подготовки рабочей жидкости (гидробаки, насосы, 
фильтры, устройства охлаждения (нагрева), различные клапаны, 
датчики контроля и т. п.), образуют энергетическую подсистему 
привода. 
Управление энергией жидкости, находящейся под давлением, 
заключающееся в регулировании таких ее параметров, как давление и расход, а также распределении и направлении потоков рабочей жидкости, осуществляется клапанами давления, дросселями, 
распределителями и другими элементами направляющей и регулирующей подсистемы привода. 
Полезная работа – необходимая для различных перемещений 
или создания усилий в машинах и технологических установках, 
осуществляется посредством исполнительных механизмов (гидроцилиндров, гидромоторов и др.), которые составляют исполнительную подсистему привода. Обратим внимание на то, что, 
принципиальная схема привода строится, как и структурная схема, 
по вертикали. 
Управляющая часть включает в себя информационную (сенсорную) и логико-вычислительную (процессорную) подсистемы.  
В информационную подсистему входят различного рода устройства ввода внешних управляющих сигналов, а также датчики, путевые выключатели и индикаторы. Если внешние управляющие сигналы («Пуск», «Стоп», «Аварийный останов» и т. п.) вводятся в 
систему оператором, то датчики и выключатели автоматически 
«собирают» информацию о состоянии объекта управления и через 
индикаторы визуализируют необходимую для оператора ее часть. 
Назначение логико-вычислительной подсистемы – обработка 
введенных управляющих и информационных сигналов в соответствии с заданной программой и вывод их на устройства управления энергией в силовой части привода. В зависимости от условий 
эксплуатации, требований безопасности или от степени сложности 
силовой части привода его система управления может быть реализована на гидравлических, пневматических, электрических или 
электронных средствах автоматики. 

1.3. Условное графическое представление элементов  
гидравлического привода 

Наиболее простым способом представления любого устройства 
является его схемное изображение. Для удобства обмена информацией и наглядного представления гидравлической системы ис

пользуют специальные общепринятые и узаконенные международными стандартами условные графические обозначения (УГО) 
входящих в нее отдельных конструктивных элементов. 
В Российской Федерации правила выполнения УГО в чертежах 
изложены в межгосударственных стандартах, например: ГОСТ 
2.781–96 «ЕСКД. Обозначения условные графические. Аппараты 
гидравлические и пневматические, устройства управления и приборы контрольно-измерительные»; ГОСТ 2.780–96 «ЕСКД. Обозначения условные графические. Кондиционеры рабочей среды, 
емкости гидравлические и пневматические»; ГОСТ 2.782–96 
«ЕСКД. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические» и т. д. 
В международной практике такими правилами являются стандарты ISO, например, стандарт ISO 1219, которому соответствует 
наш ГОСТ 2.781–96. 
Вид УГО гидравлических устройств не всегда отражает их 
конструктивное начало. Как правило, устройства изображаются в 
виде одного или нескольких квадратов. Внутри этих квадратов 
располагаются символы каналов и (или) основных рабочих элементов. Снаружи обозначаются гидролинии подвода и отвода 
жидкости, а также располагаются символы управляющих и регулирующих элементов гидроаппарата. 
В выделенном прямоугольнике на рис. 5 изображены условные 
графические представления отдельных элементов некоторой условной гидросистемы гидропривода.  

Рис. 5. Примеры структурных элементов гидропривода и их условное 
графическое представление