Гидравлические и пневматические системы

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное 
 учреждение высшего образования 
 «Самарский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Гидравлические и пневматические  
системы  
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кинель 2022 
 
1 
 

УДК 629.1.065 (075.32) 
Г46 
 
Рекомендовано учебно-методическим советом Самарского ГАУ 
 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, проф. кафедры «Сельскохозяйственные машины   
и механизация животноводства», 
ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 
Ю. А. Киров; 
канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническое обеспечение АПК», 
ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ им. Н. И.  Вавилова, 
И. Ю. Тюрин 
 
Авторский коллектив: 
О. С. Володько, А. П. Быченин, О. Н. Черников,  
Р. М. Мусин, Р. Р. Мингалимов 
 
Г46     Гидравлические и пневматические системы : учебное пособие / О. С. Володько, А. П. Быченин, О. Н. Черников  
[и др.].  – Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 2022. –  195 с. 
ISBN 978-5-88575-664-8 
 
В учебном пособии приведены характеристики наиболее распространенных в настоящее время гидравлических и пневматических приводов, описаны принцип их действия, достоинства и недостатки. Особое внимание уделено принципу работы, конструкции узлов и механизмов гидравлических и пневматических систем 
транспортно-технологических машин и оборудования.  
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся 
по программам бакалавриата и специалитета инженерных направлений. 
УДК 629.1.065 (075.32) 
ISBN 978-5-88575-664-8 
 
 
 
 
© Володько О. С., Быченин А. П., Черников О. Н.,  
Мусин Р. М., Мингалимов Р. Р., 2022 
© ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2022 
2 
 

Предисловие 
 
Гидравлические и пневматические системы являются значимыми элементами современных транспортно-технологических 
машин и комплексов: автомобилей, подъемно-транспортных машин, дорожно-строительной техники, станков, оборудования и 
инструментов станций технического обслуживания автомобилей и 
другой техники. Они широко используются в мобильных  энергетических средствах и технологическом оборудовании. 
Рабочие органы многих машин и оборудования приводятся в 
движение гидро- и пневмоприводами, которые позволяют создавать значительные усилия и крутящие моменты, облегчают работу 
операторов, повышают производительность труда, улучшают эргономическую обстановку. Надежность и эффективность применения гидрофицированных машин и технологического оборудования в значительной степени зависит от совершенствования гидро- 
и пневмоприводов, безопасности их эксплуатации, а главное компетентности специалистов, занятых их расчетом, проектированием 
и эксплуатацией. 
Цель издания «Гидравлические и пневматические системы» – 
формирование у студентов системы компетенций для решения 
профессиональных задач по эффективному использованию, обеспечению высокой работоспособности и сохранности гидравлических и пневматических систем. 
В процессе изучения учебного пособия «Гидравлические и 
пневматические системы» студент должен: 
- освоить принципы действия и основные конструктивные и 
эксплуатационные особенности гидро- и пневмомашин, гидравлических и пневматических устройств и оборудования; 
- ознакомиться с основными техническими данными и показателями гидравлических и пневматических систем. 
Представленный в учебном пособии материал способствует 
формированию у студентов, обучающихся по инженерным 
направлениям, общепрофессиональных и профессиональных компетенций. 
 
 
 
3 
 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИЧЕСКИХ  
ПРИВОДАХ 
 
1.1. Структурная схема гидропривода 
 
Гидроприводом называется совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости, находящейся под давлением, с одновременным выполнением функций регулирования и реверсирования скорости движения выходного звена гидродвигателя. 
Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и 
объемные.  
В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости.   
В объемных гидроприводах используется потенциальная 
энергия давления рабочей жидкости. Объемный гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных 
устройств и гидролиний (рис. 1.1). 
Объемный гидропривод 
Объемная  
Устройства 
Вспомогательные 
гидропередача 
 управления 
устройства 
Кондиционеры 
Объемный насос 
Гидрораспределитель 
Объемный  
Гидроемкости 
Гидролинии 
Регуляторы  
гидродвигатель 
давления 
Уплотнители 
Гидроаккумулятор 
Регуляторы расхода 
ГидропреГидравлические 
образователь 
реле и т. д. 
Гидравлический  
усилитель 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.1. Схема объемного гидропривода  
4 
 

Объемная гидропередача, являющаяся силовой частью гидропривода, состоит из объемного насоса (преобразователя механической энергии приводящего двигателя в энергию потока рабочей 
жидкости) и объемного гидродвигателя (преобразователя энергии 
потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного 
звена). 
В состав некоторых объемных гидропередач входит гидроаккумулятор (гидроемкость, предназначенная для аккумулирования 
энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью 
последующего ее использования для приведения в работу гидродвигателя). Кроме того, в состав гидропередач могут входить также гидропреобразователи – объемные гидромашины для преобразования энергии потока рабочей жидкости с одними значениями 
давления P и расхода Q в энергию другого потока с другими значениями P и Q. 
Устройства управления предназначены для управления потоком или другими устройствами гидропривода. При этом под 
управлением потоком понимается изменение или поддержание на 
определенном уровне давления и расхода в гидросистеме, а также 
изменение направления движения потока рабочей жидкости.         
К устройствам управления относятся: 
- гидрораспределители, служащие для изменения направления движения потока рабочей жидкости, обеспечения требуемой 
последовательности включения в работу гидродвигателей, реверсирования движения их выходных звеньев и т.д.; 
- регуляторы давления (предохранительный, редукционный, 
переливной и другие клапаны), предназначенные для регулирования давления рабочей жидкости в гидросистеме; 
- регуляторы расхода (делители и сумматоры потоков, дроссели и регуляторы потока, направляющие клапаны), с помощью 
которых управляют потоком рабочей жидкости; 
- гидравлические усилители, необходимые для управления работой насосов, гидродвигателей или других устройств управления 
5 
 

посредством рабочей жидкости с одновременным усилением мощности сигнала управления. 
Вспомогательные устройства обеспечивают надежную работу всех элементов гидропривода. К ним относятся: кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, теплообменные аппараты и др.); 
уплотнители, обеспечивающие герметизацию гидросистемы; гидравлические реле давления; гидроемкости (гидробаки и гидроаккумуляторы рабочей жидкости) и др. 
Состав вспомогательных устройств устанавливают исходя из 
назначения гидропривода и условий, в которых он эксплуатируется. 
Гидролинии (трубы, рукава высокого давления, каналы и соединения) предназначены для прохождения рабочей жидкости по 
ним в процессе работы объемного гидропривода. В зависимости от 
своего назначения гидролинии, входящие в общую гидросистему, 
подразделяются на всасывающие, напорные, сливные, дренажные 
и гидролинии управления. 
 
 
1.2. 
 Классификация и принцип работы гидроприводов 
 
В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объемные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам. 
По 
характеру 
движения 
выходного 
звена 
гидродвигателя: 
- гидропривод вращательного движения (рис. 1.2), когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение; 
- гидропривод поступательного движения (рис. 1.3), у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр – двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена 
(штока поршня, плунжера или корпуса); 
6 
 

3 
6 
2 
5 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.2. Схема гидропривода  
с выходным звеном вращательного движения: 
1 – гидробак;2 – насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – гидромотор; 5 – фильтр;  
6 – редукционный клапан  
4 
3 
6 
2 
5 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.3. Схема гидропривода с выходным звеном  
возвратно-поступательного движения: 
1 – гидробак; 2 – насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – гидроцилиндр; 
5 – фильтр; 6 – редукционный клапан  
7 
 

- гидропривод поворотного движения (рис. 1.4), когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратноповоротное движение на угол, меньший 360°. 
 
4 
3 
6 
2 
5 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.4. Схема гидропривода с выходным звеном поворотного движения: 
1 – гидробак; 2 – насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – поворотный  
гидроцилиндр; 5 – фильтр; 6 – редукционный клапан  
 
По возможности регулирования: 
- регулируемый гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может 
быть дроссельным (рис. 1.5, а), объемным (рис. 1.5, б), объемнодроссельным или регулирование изменением скорости двигателя, 
приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным 
или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод  может  быть  стабилизированным,  программным или 
следящим;  
- нерегулируемый гидропривод, у которого нельзя изменять 
скорость движения выходного звена гидропередачи в процессе 
эксплуатации. 
8 
 

4 
3 
3 
6 
6 
7 
2 
2 
5 
5 
1 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(а) 
 
 
 
 
(б) 
Рис. 1.5. Схемы гидроприводов с дроссельным (а)  
и объемным (б) регулированием: 
1 – гидробак; 2 – насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – поворотный 
 гидроцилиндр; 5 – фильтр; 6 – редукционный клапан; 7 – дроссель  
 
По схеме циркуляции рабочей жидкости: 
- гидропривод с замкнутой схемой циркуляции (рис. 1.6), в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса. Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и 
допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности 
возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей 
жидкости, а также необходимость сливать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры; 
- гидропривод с разомкнутой системой циркуляции (рис. 1.5), 
в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком 
или атмосферой. Достоинства такой схемы – хорошие условия для 
охлаждения 
и 
очистки 
рабочей 
жидкости. 
Однако 
такие             
9 
 

гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий 
бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей 
жидкости во всасывающем трубопроводе. 
4 
3 
6 
8 
2 
5 
7 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.6. Схема гидропривода с замкнутой системой циркуляции: 
1 – гидробак; 2 – насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – гидроцилиндр; 
5 – фильтр; 6 – редукционный клапан; 7 – подпитывающий насос; 
8 – обратный клапан  
 
По источнику подачи рабочей жидкости: 
- насосные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели насосами, входящими в состав этих гидроприводов; 
- аккумуляторные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели из гидроаккумуляторов, предварительно заряженных от внешних источников, не входящих в состав данных гидроприводов; 
- магистральные гидроприводы, в которых рабочая жидкость 
подается к гидродвигателям от специальной магистрали, не входящей в состав этих приводов. 
10