《车辆液压与气压传动》教学大纲

课程类别：专业选修课程               课程名称：车辆液压与气压传动

   开课单位：能源动力工程学院            课程编号：Z06160103

   课程性质：选修

   总 学 时：32                          学    分： 2

   适用专业：车辆工程

   先修课程：工程流体力学，机械原理，机械设计

   大纲编写（修订）时间：2019年3月

一、课程在教学计划中地位和作用

  《车辆液压与气压传动》课程是车辆工程专业选修课程，是培养工程技术人才整体知识结构和能力结构的重要组成部分。通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的有关知识，锻炼学生综合运用知识的能力，提高学生分析、解决问题的能力，为以后从事液压与气压元件的设计、制造、研发工作，自动化设计以及车辆的设计与维修工作奠定基础。

二、课程目标

    通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力：

    1、掌握液压与气压传动的基本理论和基本方法，为今后进一步应用此技术打下基础。（支撑毕业要求1、2）

    2、对基本液压与气压元件应熟悉其结构、性能和正确的使用方法。（支撑毕业要求1、2、5）

    3、能够分析简单液压、气压系统的工作原理和特点，能够设计简单液压、气压系统，处理液压、气压系统故障。（支撑毕业要求1、2、3、5）

三、基本要求

1、本课程为专业选修课，要求先修工程流体力学、机械设计、机械原理等课程，在教学中应注重基础知识、基本概念、基本结构、基本原理的传授，使学生掌握最重要的阀类零件的结构、原理和参数，以及基本回路的组成、功用。

2、本课程是一门实践性较强的课程，为方便学生掌握所学的内容，需在多媒体教室进行授课，通过图片、动画、实物等形式展示液压、气压系统的工作过程和原理。

3、采取期末考试与平时考核相结合的方式进行课程考核，考核及格后按规定取得相应学分，不及格者需补考。其中考核成绩比例分配为：理论知识考试占68%，实验占12%，课堂情况8%，课后作业占12%。

四、课程内容及教学方法

 

    课程内容：

 

绪论

 1、本课程在课程体系中的地位和作用

     2、课程目标

     3、课程内容之间的关系（课程的知识体系）

     4、学生的学习要求，考核方法

第一章  液压与气压传动的基本概念
教学内容：

1、液压和气压传动概念
2、液压和气压传动的基本参数

教学要求：

1、掌握：液压和气压传动概念；液压和气压传动的基本参数。

第二章  液压传动基础知识
教学内容：

1、静止液体的力学性质

2、流动液体的力学性质

3、压力损失

4、液体在缝隙和小孔中的流动

5、液压冲击与空穴现象

教学要求：

1、了解：压力损失；液压冲击与空穴现象。

2、重点：液压传动的工作原理，关于压力和流量的两个重要概念；静压力基本方程、连续性方程、伯努利方程的应用；液流通过薄壁小孔的流量公式。

3、难点：系统工作压力是负载决定的；流体动力学三大方程。

第三章  液压泵和液压马达

教学内容：

1、基本排量、流量等基本概念

2、齿轮液压泵和齿轮液压马达

3、叶片液压泵和叶片液压马达

4、柱塞式液压泵和柱塞式液压马达

教学要求：

1、掌握：基本排量、流量等基本概念；齿轮液压泵的结构及工作原理、排量的计算；叶片液压泵的结构及工作原理、排量的计算；柱塞式液压泵和柱塞式液压马达的的结构及工作原理、排量的计算。

2、了解：齿轮液压马达的结构及工作原理；叶片液压马达的结构及工作原理；液压泵与液压马达的选择及使用。

3、重点：液压泵的工作原理和主要性能参数、结构特点；限压式变量叶片泵的工作原理。

4、难点：限压式变量叶片泵流量-压力特性分析。

第四章  液压缸

教学内容：

1、液压缸的主要类型及特点

2、液压缸的结构及运动分析

教学要求：

1、掌握：液压缸的结构及运动分析；液压缸的设计过程。

2、了解：液压缸的主要类型及特点。

3、重点：单杆双作用液压缸的工作原理和结构；液压缸的基本参数。

4、难点：液压缸差动连接；液压缸缓冲结构。

第五章  液压控制阀

教学内容：

1、压力控制阀

2、方向控制阀

3、流量控制阀

4、插装阀

教学要求：

1、掌握：压力控制阀的工作原理和应用；流量控制阀的原理和流量特性；插装阀的结构及原理。

2、了解：滑阀式换向阀的换向原理、位通、中位机能和几种常用的换向阀(以电磁阀、电液换向阀为主) 的原理和应用。

3、重点：压力控制阀∶溢流阀、顺序阀、减压阀的工作原理和应用。方向控制阀∶单向阀和液控单向阀的原理和应用；流量控制阀∶节流阀和调速阀原理和流量特性。

4、难点：溢流阀、减压阀、顺序阀工作原理及特性，调速阀工作原理及特性。

第六章  液压系统基本回路

教学内容：

1、压力控制回路

2、速度控制回路

3、方向控制回路

教学要求：

1、掌握：压力控制回路、速度控制回路的工作原理和性能；容积节流调速回路的工作原理；几种方向控制回路。

2、了解：多缸运动回路。

3、重点：压力控制回路∶调压回路，减压回路，卸荷回路，保压回路，增压回路。速度控制回路∶节流调速回路的工作原理和性能；容积调速回路的工作原理和性能；容积节流调速回路的工作原理。方向控制回路∶换向回路，锁紧回路。

4、难点：调速回路的速度刚度；容积调速及容积节流调速回路的工作原理。

第七章  气压传动基础知识

教学内容：

1、空气的物理性质

2、气体状态方程

教学要求：

1、掌握：气体的可压缩性；理想气体的状态变化过程。

2、了解：空气的特性。

3、重点：理想气体的状态变化过程。

4、难点：等容过程、等压过程、等温过程。

第八章  气源装置及气动执行元件

教学内容：

1、气源装置

2、气体净化装置

3、气缸与马达

教学要求：

1、掌握：空气压缩机的结构及工作原理；气缸结构及密封。

2、重点：空气压缩机的工作特性。

3、难点：压缩机循环P-V图；气缸的压力特性曲线。

第九章  气动控制元件

教学内容：

1、方向控制阀

2、压力控制阀

3、流量控制阀

4、气动逻辑元件

教学要求：

1、掌握：方向控制阀的工作原理和应用；压力控制阀的工作原理和应用；流量控制阀的原理和流量特性；气动逻辑元件的原理和流量特性。

2、了解：几种常用的换向阀(以电磁阀为主) 的原理和应用。

3、重点：气动减压阀的工作原理和应用；单向阀的原理和应用；节流阀的原理和流量特性。

4、难点：气动减压阀的工作特性。

第十章  气动基本回路

教学内容：

1、压力控制回路

2、速度控制回路

3、方向控制回路

4、安全保护回路

5、操作回落等其他回路

教学要求：

1、掌握：压力控制回路、速度控制回路、安全保护回落的工作原理和性能。

2、了解：操作回路及其他回路。

3、重点：压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路。

4、难点：压力控制回路、速度控制回路。

 

教学方法:

    主要以PPT和板书为主，PPT中内容多样，分别有图片、图表等等。板书教学主要是以推导公式为主。教学过程中穿插视频或者动画教学演示工作原理，形象生动。

 

五、实验内容

实验环节主要是验证实验，按实验指导书的内容进行相关实验。6个学时完成3个实验。

    实验一  液压泵的性能测试（2学时）

内容：

液压泵是将电机（或其它原动机）的机械能转换为压力能的能量转换装置。液压泵性能的好坏，直接影响到整个液压传动系统的工作性能和可靠性。液压泵的性能很多，包括流量特性、容积效率、总效率、压力振摆、外泄露等。作为产品的验收标准，液压系统中的液压泵主要试验它的流量特性、容积效率和总效率。泵的测试主要是检查这几项。

基本要求：

1．掌握流量特性、容积效率、总功率的基本概念、计算公式；

2．掌握流量、排量、压力、转速、扭矩等要素的实验量测技能；

实验二  节流调速实验（2学时）

 

内容：

对任何液压传动系统来说，调速回路都是它的核心部分。调速回路按其系统执行元件调速方式的不同，分成节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路三类。

节流调速回路的工作原理，是通过改变回路中流量控制元件通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度；这种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀；节流调速回路按阀的类型分为节流阀的调速回路和调速阀的调速回路；按阀的安装位置分为进油调速回路、回油调速回路、旁路调速回路。

 

基本要求：

1、结合现有零部件及要求，设计一种调速回路油路图，根据油路图安装各零部件，并调试。

2、测试调速回路的调速性能，并做出其速度负载特性曲线。

3、结合其他小组的实验结果，分析比较各调速回路的性能。

 

实验三  制动实验（2学时）

内容：

制动系统是利用旋转元件（与车轮相连）和非旋转元件（与车身或车架相连）之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。本实验以制动系统为研究对象，分析制动油路；伺服系统（主要包括真空助力器和制动主缸）的工作特性测试，输入力-输出压力间的关系曲线；拆装真空助力器、制动主缸、制动钳活塞、制动轮缸，熟悉其结构，了解其工作原理，并按一定的步骤装配好，进行零件还原。

 

基本要求：

1．画出液压制动系统的油路图，并标明液压元件参数；根据油路图安装各零部件，并调试。

2．测量输入力和输出液压，画出其关系曲线。

3．熟练使用拆装工具，能拆能装，不得损坏零件。

    4.了解制动钳活塞和制动轮缸的密封结构。

 

 

 

 

六、学时分配：

章节名称	讲授（学时）	实验（学时）	小计
绪论	1	0	1
第一章 液压与气压传动的基本概念	1	0	1
第二章 液压传动基础知识	2	0	2
第三章 液压泵和液压马达	4	0	4
第四章 液压缸	1	0	1
第五章 液压控制阀	8	0	8
第六章 液压系统基本回路	8	0	8
第七章 气压传动基础知识	1	0	1
第八章 气源装置及气动执行元件	2	0	2
第九章 气动控制元件	2	0	2
第十章 气动基本回路	2	0	2
合      计	32	0	32

 

七、达成课程目标的途径和措施

1、考核目标：重点考核学生对阀类零件基本结构、基本原理和基本参数的掌握程度以及对基本回路和简单油路的掌握程度。

2、考核方式：考试、实验、作业及课堂情况。

3、评价环节对课程目标达成贡献率及支撑材料：

 

考察环节	课堂情况	作业	实验	期末考试
课程目标达成 的贡献率	0.08	0.12	0.12	0.68
支撑材料	课堂提问记录或随堂考试，结合出勤率等	典型作业拍照，或电子版	实验课堂记录记录，典型实验报告	试题评分标准，试卷，

 

八、教材、补充教材及参考资料

《汽车液压与气压传动》      齐晓杰 主编  机械工业出版社   2012

《液压与气压传动》第三版     王积伟主编  机械工业出版社   2018

  《液压与气压传动》第五版     左健民 主编  机械工业出版社   2016

  《液压与气压传动》第三版     刘延俊主编  机械工业出版社   2012

  《液压与气压传动》          张  奕 主编  机械工业出版社   2011

 

九、课程目标对毕业要求的支撑

 

 

 

 

 

 

十、课程目标达成评价

各环节对课程目标达成评价所使用到的权重占比分配

采用达成值计算法，辅以对学生的问卷调查法。

达成值计算法结合上表权重分配，采用下表进行计算。大于0.60为达成。

单一课程目标达成度评价采用下式：

总的课程目标达成度评价采用下式：

以上公式中：

k表示不同的评价方式，i表示不同的课程目标。

 表示第k种评价方式期末评价成绩平均分，均为百分制；

  是第k种评价方式通过第i个课程目标反映在总的课程目标评分占比；

 表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；

 表示第i个课程目标在课程总评价中的占比；

 

 

十一、课程目标达成评价结果用于持续改进

课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。

针对课程目标达成评价中发现的问题与不足，在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因，并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议，在授课计划中做好落实改进计划，并在授课过程中予以落实。