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第12.5 节液压执行元件
液压执行元件在液压系统中是对外界做功的一种液压元件，它直接将液压能转换成为机械能。
液压执行元件分成两大类：一类为旋转运动型（如液压马达），它是将液压能转换成旋转机械能的
液压元件；另一类为往复运动型。往复运动型中又分为往复直线运动型（如作动筒），它是将液压
能转换成直线往复运动动能的液压元件，以及往复摇摆运动型（摆动缸）两类。
液压马达与液压泵结构相同，可看作液压泵反接，即输入压力油，而输出转速和扭矩，把液
压能转换为机械能，本节不再研究。而摆动缸在现代民航飞机上应用也越来越少，因此本节主要
研究液压作动筒。
12.5.1 作动筒工作原理
图12-30 流量放大器
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图12-31 作动筒原理
作动筒的工作原理如图12－31 所示：当筒体固定时，若筒左腔输入工作液体，液体压力升高
到足以克服外界负载时，活塞就开始向右运动。若连续不断地供给液体，则活塞以一定的速度连
续运动。由此可知，作动筒工作的物理本质在于：利用液体压力来克服负载（包括摩擦力），利用
液体流量维持运动速度。若将活塞杆用铰链固定，按图示箭头方向供油和回油（反向供油和回油
也可），则筒体亦可运动，其工作原理与上述筒体固定相同。
输入作动筒的液体压力和流量，是作动筒的输入参数，为液压功率。作动筒的输出力和速度
是其输出参数，为机械功率。以上所述压力、流量、输出力、输出速度便是作动筒的主要性能参
数。
12.5.2 作动筒类型
作动筒有两种基本形式：单作用式和双作用式。
一单作用式
作用式作动筒的活塞在液压作用下只能向一个方向运动，然后由弹簧作用返回：压力油从左
边通油口进入，油压作用在活塞的端面上，迫使活塞向右运动；当
图12-32 单作用式作动筒
单作用式作动筒的活塞在液压作用下只能向一个方向运动，然后由弹簧作用返回：压力油从
左边通油口进入，油压作用在活塞端面上，迫使活塞向右运动；当活塞移动时，右边弹簧腔室的
空气通过通气小孔排出，并压缩弹簧；当作用在活塞上的油液压力释压并小于压缩弹簧张力时，
弹簧伸张并推动活塞向左移动；因为活塞的左移，左边腔室油液被挤出通油口，同时，空气通过
通气孔进入弹簧腔室。
单作用式作动筒常用作刹车作动筒，并由一个三通活门控制。当刹车时，液压油迫使活塞伸
出将刹车盘紧压在一起实施刹车。脚踏板松开时，弹簧将活塞返回解除刹车。
二双作用式
进油口密封装置弹簧
接头
通气口
活塞杆
活塞
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双向作用式，能利用油液推动部件作往复运动。当高压油液从左边接头进入作动筒时，带杆
的活塞在液压作用下向右移动，作动筒右腔内的油液则从右边接头流回油箱；若高压油液从右边
接头进入作动筒，则带杆活塞的运动方向与上述相反。双作用式作动筒主要有两种形式：双向单
杆式和双向双杆式。
双向单杆式作动筒（见图12-33）也称双向非平衡式作动筒，活塞左右两边受液压作用的有
效面积（即有效工作面积）是不相等的，当油液压力相等时，作动筒沿两个方向所产生的传动力
并不相等。同样由于该作动筒活塞两端的有效面积不同，当作动筒两端输入流量相同时，活塞往
返运动速度不同，活塞伸出速度小于其缩入速度。
双向单杆式作动筒常用于在两个方向上需要不同传动力的地方。如在起落架收放系统，常采
用此种形式的作动筒。起落架在收上过程中，由于重力和空气动力的作用，使收上时需要较大的
传动力；而在起落架放下过程中，重力是帮助起落架放下的，因此不需要很大的传动力。所以起
落架收放作动筒常采用双向单杆式作动筒。在起落架收上时，让压力油通到作动筒活塞大面积一
边，以获得较大的传动力保证迅速收上起落架。在起落架放下时，让压力油通到作动筒活塞小面
积一边，而且有限流单向活门限制压力油流入小活塞面积腔，以防止起落架放下速度过猛和速度
过大而产生撞击。
双向双杆式作动筒（见图12-34）在活塞两边装有同样粗细的活塞杆，使两腔油液的有效工
作面积相同。
当作动筒两端的输入压力相同时，其双向克服负载的能力相同。当活塞两端输入流量相同时，
其活塞往返运动速度相同。所以，在操纵系统和前轮转弯操纵中的液压作动筒常采用双向双杆式
通油口
通油口
密封圈
图12-33 双向单杆式作动筒
图12-34 双向双杆式作动筒
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作动筒，以保证作动筒活塞往返速度相同。
12.5.3 作动筒辅助元件
一缓冲装置
一般的液压作动筒可不考虑缓冲装置，但当活塞运动速度很高和运动部件质量很大时，为防
止活塞在行程终点处发生机械撞击，引起噪声、振动和损坏设备，则必须设置缓冲装置。比如，
起落架收放作动筒，就需要设置缓冲装置。缓冲装置按原理可分为缝隙节流缓冲和节流阀缓冲两
类。
1 缝隙节流缓冲
如图12－38 所示：在作动筒主活塞前后各有一个直径比主活塞略小的缓冲凸台，当作动筒到
达行程末端时，凸台将一部分油液封死，被封闭的油液通过凸台与缸壁间的环形间隙流出，产生
液压阻力，减缓作动筒的速度，起到缓冲的作用。
图12-35 缝隙节流缓冲
2 节流阀缓冲
节流阀缓冲装置的基本工作原理是：在作动筒行程末端，限制回油流量，使之产生反压力，
从而减缓部件的运动速度。图12－36 为带终点缓冲装置的起落架收放作动筒原理图：外筒一端的
内壁上有四个小孔与接头相通，接头内有单向节流活门。
当放起落架时，活塞杆向内缩入。当活塞边缘还没有盖住外筒上的小孔时，回油通道较大，
阻力较小，起落架的放下速度较大；当活塞向左移至开始盖住第一个小孔时，回油阻力开始增大，
起落架放下速度开始减小。随着活塞继续向左移动，其余各小孔相继被盖住，起落架的放下速度
便越来越小；四个小孔全被盖住后，活塞左边的油液只能通过单向节流活门中间的小孔流出，起
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