第七章液压基本回路

第七章基本回路方向控制回路压力控制回路速度控制回路同步回路顺序回路一个完善的液压系统，不论其简单或复杂，都是由一些基本回路组合而成的。基本回路——由液气压元件组成，用以完成特定功能的典型管路结构。熟悉和掌握液压基本回路的工作原理、组成、性能特点及其应用，对阅读、分析和设计液压系统是十分重要的。基本回路1、方向控制回路2、压力控制回路3、速度控制回路4、同步回路5、顺序回路按功能分为:液气压基本回路基本回路类型具有同一功能的基本回路，可以有多种不同的设计方案。

方向控制回路作用:

利用各种方向控制元件来控制流体的通断和流向，以控制执行元件的启动、停止锁紧和换向等，满足动作循环的要求。类型:

一般换向回路

锁紧回路

往复运动回路

制动回路基本回路方向控制回路一般换向回路

换向过程一般是通过换向阀的阀芯和阀体之间的位置变换来实现的。常用的换向元件——手动换向阀、电磁~、液动~、电液动~、气动~、双向变量泵等。基本回路方向控制回路选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能亦不同。手动换向回路

特点：换向精度和平稳性不高，常用于换向不频繁且无需自动化的场合，如一般机床夹具、工程机械等。基本回路方向控制回路电磁换向回路

特点：使用方便，易于实现自动化，但换向时间短（0.01~0.07s），冲击大，交流电磁铁尤甚，换向时间不能调节。一般用于小流量、平稳性要求不高的系统。基本回路方向控制回路电液换向回路

特点：适于流量超过63L/min、对换向精度与平稳有一定要

求的液压系统。基本回路方向控制回路机动换向回路

特点：换向精度高，冲击较小，一般用于速度和惯性较大的系统中。基本回路方向控制回路双向变量泵换向回路

特点：

适用于压力较高、流量较大的场合。基本回路方向控制回路

锁紧回路

作用:防止液压缸的泄漏,保证活塞在停位时不发生窜动.基本回路方向控制回路特点：在液压缸的进回油路中都串控单向阀（又称双向液压锁），活塞可以在行程的任何位置锁紧。其锁紧精度只受液压缸内少量的内泄漏影响，锁紧精度较高。换向阀采用卸压型中位机能（H或Y型），有利于液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。若采用O型机能，在换向阀中位时，由于液控单向阀的控制压力不易解除而致使其关闭受阻，直至由换向阀的内泄漏使控制腔卸压后，液控单向阀才关闭，影响其锁紧精度。连续往复运动回路作用:形成自动循环的连续往复运动。基本回路方向控制回路用行程开关控制的连续往复运动回路用压力继电器控制的连续往复运动回路制动——指使工作机构（缸和马达）平稳地由运动状态转为静止状态。制动回路缸在任意位置的制动基本回路方向控制回路可采用锁紧回路来制动，如：单向阀锁紧、液控单向阀锁紧及液压锁、中位机能等。液压马达的制动回路可采用溢流阀实现马达的制动。基本回路方向控制回路用溢流阀实现马达的制动单向制动迅速制动惯性大的大流量液压马达小结基本回路——定义，作用、类型。方向控制回路——作用，各种换向回路、锁紧回路、往复运动回路、制动回路的特点和应用。基本回路

第七章基本回路方向控制回路压力控制回路速度控制回路同步回路顺序回路压力控制回路作用:

利用压力控制元件来控制系统或系统某一部分的压力，以保证执行元件所需要的推力或扭矩及安全可靠地工作。

分类:

调压回路减压回路增压回路

保压回路

卸压回路

卸荷回路

平衡回路基本回路压力控制回路

调压回路单级调压（限压）回路基本回路压力控制回路定量泵单级调压回路变量泵限压回路作用：使系统或系统某一部分的压力保持恒定或不超过某一数值，或者使工作部件在运动过程中的不同阶段有不同的压力以适应不同负载的要求。

远程调压回路基本回路压力控制回路基本回路压力控制回路多级调压回路之一多级调压回路基本回路压力控制回路无级调压回路基本回路压力控制回路此回路用于负载多变的系统，工作压力随着负载的不同能自动调节，自动与负载相适应。多级调压回路之三比例调压回路数字调压回路基本回路压力控制回路

减压回路作用：

使系统中某一支路获得低于主系统压力的稳定压力。基本回路压力控制回路一级减压回路1和2的调定压力值关系怎样才能保证二级减压？否则出现什么情况？基本回路压力控制回路二级减压回路？增压回路作用：利用增压缸来提高系统中某局部油路的工作压力，使其远高于油源压力。单作用缸增压回路基本回路压力控制回路双作用增压缸增压回路基本回路压力控制回路可输出连续的高压。水射流切割的双向增压回路图中11为蓄能器，可防止压力波动，保持输出高压水流的稳定。14为供水泵。

基本回路压力控制回路小结压力控制回路——调压回路，减压回路，增压回路的作用、特点和应用。基本回路压力控制回路

第七章基本回路方向控制回路压力控制回路速度控制回路同步回路顺序回路压力控制回路作用:

利用压力控制元件来控制系统或系统某一部分的压力，以保证执行元件所需要的推力或扭矩及安全可靠地工作。

分类:

调压回路减压回路增压回路

保压回路

卸压回路

卸荷回路

平衡回路基本回路压力控制回路用蓄能器的保压回路保压回路作用：在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生微小位移的情况下，使系统压力基本保持不变。基本回路压力控制回路可实现循环保压。溢流阀的调定压力应大于压力继电器的调定压力。基本回路压力控制回路自动补油的保压回路可实现长期保压。作用：使液压缸在执行机构的工作行程完成后实现逐渐卸压，以防止换向阀快速切换，能量突然释放而产生剧烈的液压冲击和振动。卸压回路基本回路压力控制回路基本回路压力控制回路卸压回路之一、二、三节流阀卸压回路常用于小型液压机。卸压回路之四基本回路压力控制回路

卸荷回路作用：液压系统短时间停止工作，而泵未停止转动，让其输出的流量在很低的压力下直接流回油箱，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的使用寿命。一般功率大于3KW的系统必须设计卸荷回路。分类：保压卸荷：执行机构的速度很小或速度为零，但仍需一定压力，只是泵卸荷；非保压卸荷：执行机构不需要压力油，泵和系统同时卸荷；基本回路压力控制回路卸荷回路之一换向阀中位机能的卸荷回路基本回路压力控制回路思考:

哪些中位机能能实现卸荷?卸荷方法简单，只适用于单缸和小流量液系。否则产生液压冲击。

基本回路压力控制回路卸荷回路之二二位二通电磁阀的卸荷回路电磁阀的规格与油泵的流量应匹配。通常仅用于的场合。卸荷回路之三二位二通液动阀的卸荷回路基本回路压力控制回路可用于大流量系统的卸荷。电磁溢流阀的卸荷回路卸荷回路之四基本回路压力控制回路基本回路压力控制回路卸荷回路之五外控顺序阀的卸荷回路多用于机床液压系统的卸荷。平衡回路基本回路压力控制回路

1.在执行机构不工作时，不致因受负载作用而使执行机构自行下落；

2.防止执行机构下行时因自重而产生超速运行；作用：用顺序阀的平衡回路基本回路压力控制回路此回路因背压力较大，故功率损失大，而且顺序阀的滑阀配合面有泄漏，长时间停留，有缓慢下滑现象，只适用于运动部件质量不大的系统。采用平衡缸的平衡回路此回路适用于大功率、重型的液压机械。基本回路压力控制回路小结压力控制回路——保压回路，卸压回路、卸荷回路，平衡回路的作用、特点和应用。基本回路压力控制回路作业《流体传动与控制》教材——P220,7-1,7-2,7-3基本回路压力控制回路

第七章基本回路方向控制回路压力控制回路速度控制回路同步回路顺序回路速度控制回路

在液气压系统中，各执行元件的速度需求是通过各种调速回路

来实现的。

节流调速回路

容积调速回路

容积节流联合调速回路

快速运动回路（增速回路）

速度切换回路本节内容基本回路速度控制回路

节流调速回路

组成定量泵+流量控制阀+溢流阀+液压执行元件

工作原理通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）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，以调节其速度。

特点调节范围较大，能获得低速运动；

结构简单，成本低，使用维护方便；能量损耗大，效率低，温升高。基本回路速度控制回路

应用多用于功率不大的系统，如各类机床的进给传动装置。

分类在系统中的安装位置不同进油节流回油节流旁路节流供油压力不随负载的改变而改变定压式~供油压力随负载的改变而改变变压式~基本回路速度控制回路1.进油节流调速回路该回路中，溢流阀的状态应是怎样的？Pp如何确定？v如何确定？基本回路速度控制回路进油节流调速回路的基本特性：（1）速度—负载特性：A.活塞上力的平衡方程：B.活塞运动的流量方程：C.泵输出流量方程：D.节流阀小孔流量方程：E.节流阀前后压差：（忽略泄漏及摩擦）基本回路速度控制回路速度—负载特性曲线：1）当节流阀（AT）的面积一定时，随负载（F）的↑，速度（v）↓，且呈抛物线规律变化，即：F↑,v变化越剧烈。2）当负载（F）一定时，随节流阀（AT）的↑，速度（v）↑。基本回路速度控制回路速度刚度——把特性曲线上某一点切线斜率的倒数称为速度刚度。即：1.当AT一定时，2.当F一定时，即：当AT一定时，重载区域比轻载区域的速度刚度值小，性能差；即：当F一定时，节流口面积（AT）越大，其速度刚度（T）值越小，性能差；基本回路速度控制回路

速度刚度（T）反映了调速回路对负载变化的适应能力。T值越大（θ越大），说明该调速回路在静态下，v受F波动的影响越小，即该回路适应负载变化的能力越好。基本回路速度控制回路T?（2）功率特性：当不考虑液压泵、液压缸和管路的功率损失时：液压泵的输出功率：液压缸的有效功率：功率损失：溢流损失节流损失+基本回路速度控制回路（3）回路效率：当负载恒定时，p1，pp，qp均为定值，效率与流量q1成正比。◆进油节流调速回路适用于“低速轻载”场合！基本回路速度控制回路◆回油节流调速回路与进油节流调速有着完全一样的v—F特性及功率特性和回路效率，但两者也存在差异。

基本回路速度控制回路该回路中，溢流阀的状态应是怎样的？Pp如何确定？v如何确定？2.回油节流调速回路基本回路速度控制回路执行机构的运动平稳性：“回”优于“进”。油液发热对泄漏的影响：“回”优于“进”。整个系统的密封防漏性：“进”优于“回”。起动时的冲击现象：“进”优于“回”。承受负值负载的能力：“回”优于“进”。（如提升机械在重物放下的情况工作时属负值负载。）进油节流调速回路

与回油节流调速回路之比较基本回路速度控制回路3.旁路节流调速回路该回路中，溢流阀的状态应是怎样的？Pp如何确定？v如何确定？基本回路速度控制回路◆当

F一定时，AT越小，v越大，速度刚度T越大；◆当AT一定时，F越大，速度刚度T越大；◆旁路节流调速回路适用于“高速重载”场合！基本回路速度控制回路

容积调速回路

工作原理通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行机构运动速度的回路称为容积调速回路。

回路特点由于没有溢流和节流损失（与节流调速回路相比较），因此其功率损耗小，回路效率高，油液温升小。适用于“高速、大功率”的调速系统。基本回路速度控制回路

分类根据泵和液压马达的排量是否可变及组合方式的不同，分为：变量泵—定量液动机容积调速；定量泵—变量液压马达~；变量泵—变量液压马达~；基本回路速度控制回路1.变量泵—定量液动机容积调速回路定量液动机是指液压缸和定量液压马达。变量泵—缸（开式）推土机、升降机、插

床、拉床等大功率系

统常用。变量泵—定量马达（闭式）基本回路速度控制回路变量泵—定量液动机（马达）容积调速回路的调速特性：pP—泵的输出压力，定值，pp=pM；VP—变量泵排量，可变；nP—原动机转速，定值；VM—定量马达排量，定值；nM—定量马达转速；①改变VP，可使nM和PM成比例的变化；②马达的转矩TM（或活塞的输出力F）不因调速而发生变化。（其值由负载转矩或负载力决定）。因此，称其为“恒扭矩（恒推力）”调速回路。基本回路速度控制回路2.定量泵—变量马达容积调速回路基本回路速度控制回路其转速、转矩及功率的计算公式与变量泵—定量马达的都相同。VP—定量泵排量，定值；

nP—原动机转速，定值；pP—泵的输出压力，定值，pp=pM；VM—变量马达排量，可变；nM—变量马达转速；①改变VM，可使nM和TM成比例的变化；②在不考虑泄漏的情况下，当负载一定时，定量泵的输出功率不变。马达的输出功率也不变，与VM无关。因此，称其为“恒功率”调速回路。

基本回路速度控制回路3.变量泵—变量马达容积调速回路基本回路速度控制回路这种调速回路，实际上是前两种调速回路的组合。这样的调节顺序，可以满足大多数机械中低速时保持较大转矩，高速时输出较大功率的要求。VM=VMmaxVP=VPmax基本回路速度控制回路容积节流联合调速回路1.工作原理

用压力补偿变量泵供油，用流量阀流入或流出执行机构的流量来改变运动速度，并使泵的输出流量与执行机构所需流量相匹配。2.回路特点由于没有溢流，回路效率较高，低速性能及速度稳定性比单纯的容积调速回路好。基本回路速度控制回路快速运动回路又称为增速回路，其功用在于使液压执行元件获得所需的高速，缩短机械空行程运动时间，提高系统工作效率。在不增大泵的流量的前提下，可采取下列几种措施获得快速运动。

快速运动回路基本回路速度控制回路差动连接的增速回路快速运动回路之一基本回路速度控制回路

基本回路速度控制回路

用蓄能器的增速回路快速运动回路之二基本回路速度控制回路

双泵供油的增速回路快速运动回路之三基本回路速度控制回路

用增速缸的增速回路快速运动回路之四基本回路速度控制回路

思考:

可不可以用增大泵的流量的方法来获取高速呢？基本回路速度控制回路速度切换回路的作用是使执行机构在一个工作循环中实现从一种运动速度到另一种运动速度的切换。这个转换不仅包括快速与慢速的切换，也包括两个慢速之间的换接。实现这些功能的回路应具有较好的速度换接平稳性。

速度切换回路基本回路速度控制回路（一）

快进和工进速度的切换回路1.用机动换向阀实现的速度切换回路基本回路速度控制回路2.用单向行程节流阀实现的速度切换回路基本回路速度控制回路（二）

两种工作速度的切换回路1.单个调速阀的速度切换回路基本回路速度控制回路2.调速阀并联的速度切换回路基本回路速度控制回路3.调速阀串联的速度切换回路基本回路速度控制回路同步回路的作用是：保证系统中两个或多个执行元件（缸或马达）在运动中以相同的位移或速度（或固定的速比）运动。影响同步运动的