液压传动6-液压基本回路

液压传动Chapter6液压基本回路本章主要内容：第6章液压基本回路Part6.1

压力控制回路Part6.2

速度控制回路Part6.3

方向控制回路Part6.4

多执行元件控制回路Part6.5

高效节能回路*Part6.6

汽车ABS系统液压回路*SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院液压传动目的任务:

重点难点:

第6章液压基本回路掌握液压基本回路所具有的功能、特性以及回路元件的组成（是分析、设计和使用液压系统的基础）；了解各种功能回路的实现方法、工作原理、控制方式及其典型应用。调压回路、卸荷回路、保压回路；节流阀节流调速及各种调速回路的调速原理与特性；顺序动作、同步动作、多元件互不干扰等回路。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动基本回路

所谓基本回路是指由若干液压元件组成的能完成特定功能的最简单的通路结构。它是连接元件和系统的桥梁，所有液压系统都由基本回路单元组成。了解一个基本回路的功能应该从该回路所在的系统去进行分析。从本质上看，基本回路主要包括压力控制回路、流量控制回路和方向控制回路三种类型，其他回路一般都是从这三种回路中派生出来的。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动Part6.1

压力控制回路

压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。

压力控制回路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等回路。1.调压回路

调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要两种以上的压力，则可采用多级调压回路。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-1

调压回路a）单级、二级b）多级c）比例1、2、3—先导式溢流阀4—二位二通电磁阀5—远程调压阀6—比例电磁溢流阀单级调压回路如图6-1a所示，在液压泵出口处设置并联的溢流阀1，电磁阀4不通电时，即为单级调压回路，压力由溢流阀1的调压弹簧调定。二级调压回路图6-1a也可实现两种不同的压力控制，由先导式溢流阀1和远程调压阀5分别调整工作压力。当二位二通电磁阀4处于图示位置时，系统压力由阀1调定；当阀4通电后右位接入时，系统压力由阀5调定。但要注意，阀5的调定压力一定要低于阀1的调定压力，否则不能实现二级调压；当系统压力由阀5调定时，先导式溢流阀1的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀流回油箱。多级调压回路如图6-1b所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。当两个电磁铁均不通电时，系统压力由阀1调定；当1YA通电时，系统压力由阀2调定；当2YA通电时，系统压力由阀3调定。但在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于阀1的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有一定的关系。比例调压回路如图6-1c所示，调节先导式比例电磁溢流阀6的输入电流，即可实现系统压力的无级调节，这样不但回路结构简单，压力切换平稳，而且便于实现远距离控制或程控。第6章液压基本回路液压传动图6-2

用变量泵调压回路1—变量泵2—安全阀用变量泵调压回路

采用非限压式变量泵1时，系统的最高压力由安全阀2限定。当采用限压式变量泵时，系统的最高压力由泵调节，其值为泵处于无流量输出时的压力值，如图6-2所示。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动2.减压回路

图6-3

减压回路a）一级b）二级1—减压阀2—溢流阀减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。最常见的减压回路采用定值减压阀与主油路相连，如图6-3a所示。回路中的单向阀用于防止主油路压力低于减压阀调整压力时油液倒流，起短时保压作用。减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方式获得两级或多级减压。图6-3b所示为利用先导式减压阀1的远程控制口接一溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。图6-4

无级减压回路1—比例减压阀2—溢流阀为了使减压回路工作可靠起见，减压阀的最低调整压力应不小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力低0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度发生影响。也可用比例减压阀组成减压回路，如图6-4所示。调节输入比例减压阀1的电流，即可使分支油路无级减压，并易实现遥控。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动3.增压回路

当液压系统中的某一支路需要压力较高但流量不大的压力油，若采用高压泵又不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，可以采用增压回路。采用增压回路可节省能源，而且工作可靠、噪声小。图6-5

增压回路a）单作用增压缸b）双作用增压缸1、2、3、4—单向阀5—电磁换向阀单作用增压缸的增压回路图6-5a所示为单作用增压回路。在图示位置工作时，系统的供油压力p1进入增压缸的大活塞左腔，此时在小活塞右腔即可得到所需的较高压力p2。当二位四通电磁换向阀右位接入系统时，增压缸返回，辅助油箱中的油液经单向阀补入小活塞右腔。因该回路只能间断增压，所以称之为单作用增压回路。双作用增压缸的增压回路

图6-5b所示为采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。在图示位置时，液压泵输出的压力油经电磁换向阀5和单向阀1进入增压缸左端大、小活塞的左腔，大活塞右腔的回油通油箱，右端小活塞右腔增压后的高压油经单向阀4输出，此时单向阀2、3被关闭。当增压缸活塞移到右端时，电磁铁换向阀通电换向，增压缸活塞向左移动，左端小活塞左腔输出的高压油经单向阀3输出。这样，增压缸的活塞不断往复运动，两端便交替输出高压油，从而实现了连续增压。第6章液压基本回路液压传动用液压泵增压回路本回路多用于起重机的液压系统。液压泵2和3由液压马达4驱动，泵1与泵2或泵3串联，从而实现增压，如图6-6所示。图6-6

用液压泵增压回路1、2、3—液压泵4—液压马达4.卸荷回路

卸荷回路的功用是在液压泵不停止转动时，使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。这种卸荷方式称为压力卸荷。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-7

卸荷回路

a）换向阀b）插装阀1—溢流阀2—二位二通电磁阀常见的压力卸荷方式有如下几种：换向阀卸荷回路M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，液压泵卸荷。图6-7a所示采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供控制油路之用。插装阀卸荷回路图6-7b所示为插装阀的卸荷回路。由于插装阀通流能力大，因而这种卸荷回路适用于大流量的液压系统。正常工作时，液压泵压力由阀1调定。当二位二通电磁阀2通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全部打开，泵即卸荷。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动先导式溢流阀卸荷回路图6-1a中，若去掉远程调压阀5，使先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通电磁阀4直接与油箱相连，便构成一种用先导式溢流阀的卸荷回路，这种卸荷回路切换时冲击小。图6-1

调压回路a）单级、二级b）多级c）比例1、2、3—先导式溢流阀4—二位二通电磁阀5—远程调压阀6—比例电磁溢流阀SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动多缸系统卸荷回路

图6-8

多缸系统卸荷回路图6-8所示是由一个液压泵向两个以上液压缸供油的多缸系统的卸荷回路。该回路把四通换向阀和二通换向阀连接在一起动作，当各液压缸的换向阀都在中间位置时，泵就处于无载荷运转状态。必须指出，在限压式变量泵供油的回路中，当执行元件不工作而不需要流量输入时，泵继续在转动，输出压力最高，但输出流量接近于零。因功率是流量和压力的乘积，所以这种情况下，驱动泵所需的功率也接近于零，就是说系统实现了卸荷。所以，确切地说，所谓卸荷意即为卸功率之荷。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动5.保压回路

保压回路：在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生的微小位移的情况下使系统压力基本上保持不变。最简单的保压回路：使用密封性能较好的液控单向阀的回路，阀类元件的泄漏使这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有：利用液压泵的保压回路利用蓄能器的保压回路

自动补油保压回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动利用液压泵的保压回路

在保压过程中，液压泵仍以较高的压力（保压所需压力）工作。此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，发热严重，故只在小功率系统且保压时间较短的场合下使用。若采用限压式变量泵，在保压时泵的压力虽较高，但输出流量几乎等于零，系统的功率损失较小，且能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，其效率也较高。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动利用蓄能器的保压回路如图6-9a所示，当三位四通电磁换向阀5左位接入工作时，液压缸6向右运动，例如压紧工件后，进油路压力升高至调定值，压力继电器3发出信号使二位二通电磁阀7通电，液压泵1即卸荷，单向阀2自动关闭，液压缸则由蓄能器4保压。缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间长短取决于蓄能器容量和压力继电器的通断调节区间，而压力继电器的通断调节区间决定了缸中压力的最高和最低值。图6-9

利用蓄能器的保压回路a）利用蓄能器b）多个执行元件1—液压泵2—单向阀3—压力继电器4—蓄能器5—三位四通电磁换向阀6—液压缸7—二位二通电磁阀8—溢流阀图6-9b所示为多个执行元件系统中的保压回路。这种回路的支路需保压。液压泵1通过单向阀2向支路输油，当支路压力升高达到压力继电器3的调定值时，单向阀关闭，支路由蓄能器4保压并补偿泄漏，与此同时，压力继电器发出信号，控制换向阀（图中未示），使泵向主油路输油，另一个执行元件开始动作。第6章液压基本回路液压传动自动补油保压回路图6-10所示为采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油保压回路，其工作原理为：当1YA通电，换向阀右位接入回路，液压缸上腔压力上升至电接触式压力表的上限值时，压力表触点通电，使电磁铁1YA断电，换向阀处于中位，液压泵卸荷，液压缸由液控单向阀保压。图6-10

自动补油的保压回路当液压缸上腔压力下降到电接触式压力表调定的下限值时，压力表又发出信号，使1YA通电，液压泵再次向系统供油，使压力上升。因此，这一回路能自动地补充压力油，使液压缸的压力能长期保持在所需范围内。第6章液压基本回路液压传动6.平衡回路

功用：当执行机构不工作时，不致因受负载重力作用而使执行机构自行下落。

图6-11

用顺序阀的平衡回路图6-11所示为采用单向顺序阀的平衡回路。当1YA通电后活塞下行时，液压缸下腔的油液顶开顺序阀而回油箱，回油路上存在一定背压。如果此顺序阀调定的背压值大于活塞和与之相连的工作部件自重在缸下腔产生的压力值时，则当换向阀处于中位时，活塞及工作部件就能被顺序阀锁住而停止运动。这种回路在活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件自重不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-12

减压平衡回路由减压阀和溢流阀组成减压平衡回路，如图6-12所示。进入液压缸的压力由减压阀调节，以平衡载荷F；液压缸的活塞杆跟随载荷作随动位移s，当活塞杆向上移动时，减压阀向液压缸供油；当活塞杆向下移动时，溢流阀溢流；保证液压缸在任何时候都保持对载荷的平衡。溢流阀的调定压力要大于减压阀的调定压力。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动液压系统在保压过程中，由于油液压缩性和机械部分产生弹性变形，储存了相当的能量，若立即换向，则会产生压力冲击。因而对容量大的液压缸和高压系统（大于7MPa），应在保压与换向之间采取释压措施。

泄压回路功能在于使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快而引起剧烈的冲击和振动。７.泄（卸/释）压回路

当液压系统工作循环不频繁时，也可用手动截止阀释压。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路图6-13

释压回路a）用节流阀b）采用节流阀、液控单向阀和换向阀c）用溢流阀1—三位四通换向阀2—二位二通电磁阀3、4—液控单向阀5—二位三通电磁阀6—溢流阀7—节流阀8—单向阀图6-13a为采用节流阀的释压回路。当加压（保压）结束后，首先使阀2换向和将阀1切换至中位，缸上腔高压油经节流阀释压。液压泵短期卸荷后再使阀1换接至左位，并使阀2断电，左位接入，活塞向上快速回程。图6-13所示为释压回路图6-13b所示为采用节流阀、液控单向阀和换向阀的释压回路。当换向阀1处于中位、换向阀5右位接入时，液控单向阀3打开，缸左腔高压油经节流阀释压；然后将换向阀1切换到右位，同时使阀5断电复位，活塞便快速向左退回。图6-13c为用溢流阀释压的回路。当换向阀处于图示位置时，溢流阀6的远程控制口通过节流阀7和单向阀8回油箱。调节节流阀的开口大小就可以改变溢流阀的开启速度，也即调节缸上腔高压油的释压速度。溢流阀的调节压力应大于系统中调压溢流阀（图中未表示）的压力，因此溢流阀6也起安全阀的作用。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动８.制动回路

用溢流阀制动回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院功用：使液压执行元件平稳地由运动状态转换为静止状态。制动快，冲击小，制动过程中油路出现的异常高压(负压)能自动有效地被控制。图6-14所示为用溢流阀制动回路。它采用一个电磁阀控制两个溢流阀的遥控口。图示位置为电磁阀断电，溢流阀2的遥控口直接通油箱，液压泵卸荷，而溢流阀1的遥控口堵塞，此时液压马达被制动。当电磁阀通电，阀1遥控口通油箱，阀2遥控口堵塞，使液压马达运转。图6-14用溢流阀制动回路1、2—溢流阀第6章液压基本回路液压传动用溢流阀的液压缸制动回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院2和4为反应灵敏的小型直动型溢流阀，换向阀切换时，活塞在2或4的调定压力值下实现制动。如活塞向右运动换向阀突然切换，缸右腔油液压力由于运动部件惯性突然升高，超过阀4调定压力，阀4打开溢流，缓和管路中的液压冲击，同时缸的左腔通过单向阀3补油。活塞向左运动，由2和5起缓冲和补油作用。缓冲溢流阀2和4的调定压力一般比系统溢流阀1高5％～10％。第6章液压基本回路液压传动用溢流阀的马达制动回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院在马达的回油路上串联一溢流阀2。换向阀4得电时，马达由泵供油旋转，马达排油通过背压阀3回油箱，背压阀调定压力一般为0.3～0.7MPa。当电磁铁失电，切断马达回油，马达制动。由于惯性负载作用，马达将继续旋转为泵工况，马达的最大出口压力由溢流阀2限定，即阀2开启溢流，缓和液压冲击。泵在阀3调定压力下低压卸载，并在马达制动时实现有压补油，不致吸空。溢流阀2的调定压力一般等于系统额定工作压力。溢流阀1为系统安全阀。第6章液压基本回路液压传动Part6.2

速度控制回路

在液压传动系统中的速度控制回路包括：调节液压执行元件的速度的调速回路使之获得快速运动的快速运动回路工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路调速目的：满足液压执行元件对工作速度的要求。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下，液压缸的运动速度为：（6-1）液压马达的转速为：（6-2）式中:q——输入液压执行元件的流量；A——液压缸的有效面积；Vm——液压马达的排量。实际中，用改变进入液压执行元件的流量或改变变量液压马达排量的方法来调速。节流调速：采用定量泵和流量控制阀并改变通过流量阀流量。容积调速：采用改变变量泵或变量马达排量。容积节流调速：同时用变量泵和流量阀。第6章液压基本回路液压传动1.定量泵节流调速回路

工作原理：通过改变回路中流量控制元件（节流阀或调速阀）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。根据流量阀在回路中的位置不同，分为：进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路。前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化，故又称为定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路中，由于回路的供油压力随负载的变化而变化，故又称为变压式节流调速回路。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动进油节流调速回路

图6-16

进油节流调速回路a）回路图b）速度负载特性如图6-16a所示，节流阀串联在液压泵和液压缸之间。液压泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，多余的油液经溢流阀流回油箱。

有溢流是这种调速回路能够正常工作的必要条件。

由于溢流阀有溢流，泵的出口压力pp就是溢流阀的调整压力并基本保持恒定。调节节流阀的通流面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节液压缸的运动速度。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动速度负载特性缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为

p1A1=F+p2A2因为液压泵的供油压力pp为定值，故节流阀两端的压力差为式中p1、p2——分别为液压缸进油腔和回油腔的压力，由于回油腔通油箱，p2≈0；

F——液压缸的负载；

A1、A2——分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效面积。所以SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动经节流阀进入液压缸的流量为式中K——常数；

AT——节流阀的通流面积；

m——指数，0.5≤m≤1。故液压缸的运动速度为（6-3）式（6-3）即为进油节流调速回路的速度负载特性方程。由该式可知，液压缸的运动速度v和节流阀通流面积AT成正比。调节AT可实现无级调速，该回路的调速范围较大（速比最高可达100）。当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故这种调速回路的速度负载特性较软。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动若按式（6-3）选用不同的AT值作v-F坐标曲线图，可得一组曲线，即为该回路的速度负载特性曲线，如图6-16b所示。这组曲线表示液压缸运动速度随负载变化的规律，曲线越陡，说明负载变化对速度的影响越大，即速度刚性越差。由式（6-3）和图6-16b还可看出，当AT一定时，重载区域比轻载区域的速度刚性差；在相同负载条件下，AT大时，亦即速度高时速度刚性差。所以这种调速回路适用于低速轻载的场合。最大承载能力由式（6-3）可知，无论AT为何值，当F=ppA1时，节流阀两端压差Δp为零，活塞运动也就停止，此时液压泵输出的流量全部经溢流阀回油箱。所以此F值即为该回路的最大承载值，即Fmax=ppA1。（6-3）第6章液压基本回路液压传动功率和效率

（6-4）回路的效率为：在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输出的功率为Pp=ppqp=常量；而液压缸的输出功率为由上式可知，这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失ΔPy=ppqy和节流损失ΔPT=Δpq1

，故这种调速回路的效率较低。

该回路功率损失为式中qy——通过溢流阀的溢流量，qy=qp-q1。第6章液压基本回路液压传动回油节流调速回路图6-17

回油节流调速回路图6-17所示为把节流阀串联在液压缸的回油路上，利用节流阀控制液压缸的排油量q2来实现速度调节。由于进入液压缸的流量q1受到回油路上q2的限制。调节q2，也就调节了进油量q1，定量泵输出的多余油液仍经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力（pp）基本保持稳定。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动速度负载特性（6-5）比较式（6-5）和式（6-3）可以发现，回油节流调速和进油节流调速的速度负载特性以及速度刚性基本相同，若液压缸两腔有效面积相同（双出杆液压缸），那么两种节流调速回路的速度负载特性和速度刚度就完全一样。因此对进油节流调速回路的一些分析完全适用于回油节流调速回路。式中符号意义同上。类似于式（6-3）的推导过程，由液压缸的力平衡方程（p2≠0）和流量阀的流量方程(Δp=p2)，进而可得液压缸的速度负载特性为：第6章液压基本回路液压传动最大承载能力回油节流调速的最大承载能力与进油节流调速相同，即：Fmax=ppA1。

功率和效率

液压泵的输出功率与进油节流调速相同，即Pp=ppqp，且等于常数；液压缸的输出功率为P1=Fv=(ppA1-p2A2)v=ppq1-p2q2；该回路的功率损失为：式中，ppqy为溢流损失功率，而Δpq2为节流损失功率。它与进油节流调速回路的功率损失相似。第6章液压基本回路液压传动（6-6）回路的效率为：当使用同一个液压缸和同一个节流阀，且负载F和活塞运动速度v相同时，则式（6-6）和式（6-4）是相同的，因此可以认为进、回油节流调速回路的效率是相同的。但是，应当指出，在回油节流调速回路中，液压缸工作腔和回油腔的压力都比进油节流调速回路的高，特别是负载变化大，尤其是当F接近于零时，回油腔的背压有可能比液压泵的供油压力还要高，这样会使节流功率损失大大提高，且加大泄漏，因而其效率实际上比进油节流调速回路的要低。第6章液压基本回路液压传动进、回油节流调速回路之间有许多相同之处，但它们也有如下不同：1）承受负值负载的能力回油节流调速回路的节流阀使液压缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，背压能阻止工作部件的前冲，即能在负值负载下工作，而进油节流调速由于回油腔没有背压力，因而不能在负值负载下工作。2）停车后的起动性能长期停车后液压缸油腔内的油液会流回油箱，当液压泵重新向液压缸供油时，在回油节流调速回路中，由于进油路上没有节流阀控制流量，即使回油路上节流阀关得很小，也会使活塞前冲；而在进油节流调速回路中，由于进油路上有节流阀控制流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动3）实现压力控制的方便性进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化，当工作部件碰到死挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才会随负载变化，当工作部件碰到死挡块后，其压力将降至零，利用这一压力变化来实现压力控制比较麻烦，故一般较少采用。4）发热及泄漏的影响在进油节流调速回路中，经过节流阀发热后的液压油直接进入液压缸的进油腔；而在回油节流调速回路中，经过节流阀发热后的液压油流回油箱冷却。因此，发热和泄漏对进油节流调速的影响均大于回油节流调速。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调速，并在回油路上加背压阀的回路，使其兼备两者的优点。5）运动平稳性在回油节流调速回路中，由于回油路上节流阀小孔对缸的运动有阻尼作用，同时空气也不易渗入，可获得更为稳定的运动。而在进油节流调速回路中，回油路的油液没有节流阀阻尼作用，运动平稳性稍差。但是，在使用单杆液压缸的场合，无杆腔的进油量大于有杆腔的回油量，故在缸径、缸速相同的情况下，若节流阀的最小稳定流量相同，则进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。进油节流调速回路回油节流调速回路负值负载不能能平稳性启动平稳运行平稳vmin小大发热大小第6章液压基本回路液压传动旁路节流调速回路

图6-18旁路节流调路回路a）回路图b）速度负载特性图6-18a采用节流阀的旁路节流调速回路。节流阀调节液压泵溢回油箱的流量，从而控制了进入液压缸的流量。改变节流阀的通流面积，即可实现调速。由于溢流已由节流阀承担，故溢流阀实际上是安全阀，常态时关闭，过载时打开，其调定压力为最大工作压力的1.1~1.2倍。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动速度负载特性按照式（6-3）的推导过程，可得到旁路节流调速的速度负载特性方程。与前述不同之处主要是进入液压缸的流量q1为泵的流量qp与节流阀溢走的流量qT之差。由于在回路中泵的工作压力随负载而变化，正比于压力的泄漏量也是变量（前两回路中为常量），对速度产生了附加影响，因而泵的流量中要计入泵的泄漏流量Δqp,所以有：式中qt—液压泵的理论流量；

K1—液压泵的泄漏系数；其他符号意义同前。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动所以，液压缸的速度负载特性为（6-7）式中:qt—液压泵的理论流量；K1—液压泵的泄漏系数；其他符号意义同前SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动根据式（6-7），选取不同的AT值可作出一组速度负载特性曲线，如图6-18b所示，由曲线可见，当AT一定而负载增加时，速度显著下降，即特性很软；当AT一定时，负载越大，速度刚度越大；当负载一定时，AT越小（即活塞运动速度越高），速度刚度越大。第6章液压基本回路液压传动最大承载能力由图6-18b可知，速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交，其最大承载能力随AT的增大而减小，即旁路节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围也小。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动功率和效率

旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，液压泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高。由于旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要求不高而要求功率损失较小的系统中。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动采用调速阀的节流调速回路使用节流阀的节流调速回路，速度负载特性都比较软，变载荷下的运动平稳性比较差。为了克服这个缺点，回路中的节流阀可用调速阀来代替。由于调速阀本身能在负载变化的条件下保证节流阀进出油口间的压差基本不变，因而使用调速阀后，节流调速回路的速度负载特性将得到改善。采用比例流量阀的节流调速回路使用比例节流阀或比例调速阀的节流调速回路，可以实现输入电信号对于输出流量的比例控制。同样它也可分为进油、回油、旁路节流调速几种，各基本回路的特性与上述相应回路相似。如图6-16b和图6-18b所示。旁路节流调速回路的承载能力亦不因活塞速度降低而减小，在负载增加时，液压泵的泄漏使活塞速度有小量的降低。但所有性能上的改进都是以加大流量控制阀的工作压差，也即增加液压泵的压力为代价的，调速阀的工作压差一般最小需0.5MPa，高压调速阀则需1.0MPa左右。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动2.变量泵容积调速回路容积调速回路是用改变液压泵或液压马达的排量来实现调速的。

优点：没有节流损失和溢流损失，效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。

缺点：变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。根据油路的循环方式，容积调速回路分为开式回路或闭式回路。

开式回路：液压泵从油箱吸油，执行元件的回油直接回油箱。——结构简单，油液在油箱中能得到充分冷却，但油箱体积较大，空气和脏物易进入回路。

闭式回路：执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连。——结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和脏物不易进入回路，但油液的冷却条件差，需附设辅助泵补油、冷却和换油。补油泵流量一般为主泵流量的10%~15%，压力通常为0.3~1.0MPa左右。

第6章液压基本回路液压传动变量泵和定量液压执行元件容积调速回路图6-19所示为变量泵和定量液压执行元件组成的容积调速回路，其中图6-19a的执行元件为液压缸。图6-19b的执行元件为液压马达，且是闭式回路。两图中的溢流阀2起安全作用，用以防止系统过载。图6-19b中，为了补充泵和马达的泄漏，增加了补油泵4，同时置换部分已发热的油液，降低系统的温升。溢流阀5用来调节补油泵的压力。图6-19

变量泵定量执行元件容积调速回路a）变量泵-缸b）变量泵-定量马达1—变量泵2—安全阀3—定量执行元件4—补油泵5—溢流阀图6-19a改变变量泵的排量即可调节活塞的运动速度v。若不考虑液压泵以外的元件和管道的泄漏，这种回路的活塞运动速度为：第6章液压基本回路液压传动图6-19

变量泵定量执行元件容积调速回路a）变量泵-缸b）变量泵-定量马达1—变量泵2—安全阀3—定量执行元件4—补油泵5—溢流阀（6-8）式中:qt—变量泵的理论流量；k1—变量泵的泄漏系数；其他符号意义同前。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-20

变量泵定量执行元件调速特性a）变量泵-缸b）变量泵-定量马达如图6-20a所示为图6-19a回路的调速特性。由图可见，由于变量泵有泄漏，活塞运动速度会随负载F的加大而减小。F增大至某值时，在低速下会出现活塞停止运动的现象（图中F＇点），这时变量泵的理论流量等于其泄漏量。可见这种回路在低速下的承载能力是很差的。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-20

变量泵定量执行元件调速特性a）变量泵-缸b）变量泵-定量马达在图6-19b所示的变量泵-定量液压马达的调速回路中，若不计损失，马达转速nM=qp/VM。因液压马达排量为定值，故调节变量泵流量qp，即可对马达转速nM进行调节。当负载转矩恒定时，马达的输出转矩（T=ΔpMVM/2π

）和回路工作压力p都恒定不变，马达的输出功率（P=ΔpMVMnM

）与转速nM成正比，故本回路的调速方式又称为恒转矩调速。回路的调速特性见图6-20b。第6章液压基本回路液压传动定量泵和变量马达容积调速回路

图6-21定量泵变量马达容积调速回路a）回路图b）调速特性1—定量泵2—安全阀3—变量马达4—补油泵5—溢流阀图6-21a所示为由定量泵和变量马达组成的容积调速回路。定量泵1输出流量不变，改变变量马达3的排量VM就可以改变液压马达的转速。2是安全阀，4是补油泵，5为调节补油压力的溢流阀。在这种调速回路中，由于液压泵的转速和排量为常值，当负载功率恒定时，马达输出功率PM和回路工作压力p都恒定不变，而马达的输出转矩与VM成正比，输出转速与VM成反比。所以这种回路称为恒功率调速回路，其调速特性如图6-12b所示。此回路调速范围很小，且不能用来使马达实现平稳的反向。所以这种回路很少单独使用。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动变量泵和变量马达容积调速回路

图6-22a为采用双向变量泵和双向变量马达的容积调速回路。图6-22变量泵变量马达容积调速回路a）回路图b）调速特性1—变量泵2—变量马达3—安全阀4—补油泵5—溢流阀6、7、8、9—单向阀单向阀6和8用于使补油泵4能双向补油，单向阀7和9使安全阀3在两个方向都能起过载保护作用。这种调速回路是上述两种调速回路的组合。由于泵和马达的排量均可改变，故增大了调速范围，并扩大了液压马达输出转矩和功率的选择余地，其调速特性曲线如图6-22b所示。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动一般工作部件都在低速时要求有较大的转矩，这种系统在低速范围内调速时，先将液压马达的排量调得最大，使马达获得最大输出转矩，由小到大改变泵的排量，直至达到最大值，液压马达转速随之升高，输出功率线性增加，此时液压回路处于恒转矩输出状态；若要进一步加大液压马达转速，则可改变变量马达的排量由大到小，此时输出转矩随之降低，而泵则处于最大功率输出状态不变，这时液压回路处于恒功率输出状态。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动3.容积节流调速回路容积节流调速回路采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调节进入或流出液压缸的流量来调节其运动速度，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需流量相适应。

特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。

应用：常用在速度范围大、中小功率的场合，例如组合机床的进给系统等。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动限压式变量泵和调速阀的调速回路

图6-23a所示为由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。该回路由限压式变量泵1供油，压力油经调速阀2进入液压缸工作腔，回油经背压阀3返回油箱。图6-23

限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路a）回路图b）调速特性1—变量泵2—调速阀3—背压阀液压缸运动速度由调速阀中的节流阀来控制。设泵的流量为qp,则稳态工作时qp=q1。可是在关小调速阀的一瞬间，q1减小，而此时液压泵的输油量还未来得及改变，于是qp>q1，导致泵的出口压力pp升高，因而限压式变量泵输出流量自动减小，直至qp=q1；反之亦然。由此可见，调速阀不仅能保证进入液压缸的流量稳定，而且可以使泵的流量自动地和液压缸所需的流量相适应，因而也可使泵的供油压力基本恒定（该调速回路也称定压式容积节流调速回路）。这种回路中的调速阀也可装在回油路上，它的承载能力、运动平稳性、速度刚性等与相应采用调速阀的节流调速回路相同。第6章液压基本回路液压传动图6-23b所示为这种回路的调速特性。曲线ABC是限压式变量泵的压力－流量特性，曲线CDE是调速阀在某一开度时的压差－流量特性，点F是泵的工作点。由图可见，回路虽无溢流损失，但仍有节流损失，其大小与液压缸工作腔压力p1有关。液压缸工作腔压力的正常工作范围是：（6-9）式中，Δp为保持调速阀正常工作所需的压差，一般应0.5MPa以上；其他符号意义同前。第6章液压基本回路液压传动当p1=p1max时，回路中的节流损失为最小（见图中阴影面积S1）此时泵的工作点为F，液压缸的工作点为D；若p1越小，节流损失越大（见图中阴影面积S2）。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动（6-10）在速度低、负载小的场合，这种调速回路的效率很低。

若不考虑泵的出口至缸的入口的流量损失，这种调速回路的效率为式中没有考虑泵的泄漏损失，当限压式变量泵达到最高压力时，其泄漏量为8%左右。泵的输出流量越小，泵的压力pp就越高；负载越小，则式（6-10）中的压力p1便越小。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动差压式变量泵和节流阀的调速回路

图6-24

差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路1—变量泵2—节流阀3—液压缸4—背压阀5—安全阀图6-24所示为差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调流回路，该回路的工作原理与上述回路基本相似。节流阀2控制进入液压缸3的流量q1，并使变量泵1输出流量qp自动与q1相适应。当qp>q1时，泵的供油压力上升，泵内左、右两个控制柱塞便进一步压缩弹簧，推动定子向右移动，减小泵的偏心，使泵的流量减小到qp=q1。反之亦然。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动在这种调速回路中，作用在液压泵定子上力的平衡方程：（6-11）式中A、A1——分别为控制缸无柱塞腔的面积和柱塞的面积；

pp、p1——分别为液压泵供油压力和液压缸工作腔压力；

Fs——控制缸中的弹簧力。由式（6-11）可知，节流阀前后压差Δp=pp-p1基本上由作用在泵控制柱塞上的弹簧力来确定。由于弹簧刚度小，工作中伸缩量也很小，所以Fs基本恒定，则Δp也近似为常数。因此通过节流阀的流量就不会随负载而变化，这和调速阀的工作原理相似。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动特点：调速范围只受节流阀调节范围的限制；能补偿由负载变化引起的泵的泄漏变化；没有溢流损失，泵的供油压力随负载而变化，回路中的功率损失也只有节流阀处压降Δp所造成的节流损失一项，因而它的效率较前一种调速回路高，且发热少。

回路的效率：

（6-12）只要适当控制Δp(一般Δp≈0.3MPa)，就可以获得较高的效率。因此，这种回路宜用在负载变化大，速度较低的中、小功率场合，如某些组合机床的进给系统中。上述两种容积节流调速回路，由于液压泵的输出流量能与阀的调节流量自动匹配，因此是流量适应性回路，节省能量消耗。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动４.快速运动回路

快速运动回路又称增速回路。功用：使液压执行元件获得所需的高速，缩短机械空程运动时间，以提高系统的工作效率。几种常用的快速运动回路液压缸差动连接回路采用蓄能器的快速运动回路双液压泵供油回路用增速缸的快速运动回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动液压缸差动连接回路

如图6-25a所示的回路是利用二位三通电磁换向阀实现液压缸差动连接的回路。当阀3和阀5左位接入时，液压缸差动连接作快进运动。当阀5电磁铁通电，差动连接即被切断，液压缸回油经过单向调速阀6，实现工进。阀3右位接入后，缸快退。图6-25

液压缸差动连接回路a）回路图b）压力计算图1—液压泵2—溢流阀3—三位四通电磁换向阀4—液压缸5—二位三通电磁换向阀6—单向调速阀F这种连接方式，可在不增加泵流量的情况下提高执行元件的运动速度。但是，泵的流量和有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路应按合成流量来选择，否则会使压力损失增大，泵的供油压力过高，致使泵的部分压力油从溢流阀溢回油箱而达不到差动快进的目的。若设液压缸无杆腔的面积为A1，有杆腔的面积为A2，液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失为Δpi，液压缸出口至合成管路前的压力损失为Δp0，合成管路的压力损失为Δpc（见图6-25b），则液压泵差动快进时的供油压力pp可由力平衡方程求得，即：SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动图6-25

液压缸差动连接回路a）回路图b）压力计算图1—液压泵2—溢流阀3—三位四通电磁换向阀4—液压缸5—二位三通电磁换向阀6—单向调速阀（6-14）式中F

—差动快进时的负载

由上式可知，液压缸差动连接时其供油压力pp的计算与一般回路中压力损失的计算是不同的。（6-13）若A1=2A2，则有：F第6章液压基本回路液压传动采用蓄能器的快速运动回路图6-26a是一种使用蓄能器来实现快速运动的回路，其工作原理如下：当换向阀5处于中位时，液压缸6不动，液压泵1经单向阀3向蓄能器4充油，使蓄能器储存能量。当蓄能器压力升高到它的调定值时，卸荷阀2打开，液压泵卸荷，由单向阀保持住蓄能器压力。当换向阀的左位或右位接入回路时，泵和蓄能器同时向液压缸供油，使它得到快速运动。在这里，卸荷阀的调整压力应高于系统工作压力，以保证泵的流量全部进入系统。

图6-26采用蓄能器的快速运动回路a）回路图b）卸荷阀结构1—液压泵2—卸荷阀3—单向阀4—蓄能器5—换向阀6—液压缸7—柱塞8—导阀9—调节螺钉10—导阀弹簧11—主阀弹簧12—主阀13—中心孔14—阻尼孔这种回路中卸荷阀的结构是专门设计的（见图6-26b），它与一般先导式压力阀不同。其导阀8除了受弹簧10的力和b腔处液压力作用外，还要承受柱塞7的推力。当蓄能器开始充油时，卸荷阀中的导阀8和主阀12都处于关闭位置，油腔a和b处的压力都等于泵压，柱塞两端液压力平衡，对导阀不产生推力。随着进入蓄能器油液的不断增多，油腔a和b中的压力亦不断升高；当压力升高到b腔的液压力能克服导阀弹簧力，将导阀打开时，P口处来的压力油便经阻尼孔14、导阀阀口、主阀中心孔13和通口T流回油箱。由于阻尼孔的作用，b腔压力小于泵压，这使主阀阀口打开，泵开始卸荷。此时b腔压力小于a腔压力。柱塞便对导阀施加一额外的推力，促使导阀和主阀的阀口都开得更大，结果使b腔压力下降到零，柱塞处于其最上端位置。由于a腔的工作面积比b腔大，因此蓄能器中的压力即使因泄漏而有所下降，卸荷阀仍能使泵处于卸荷状态。蓄能器所能达到的最高压力由调节螺钉9调定。第6章液压基本回路液压传动图6-26采用蓄能器的快速运动回路a）回路图b）卸荷阀结构1—液压泵2—卸荷阀3—单向阀4—蓄能器5—换向阀6—液压缸7—柱塞8—导阀9—调节螺钉10—导阀弹簧11—主阀弹簧12—主阀13—中心孔14—阻尼孔这种快速运动回路适用于短时间内需要大流量、又希望以较小流量的泵提供较高速度的快速运动场合。但是系统在其整个工作循环内必须有足够长的停歇时间，以使液压泵能对蓄能器充分地进行充油。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动双液压泵供油回路

图6-27

双液压泵供油回路1—大流量泵2—小流量泵3—顺序阀4—单向阀5—溢流阀图6-27所示为双液压泵供油快速运动回路，图中1为大流量泵，2为小流量泵，在快速运动时，泵1输出的油液经单向阀4与泵2输出的油液共同向系统供油；工作行程时，系统压力升高，打开液控顺序阀3使泵1卸荷，由泵2单独向系统供油。系统的工作压力由溢流阀5调定。单向阀4在系统工进时关闭。

优点：功率损耗小，系统效率高，因而应用较为普遍。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动用增速缸的快速运动回路图6-28

用增速缸的快速运动回路1—增速缸2—三位四通换向阀3—液控单向阀4—顺序阀图6-28所示为采用增速缸的快速运动回路。当三位四通换向阀左位接入系统时，压力油经增速缸中的柱塞的通孔进入B腔，使活塞快速向右伸出，速度为v=4qp/πd2（d为柱塞外径），A腔中所需油液经液控单向阀3从辅助油箱吸入。活塞杆伸出到工作位置时，由于负载加大，压力升高，打开顺序阀4，高压油进入A腔，同时关闭单向阀3。此时活塞杆在压力油作用下继续外伸，但因有效面积加大，速度变慢而推力加大。这种回路常被用于液压机的系统中。第6章液压基本回路液压传动５.速度换接回路

功用：使液压执行元件在一个工作循环中从一种运动速度换到另一种运动速度。包括：快速转慢速的换接两种慢速之间的换接实现这些功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动快速转慢速的换接回路

图6-29

用行程阀的速度换接回路1—泵2—换向阀3—溢流阀4—单向阀5—节流阀6—行程阀7—液压缸图6-29为用行程阀来实现快慢速换接的回路。图示状态下，液压缸7快进。当活塞所连接的挡块压下行程阀6时，行程阀关闭，液压缸右腔的油液必须通过节流阀5才能流回油箱，活塞运动速度转变为慢速工进。当换向阀2左位接入回路时，压力油同时经单向阀4和节流阀进入液压缸右腔，活塞快速向左返回。优点：快慢速换接过程比较平稳，换接点的位置比较准确。

缺点：行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂，若将行程阀改为电磁阀，安装连接比较方便，但速度换接的平稳性、可靠性以及换向精度都较差。能够实现快速转慢速换接的方法很多，图6-25和图6-28所示的快速运动回路都可以使液压缸的运动由快速换接为慢速。下面再介绍一种在组合机床液压系统中常用的行程阀的快慢速换接回路。

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动两种慢速的换接回路

图6-30

用两个调速阀的速度换接回路a）调速阀并联b）调速阀串联1、2—调速阀3—二位三通电磁换向阀4—缸5—二位二通电磁阀6—三位四通电磁换向阀图6-30所示为用两个调速阀来实现不同工进速度的换接回路，图6-30a中的两个调速阀并联，由换向阀3实现换接。图示位置输入缸4的流量由调速阀1调节；换向阀3右位接入时，则由调速阀2调节，两个调速阀的调节互不影响。但是，一个调速阀工作时另一个调速阀内无油通过，它的减压阀处于最大开口位置，速度换接时大量油液通过该处将使工作部件产生突然前冲现象。因此它不宜用于在工作过程中的速度换接，只可用在速度预选的场合。图6-30b所示为两调速阀串联的速度换接回路。当换向阀6左位接入回路时，因调速阀2被阀5短接，输入缸4的流量由调速阀1控制。当阀5右位接入回路时，由于通过调速阀2的流量调得比调速阀1的小，所以输入缸的流量由调速阀2控制。在这种回路中调速阀1一直处于工作状态，它在速度换接时限制了进入调速阀2的流量，因此它的速度换接平稳性较好。但由于油液经过两个调速阀，所以能量损失较大。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动Part6.3

方向控制回路

方向控制回路用来控制液压系统各油路中液流的接通、切断或变向，从而使各执行元件按需要相应地实现起动、停止或换向等一系列动作。包括：换向回路锁紧回路

缓冲回路SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动1.换向回路

基本要求：换向可靠、灵敏而又平稳，换向精度合适。

换向过程一般可分为三个阶段：执行元件减速制动，暂短停留和反向起动。换向过程通过换向阀的阀心与阀体之间位置变换来实现，因此选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能不同。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动1).采用换向阀的换向回路

对于双作用液压缸和液压马达:可采用二位四通、三位四通换向阀使其换向。三位阀不同中位机能可使系统获得不同性能。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路液压传动1)采用换向阀的换向回路

对于单作用（利用重力或弹簧力回程）液压缸:可用二位三通阀使其换向。SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院采用电磁换向阀和电液换向阀的换向回路：可以方便的实现自动往复运动，但不能用于对换向平稳性和换向精度要求较高的场合。第6章液压基本回路液压传动1).采用换向阀的换向回路

采用机液换向阀的换向回路对于需要频繁的连续的往复运动，且要求换向过程平稳、换向精度高的工作机构（如磨床工作台），常采用机动换向阀作先导阀，液动换向阀作主阀的机液换向阀实现。根据换向过程的制动原理，可有两种换向回路：时间控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路

SchoolofMechanicalandElectricalEngineering中国矿业大学机电工程学院第6章液压基本回路图6-31

时间控制换向回路2-节流阀3—先导阀4—换向阀该回路中主油路只受换向阀4控制。在换向过程中，例如，当图中先导阀3在左端位置时，控制油路中压力油经单向阀I2通向换向阀4右端，换向阀左端的油经节流阀J1流回油箱，换向阀芯左移，阀芯上的锥面逐渐关小回油通道，活塞速度逐渐减慢，并在换向阀4的阀芯移过l距离后将通道闭死，活塞停止运动。当节流阀J1、J2的开口大小调定后，换向阀阀芯移动距离l所需时间（使活塞制动所经历时间）就确定不变。时间控制制动式换向回路

定义：从发出换向信号,到实现减速制动(停止),这一过程的时间基本上是一定的。第6章液压基本回路图6-31

时间控制换向回路2-节流阀3—先导阀4—换向阀

该回路主要优点：可以通过调节J1、J2的开口量来控制工作台的制动时间，以便减小换向冲击或提高工作效率。这种回路宜用于换向精度要求不高，但换向频率高且要求换向平稳的场合，如平面磨床、牛头刨床、插床等的液压系统。时间控制制动式换向回路

第6章液压基本回路图6-32

行程控制换向回路3—先导阀4—换向阀该回路中主油路受换向阀4和先导阀3控制。行程控制制动式换向回路

定义：从发出换向信号到工作部件减速制动、停止的过程中，工作部件所走过的行程基本上是一定的。液压传动第6章液压基本回路图6-32

行程控制换向回路3—先导阀4—换向阀当图示位置的先导阀3在换向过程中向左移时，先导阀芯的右制动锥将液压缸右腔的回油通道逐渐关小，使活塞速度逐渐减慢，对活塞进行预制动。当回油通道被关得很小、活塞速度变得很慢时，换向阀4的控制油路才开始切换，换向阀芯左移，切断主油路通道，使活塞停止运动，并随即使它在相反的方向起动。行程控制制动式换向回路

第6章液压基本回路图6-32

行程控制换向回路3—先导阀4—换向阀行程控制制动式换向回路

不论运动部件原来速度快慢如何，先导阀总要先移动一段固定的行程l，将工作部件先进行预制动后，再由换向阀来使它换向。该换向回路具有高的换向定位精度和良好的换向平稳性；但工作台换向前的速度越高，制动时间就越短，换向平稳性就较差；此外，换向阀和先导阀的结构复杂，制造精度要求高。主要用在工作台速度较低的外圆磨床和内圆磨床等液压系统中。第6章液压基本回路2）采用双向变量泵的换向回路

应用于闭式回路中执行元件是单杆双作用液压缸，活塞右移时，其进油量大于排油量，双向变量泵1吸油侧流量不足，由辅助泵2通过单向阀3来补充；变更泵的供油方向，活塞左移，排油流量大于进油流量，泵1吸油侧多余的油液通过阀4、6排回油箱。溢流阀6和8既使泵的吸油侧有一定的吸油压力，又可使活塞运动平稳。溢流阀7是防止系统过载。适用于压力较高、流量较大的场合第6章液压基本回路液压传动2.锁紧回路

功用：通过切断执行元件进油、出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置，并防止停止运动后因外界因素而发生窜动。1）利用三位四通换向阀的M型、O型中位机能的锁紧回路由于滑阀的泄漏，活塞不能长时间保持停止位置不动，锁紧精度不高。第6章液压基本回路液压传动2.锁紧回路

图6-33锁紧回路2）使用液控单向阀（又称双向液压锁）的锁紧回路。当换向阀左位接入时，压力油经左边液控单向阀进入液压缸左腔，同时通过控制口打开右边液控单向阀，使液压缸右腔的回油可经右边液控单向阀及换向阀流回油箱，活塞向右运动。反之，活塞向左运动。到了需要停留的位置，只要使换向阀处于中位，因阀的中位为H型机能（Y型也可），两个液控单向阀均关闭，使活塞双向锁紧。

回路中由于液控单向阀的密封性好，泄漏极少，锁紧的精度主要取决于液压缸的泄漏。这种回路被广泛用于工程机械，起重运输机械等有锁紧要求的场合。第6章液压基本回路液压传动2.锁紧回路

3）用制动器的马达锁紧回路切断液压马达进出口后，马达理应停转，但因马达还有一泄油口直接通回油箱，马达在重力负载力矩的作用下变成泵工况，其出口油液将经泄油口流回油箱，马达出现滑转。因此，在切断马达进出口的同时，需通过液压制动器来保证马达可靠地停转。