液压与液力传动课件

第一节液压传动的发展发展阶段启蒙期发展期成型期成熟期

液压传动和机械传动相比，具有许多优点，因此在机械工程中，液压传动被广泛采用。

液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的一种传动形式，它通过能量转换装置（液压泵），将原动机（电动机）的机械能转变为液体的压力能，然后通过封闭管道、控制元件等，由另一能量装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载和实现执行机构所需的直线或旋转运动。发展应用第一阶段：

液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。从18世纪产业革命开始，逐渐应用于各类行业中。第二阶段：

20世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。液压千斤顶二、对液压传动实例的分析及结论1、对液压传动工作过程的分析

液压传动以液体为工作介质

液压传动以液体的压力能传递动力

液压传动以液体的流量传递运动

液压传动过程中经过两次能量转换2、结论

液压传动是以液体为工作介质，以液体的压力传递动力的传动方式传动过程中必须经过两次能量转换

在液压传动系统中，系统的工作压力取决于负载；液压缸的运动速度取决于流量。传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化典型液压系统原理图形符号图

半结构图原理图应用

工程机械挖掘机、装载机、推土机建设机械混凝土泵、摊铺机、压路机机床工业磨床、拉床、压力机、自动机床、轻工机械包装机、硫化机、注塑机军事装置航天设备、航海设备、雷达设备矿山机械采掘机、液压支架、喷浆机

液压与气动技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。主要应用：流体的密度和重度液体的密度

液压油的密度为900kg/m3液体的重度液压油的重度为8800N/m3重度与密度的关系液体的可压缩性液体的弹性模量K液体产生单位体积相对压缩量所需的压力增量液压油弹性模量为K=(1.4~2.0)X109Pa等效（常用）弹性模量为K'=(1.4~2.0)X109Pa液体的粘性和粘度液体的粘性

液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力（内摩擦力）阻碍其相对运动的性质内摩擦力内摩擦应力液体的粘度

度量液体粘性大小的物理量动力粘度单位速度梯度上的内摩擦力;是表征液体粘性的内摩擦系数。PaS单位：/dyduτμ=运动粘度动力粘度与密度之比值，没有明确的物理意义,但是工程实际中常用的物理量。=ρμνcSt单位：m2/s,cSt6101=s2/m

对同一种介质，其运动粘度新旧牌号对比如下表所示：新N7N10N15N20N32N46N65N100N150旧5710152030406080

一般地，同一种介质比较大小时常用运动粘度,不是同一种介质比较大小时一般用动力粘度。相对粘度雷式粘度〞R——英国、欧洲赛式粘度SSU——美国

恩式粘度oE——俄国、德国、中国

单位：无量纲t2oE=200ml温度为T的被测液体,流经恩氏粘度计小孔（φ2.8mm）所用时间t1，与同体积20度的水通过小孔所用时间t2之比。t1.3.几点说明

三种粘度之间的关系

影响粘度的因素

调和油的粘度粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）粘度随压力升高而变大（粘压特性）温度、压力液压油的要求对液压油液的要求粘温特性好有良好的润滑性成分要纯净有良好的化学稳定性抗泡沫性和抗乳化性好材料相容性好无毒，价格便宜

液压油的类型和选用液压油的类型石油型液压油合成型液压油乳化型液压油液压油的选用合适的类型（油型）适当的粘度（油号）（参见教材中表2-2油的类型及指标）

液压系统的工作压力—压力高，要选择粘度较大的液压油液环境温度—温度高，选用粘度较大的液压油。运动速度—速度高，选用粘度较低的液压油。液压泵的类型—各类泵适用的粘度范围见教材中表2-3。环境因素运动性能设备种类压力的概念

静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。（ΔA→0）

若在液体的面积A上所受的作用力F为均匀分布时，静压力可表示为：

p=F/A

液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。液体静压力的特性：

液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。

液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。压力的分布（压力随深度线性增加；等深等压。）静压力基本方程式p=p0+ρgh

重力作用下静止液体压力分布特征：压力由两部分组成：液面压力p0，自重形成的压力ρgh；液体内的压力与液体深度成正比；离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；静止液体中任一质点的总能量p/ρg+h

保持不变，即能量守恒。压力的表示1）按测量方式表示

♣水柱高度（m)、水银柱高度（mm)

♣单位面积受力值（帕Pa、兆帕MPa、工程大气压at）2）按测量基准不同表示

p>p0

p表压=p相对=p绝对–p0

p<p0

p真空度=–

p相对=p0

–p绝对压力的传递

静止液体——密闭容器内压力等值传递。流动液体——压力传递时考虑压力损失。例已知：ρ=900kg/m2

F=1000N,A=1X10-3m2

求：在h=0.5m

处p=?解表面压力：

p0=F/A=1000/1x10-3=106N/m2

h处的压力：

p=p0+ρgh=106Pa帕斯卡原理帕斯卡原理

在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点。

这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载F1形成液体压力p=F1/A1

。为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力F2=pA2=

F1A2/A1。由此可得：液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。液体内的压力是由负载决定的。帕斯卡原理应用已知：D=100mm,d=20mm,

G=5000kg

求：

F=？

G=mg=5000kgx9.8m/s2

=49000N

由p1=p2

则F/(πd2/4)=G/（πD2/4)

F=(d2/D2)G

=(202/1002)49000=1960N液体的流态和流速1.理想液体、稳定流动理想液体：假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体。实际液体：有粘度、可压缩的液体

稳定流动：液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，称为定常流动或非时变流动。（实验）

非稳定流动：压力、速度、密度随时间变化的流动。实验2.流线、流束、流管、通流截面：

流线：液流中各质点的速度方向相切的曲线。

流束：许多流线组成的一束曲线。

流管：通过一条封闭曲线的密集流线束。

通流截面：垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。3.流速、流量流量：单位时间内流经某通流截面流体的体积，流量以q表示，单位为

m3/s

或

L/min。流速：流体质点单位时间内流过的距离，实际流体内各质点流速不等。平均流速：通过流体某截面流速的平均值。

1）实验2）流态

♣层流：分层、稳定、无横向流动。

♣湍流：不分层、不稳定、有横向流动。3）判定流态

♣雷诺数Re

♣临界雷诺数Rec

♣判定方法Re<Rec——层流

Re>Rec——湍流4、液体的流态物理意义Re无量纲非圆管截面液体在管内作恒定流动，任取1、2两个通流截面，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体流量相等，即：流体的连续方程依据：质量守恒定律结论：流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截面的面积成反比。ρ1v1

A1=ρ2v2

A2

不考虑液体的压缩性，则得q=vA=常量流体的伯努利方程1、理想液体微小流束伯努利方程

假设：理想液体作恒定流动

依据：能量守恒定律

推导：研究流束段ab在时间dt内流到a'b‘

♣外力对流束段ab所做的功W

♣流束段aa‘-bb’能量的变化ΔE

动能位能♣外力做功=能量变化W=ΔE

所以2、实际液体伯努利方程

实际液体：有粘性、可压缩、非稳定流动。速度修正:α动能修正系数平均流速代替实际流速，考虑能量损失hw

ghghpghupwu+++=++222221112221

rarm2v2动量方程依据：动量定理m1v1Ftβ1β2-动量修正系数，湍流=1，层流=4/3

用来计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总作用力。推导：流态，雷诺数雷诺实验装置实验装置

通过实验发现液体在管道中流动时存在两种流动状态：层流——粘性力起主导作用湍流——惯性力起主导作用液体的流动状态用雷诺数判断。如果液流的雷诺数相同，它的流动状态也相同。一般以液体由紊流转变为层流的雷诺数作为判断液体流态的依据，称为临界雷诺数，记为Rec。当Re＜Rec为层流；当Re＞Rec为湍流。常见液流管道的临界雷诺数见教材中表格2-4。1.管道中液体速度分布规律由牛顿内摩擦定律由液柱受力平衡沿程压力损失

液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失。因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别。.2.管中液体的平均流速3.沿程压力损失

4.沿程压力损失系数λ对于层流理论值λ=64/Re；金属管λ=75/Re;

橡胶管λ=80/Re对于湍流光滑管λ=0.3164Re-0.25

粗糙管局Re和Δ/d从手册上查取液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。

Δpξ=ξρv2/2ξ为局部阻力系数，其数值可查有关手册。液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定压力下的压力损失Δpn来换算：

Δpv=Δpn（q/qn

）2局部压力损失

流量系数CqCv称为速度系数；Cc称为截面收缩系数。流量系数Cq的大小一般由实验确定，在液流完全收缩(d1/d≥7)的情况下，当Re>105时，可以认为是不变的常数，计算时按Cq=0.60~0.62选取；不完全收缩(d1/d≥7)，Cq=0.7~0.8。

薄壁小孔因沿程阻力损失小，流量对油温变化不敏感，因此多被用作调节流量的节流器。

2.细长孔

(l/d>4）

液流经过细长孔的流量和孔前后压差成正比，和液体粘度成反比，流量受液体温度影响较大。4.小孔流量通用公式

细长孔薄壁孔短孔3.短孔（0.5<l/d≤4)Cq应按曲线查得，雷诺数较大时，Cq基本稳定在0.8

左右。短管常用作固定节流器r25.0CqKm==流体流过缝隙流量1.平行扳缝隙流量第六节、液压冲击与空穴现象一、液压冲击

1、含义：由于某种原因致使压力突然增高的现象。

pmax=p+Δp

2、原因：管道阀门关闭Δp=ρcv

运动部件制动

c=900~1400m/s

3、后果：产生噪声，影响元件和系统寿命。

4、措施：延长流体换向时间；缩短管长，加大管径

限制管道液体流速；设置缓冲元件。二、空穴现象

原因：因为系统内某点的压力突然降低，致使液体中析出气泡的现象。

后果：气泡压破产生噪声，元件表面产生点蚀。

措施：避免压力突降。减小压力降，降低吸油高度h，加大管径d，限制液体流速v，防止空气进入。第一节概述液压泵工作原理液压泵主要性能参数液压泵的分类和选用液压泵的图形符号液压泵的工作条件液压泵基本工作原理

组成：偏心轮、柱塞、弹簧、缸体、两个单向阀。柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。柱塞直径为d，偏心轮偏心距为e。偏心轮旋转一转，柱塞上下往复运动一次，向下运动吸油，向上运动排油。泵每转一转排出的油液体积称为排量，排量只与泵的结构参数有关。以单柱塞泵为例单柱塞泵工作原理液压泵的三个工作条件必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大——吸油，由大变小——压油；要有相应的配油机构；注：密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的。液压泵的主要性能参数液压泵的压力工作压力

p

：泵工作时的出口压力，其大小取决于负载。额定压力ps

：正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力。吸入压力：泵进口处的压力。液压泵的排量、流量和容积效率排量V：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积，又称为理论排量或几何排量。常用单位为cm3/r。排量的大小仅与泵的几何尺寸有关。平均理论流量qt：泵在单位时间内理论上排出的油液体积，qt=nv

，单位为m3/s或

L/min

。实际流量q

：泵在单位时间内实际排出的油液体积。在泵的出口压力≠0时，因存在泄漏流量Δq，因此q=q

t–Δq

。瞬时理论流量

qsh：任一瞬时理论输出的流量，一般泵的瞬时理论流量是脉动的，即qsh≠q

t。额定流量q

s

：泵在额定压力，额定转速下允许连续运转的流量。容积效率ηv：ηv=q/q

t=（q

t–Δq）/q

t=1–Δq/qt=1-kp/nV

式中

k

为泄漏系数泵的功率和效率输入功率Pt：驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，Pt=Tω输出功率P：泵输出液压功率，

P=pq总效率ηp

：ηp=P/Pt=pq/Tω=ηvηm

式中ηm为机械效率。泵的转速：额定转速n

s：额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。最高转速n

max：额定压力下允许短时间运行的最高转速。最低转速n

min：正常运转允许的最低转速。转速范围：最低转速和最高转速之间的转速。液压泵的分类和选用按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵按排量能否变量分定量泵和变量泵单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵选用原则：是否要求变量要求变量选用变量泵工作压力柱塞泵的额定压力最高工作环境齿轮泵的抗污能力最好噪声指标双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵效率轴向柱塞泵的总效率最高液压泵的图形符号液压泵的功率和效率推导：不考虑损失时，第二节齿轮泵

外啮合齿轮泵的工作原理

外啮合齿轮泵的流量

外啮合齿轮泵的三个问题

其他类型的齿轮泵

齿轮泵的结构

齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的。根据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。因螺杆的螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动而形成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合，因此将螺杆泵与齿轮泵放在一起介绍外啮合齿轮泵的工作原理

结构组成一对几何参数完全相同的齿轮、齿宽为B、齿数为z泵体、前后盖板、长短轴工作原理两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。齿轮泵结构外啮合齿轮泵1—后盖2—轴承3—泵体4—主动齿轮5—前盖6—泵轴7—键8—从动齿轮外啮合齿轮泵的流量流量计算式中：z

—

齿数，m—

齿数，b—

齿宽齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增大模数，减小齿数。齿轮泵的齿轮多为修正齿轮。

流量脉动

瞬态流量正比于容积变化率流量脉动率

齿轮泵的瞬时理论流量是脉动的，这是齿轮泵产生噪声的主要根源。为减少脉动，可同轴安装两套齿轮，每套齿轮之间错开半个齿距，组成供压油口和吸油口的两个分离的齿轮泵。齿轮泵的三个问题困油现象与卸荷措施困油现象产生原因：

齿轮重迭系数ε＞1，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。困油现象的危害：闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。卸荷措施：在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开设卸荷槽的原则：两槽间距α为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。泄漏与间隙补偿措施：

齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏q泄=75%~80%；径向间隙泄漏q泄=15%~20%；啮合线泄漏q泄=5%。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。液压径向力及平衡措施

产生原因：齿槽内的油液由油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力F=KpB

De,式中K为系数，主动齿轮K=0.75；从动齿轮K=0.85。

危害：轴承载荷增加；轴受径向力而变形。平衡措施：开压力平衡槽即：通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液压径向力平衡的作用力，但是，它是以增加径向泄漏为代价的。

减小压油孔（常用方式）增大径向间隙加径向浮动块这也是以增加径向泄漏为代价的增加轴承承载能力其他类型齿轮泵高压齿轮泵

提高压力措施：减小轴向泄漏提高轴承强度减小径向泄漏

方法：浮动轴套式浮动侧板式挠性侧板式内啮合齿轮泵原理:一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。特点:无困油现象;流量脉动小，噪声低;采取间隙补偿措施后，泵的额定压力可达30MPa。摆线泵

原理：结构：螺杆泵：

依螺杆数分类：单螺杆、双螺杆、三螺杆、四螺杆、五螺杆结构：工作原理1—后盖2—壳体3—主动螺杆4—从动螺杆5—前盖螺杆泵工作原理与特点原理：相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积，每个密闭容积为一级。当传动轴带动主螺杆顺时针旋转时，左端密闭容积逐渐形成，容积增大为吸油腔；右端密闭容积逐渐消失，容积减小为压油腔。特点：流量均匀，噪声低；自吸性能好。第三节叶片泵双作用叶片泵单作用叶片泵变量叶片泵

叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名;单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。双作用叶片泵只能作定量叶片泵，单作用叶片泵可用作变量泵。结构组成：定子:

其内环由两段大半径圆弧，两段小半径圆弧，和四段过渡曲线组成转子:转子内有Z个叶片槽，且与定子同心，宽度为B叶片:

在叶片槽内能自由滑动左、右配流盘:

开有对称布置的吸、压油窗口传动轴：带有花键槽，由轴承支撑双作用叶片泵工作原理:

由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴于定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。双作用叶片泵的流量计算：注：式中θ为叶片的倾角双作用叶片泵的结构特点：定子曲线：由八段弧线组成，两段半径为r的圆弧，两段长半径为R的圆弧，四段夹角为α的过渡曲线：等加（减）速曲线阿基米德螺旋线叶片倾角：为保证叶片所受合力与运动方向一致，减少叶片受弯的力，叶片前倾θ角径向力：转轴所受径向力平衡，无径向不平衡力根部通油：为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油叶片数：合理设计叶片数（Z≥8，偶数），可使理论流量均匀，噪声低定量泵：双作用叶片泵转子转一转，吸、压油各两次，为定量泵叶片伸出主要靠离心力和压力油作用高压叶片泵特点：叶片槽根部全部通压力油会带来以下负作用：定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损，减少了泵的理论排量，可能引起瞬时理论流量脉动。这样，影响了泵的寿命和额定压力的提高。

提高双作用叶片泵额定压力的措施：采用浮动配流盘实现端面间隙补偿；减小通吸油区叶片根部的油液压力以减小吸油区叶片根部的有效作用面积，如：采用阶梯式叶片、子母叶片、弹簧叶片、双叶片等。单作用叶片泵结构组成：定子：内环为圆转子：与定子存在偏心e，转子内有Z个叶片槽叶片：在转子叶片槽内自由滑动，宽度为B左、右配流盘：铣有吸、压油窗口传动轴

工作原理：由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分。传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子与转子之间有偏心，故有一部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，一部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。单作用叶片泵的特点：定子曲线：单作用叶片泵定子内表面为圆面;叶片倾角：为保证叶片所受合力与运动方向一致，减少叶片受弯的力，叶片前倾θ角;径向力：转轴所受径向力不平衡，有径向不平衡力;根部通油：叶片槽根部分别接通吸、压油腔，叶片厚度对排量无影响;叶片数：因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小流量的脉动;变量泵：可以通过改变定子的偏心距

e来调节泵的排量和流量;叶片伸出：主要靠离心力作用。变量叶片泵分类：单作用叶片泵的流量计算注：在推导中没用考虑叶片厚度s对泵流量的影响变量叶片泵（限压式）结构特点：

定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边作用着调压弹簧力。当F<Fs时，定子处于右极限位置，e=emax；若泵的压力随负载增大，导致F>Fs，定子将向偏心减小的方向移动。限压式变量叶片泵工作原理： 当PAx<Fs时e=emaxq=qmax……定量泵 当PAx＞Fs时e=emax–xq=qmax–pf(x)……变量泵→Fs←PAX特性曲线当P<Pc时

q=f(emax)p

—q不变AB段当P>Pc时q=f(e)p

—q减小BC段当P>Pc时

q=0调节定子右边的螺钉，改变emax

AB线上下平移调节压力调节螺钉的预压缩量x0

BC线左右平移更换弹簧BC线斜率变化→←PAXFXABCPqPC泵实际输出流量关系式：

kq——泵的流量常数，k1——泵的泄漏常数

当pAx<Fs时，定子处于极右端

当pAx>Fs时，定子左移，泵的流量减小，流量为：第四节柱塞泵

柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于或等于“3”。径向柱塞泵

配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵轴向柱塞泵

斜盘式轴向柱塞泵

斜轴式无铰轴向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵的结构配流轴式径向柱塞泵的工作原理配流轴式径向柱塞泵的流量计算配流轴式径向柱塞泵的结构特点配流轴式径向柱塞泵的结构返回配流轴式径向柱塞泵的工作原理缸体均布有七个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔柱塞其头部滑履与定子内圆接触定子与缸体间存在偏心配流轴不转动分为吸油和压油两个部分传动轴带动缸体转动返回配流轴式径向柱塞泵的流量计算e——定子与缸体之间的偏心距

Z——柱塞数空间：

柱塞缸体内变化：柱塞外伸—吸油柱塞内缩—压油配油：配油轴配油返回配流轴式径向柱塞泵的结构特点配流轴配流。因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。返回斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵结构斜盘式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵流量计算斜盘式轴向柱塞泵的结构特点斜盘式轴向柱塞泵的结构返回缸体柱塞滑履组配流盘返回斜盘式轴向柱塞泵的工作原理缸体均布Z个柱塞孔，分布圆直径为D柱塞滑履组柱塞直径为d斜盘相对传动轴倾角为α配流盘传动轴返回

空间：柱塞缸体内变化：柱塞外伸—吸油柱塞内缩—压油配油：端面配油斜盘式轴向柱塞泵的流量计算改变斜盘倾角可以改变泵的排量返回单个柱塞的瞬时流量：

s=a’b’=Oa’–Ob’=D/2tanγ–D/2cos(ωt)tanγ

=D/2(1-cocωt)tanγ对时间求导得：

u=ds/dt=D/2ωtanγsin(ωt)

故单个柱塞的瞬时流量为：

流量脉动率为（参考教材中表3-2）

返回斜盘式轴向柱塞泵的结构特点三对摩擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。泵体上有泄漏油口。传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力突变引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽或减振孔。返回斜轴式无铰轴向柱塞泵工作原理与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不在一条直线上，它们之间存在一个摆角β，柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复运动。特点柱塞受力状态较斜盘式好，不仅可增大摆角来增大流量，且耐冲击、寿命长。第五节液压泵的选用各类液压泵的特点：齿轮泵外啮：对油不敏感，结构简单，造价低，脉动大，噪声大内啮：对油不敏感，结构简单，造价高，脉动小，噪声小叶片泵双作用：对油敏感，结构紧凑，不可变量，不受径向不平衡力，噪声小单作用：可变量，压力低，受径向不平衡力，噪声大柱塞泵：压力高，可变量，对油敏感，噪声大各类液压泵性能比较及应用：各类液压泵性能比较及应用（续）：第六节液压马达液压马达概述液压马达分类液压马达职能符号液压马达主要参数液压马达概述液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。液压马达与液压泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。液压马达的分类

ns＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达。

ns＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）。齿轮马达叶片马达柱塞马达按结构分为按转速分为齿轮马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。应用由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。叶片马达工作原理结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。应用

转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、力学性能要求不严格的场合。柱塞马达轴向柱塞马达径向柱塞马达

单作用连杆型径向柱塞马达（低速、大转矩马达）

多作用内曲线径向柱塞马达（低速、大转矩马达）轴向柱塞马达工作原理结构特点轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的配流盘为对称结构应用

作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。

单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达结构组成工作原理呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。曲轴为输出轴。配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。排量公式

v=πd2ez/2d

为柱塞直径；e

为曲轴偏心距；z

为柱塞数。应用

结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3r/min。多作用内曲线径向柱塞马达——低速大转矩马达

结构组成工作原理

壳体内环由x个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段；缸体径向均布有z个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动；柱塞、滚轮组成柱塞组件，

a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；配流轴圆周均布2x个配流窗口，其中x个窗口对应于a段，通高压油，x个窗口对应于b段，通回油（x≠z)；输出轴，缸体与输出轴连成一体。排量公式

v=（πd2/4）sxyz

式中：s为柱塞行程；x为作用次数；y为柱塞排数；z为每排柱塞数。应用

转矩脉动小，径向力平衡，启动转矩大，能在低速下稳定运转，普遍应用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。液压马达与液压泵的职能符号a–单向定量泵b–单向变量泵c

–单向定量马达d–单向变量马达

e–双向定量泵

f–双向变量泵

g–双向定量马达h–双向变量马达液压马达的主要参数工作压力与额定压力工作压力p

大小取决于马达负载，马达进出口压力的差值称为马达的压差Δp；额定压力ps

能使马达连续正常运转的最高压力。流量与容积效率输入马达的实际流量qM＝qMt＋Δq

式中qMt为理论流量，马达在没有泄漏时，达到转速所需进口流量。容积效率ηMv＝qMt

/qM＝1－Δq/qM第一节液压缸的工作原理、

类型和特点液压缸的工作原理

缸筒固定：一腔连续地输入压力油。当油的压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞以速度连续向另一腔运动，活塞杆对外界做功。反之亦然。

活塞杆固定：一腔连续地输入压力油时，则缸筒向另一方向运动。反之亦然。液压缸的组成液压缸组成：活塞、缸体、活塞杆、端盖、密封液压缸的分类按结构形式分：活塞缸又分单杆活塞缸、双杆活塞缸柱塞缸又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵摆动缸又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸按作用方式分：单作用液压缸一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；双作用液压缸两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；复合式缸活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。第二节液压缸基本参数的计算

双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出。双活塞杆缸注：本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以缸筒固定，活塞杆运动参数计算

双活塞杆缸根据安装方式不同又分为活塞杆固定式和缸筒固定式两种。

当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍。单活塞杆缸单活塞杆缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍，即。无杆腔进油有杆腔进油参数计算两种工作状态比较：差动连接缸单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。参数计算柱塞缸

柱塞与缸筒间无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。

柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。单向运动时双向运动时参数计算摆动缸

当通入液压油，它的主轴能输出小于360°的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。参数计算单叶片式摆动角度较大，可达300°

双叶片式摆动角度一般小于150°。但在相同条件下，输出转矩是单叶片摆动缸的两倍，输出角速度是单叶片缸的一半。结构组合式液压缸

是由两个缸组成的串连液压缸。两个缸分别有自己的进油口、出油口，缸筒固定在同一个活塞杆上。两个缸的进油口相连，出油口也相连。串连液压缸的输出力是两个缸输出力的总和。串联缸参数计算增压缸

增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转换装置，只是一个增压器件。

增压比为大活塞与小柱塞的面积比K＝D2/d

2

；增压能力是在降低有效流量的基础上得到的；增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压油路的场合。参数计算伸缩缸

由两个或多个活塞式缸套装而成。前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。除双作用伸缩液压缸外，还有单作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。参数计算当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。齿轮齿条缸

齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用于机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。第三节液压缸的典型结构结构举例

缸体组件包括缸筒、缸盖、缸底等零件活塞组件包括活塞与活塞杆等零件密封装置活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封缓冲装置排气装置活塞与活塞杆连接液压缸共性结构缸体与缸盖连接常见连接方式有法兰连接式、半环连接式、螺纹连接式、拉杆连接式、焊接式连接等常见的有一体式、锥销式连接外、还有螺纹式连接和半环式连接等多种型式液压缸缓冲间隙缓冲可调缓冲卸载缓冲排气阀排气、排气塞排气、进出油口排气液压缸排气第四节液压缸的计算液压缸主要尺寸确定主要尺寸：缸直径D、活塞杆直径d、缸长度L选择杆径d计算负载F选择工作压力p杆径d有速比φ要求时—按φ和D确定无速比φ要求时—由教材中表4-5选取，但φ≤1.61油缸长度LL≥活塞有效行程l+活塞长度+活塞杆轴向长度+活塞杆密封长度+调整长度+其他长度计算缸直径D

无杆腔工作时：有杆腔工作时：第一节概述液压阀的基本结构与原理液压阀的分类

按用途分类

按结构分类

按控制方式分类

按连接方法分类液压阀的性能参数对液压阀的基本要求液压阀的基本结构与原理

液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。液压阀基本结构：包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与阀口前后压力差Δp和阀口面积A

有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。液压阀的分类

根据用途不同分类方向控制阀用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。压力控制阀用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。根据结构形式分类滑阀滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。阀口的压力流量方程

q＝CdπDx(2Δp/ρ）1/2锥阀锥阀阀芯半锥角一般为12°～20°，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。阀口的压力流量方程

q＝Cdπd

xsinα(2Δp/ρ）1/2球阀性能与锥阀相同，阀口的压力流量方程

q

＝Cdπd

h0

（x/R）(2Δp/ρ）1/2根据控制方式不同分类定值或开关控制阀被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。比例控制阀被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。伺服控制阀被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。数字控制阀用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要D/A转换器。根据安装连接形式不同分类管式连接阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接，安装方便。板式连接阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。插装式将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。叠加式是板式连接阀的一种发展形式。

液压阀的性能参数公称通径

代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。额定压力

阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。对液压阀的基本要求动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。第二节方向控制阀

方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。单向阀

按其它方式分类，如：按阀芯结构分为球芯、柱芯、锥芯；按液流方向与阀芯移动方向分为直角式、直通式。

单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀

普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。工作原理：左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。正向导通反向截止结构参数公称压力：公称流量开启压力：正向开启压力只需0.03～0.05

MPa，反向截止时为线密封，且密封力随压力增高而增大，密封性能良好。开启后进出口压力差（压力损失）为0.2～0.3

MPa。

普通单向阀的应用常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为0.3～0.5MPa。液控单向阀

液控单向阀又称为单向闭锁阀，其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。

普通液控单向阀

当控制油口不通压力油时，油液只能从p1→p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。

Pk=0正向导通，反向截止；Pk≠0正反向导通。

带卸荷功能的液控单向阀单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压，再顶开单向阀阀芯，其控制压力仅为工作压力的4.5％，没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40％～50％。结构原理结构双向液压锁

液控单向阀的应用用于保压回路

用于锁紧回路

需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。

换向阀的分类按阀芯运动的方式：滑阀式和转阀式；按操纵方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动；按阀芯在阀体内占据的工作位置：二位、三位、多位等；按阀芯上主油路数量：通、三通、四通、五通、多通等；按安装方式：管式、板式、法兰式；按阀芯定位方式：钢球定位式、弹簧复位式。

换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀滑阀式换向阀

阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。

阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。工作原理及职能符号结论：利用阀芯与阀体的相对滑动换向转阀式换向阀工作原理及职能符号结论：利用阀芯与阀体的相对转动换向

换向阀的职能符号表示方法方框表示“位”，方框数表示位数；“↑”表示连通，“

T”表示堵塞；在一方框内“↑”的首尾及“

T”与方框交点数表示通数；每一方框表达的内容，为该阀芯在此位工作时的连通方式。PTBA位、通及职能符号对照表

换向阀的机能

换向阀的机能表示阀芯在某位置时阀主油路的连通方式，对于三位阀有中位机能、左位机能和右位机能。续上页

滑阀的液压卡紧现象液压卡紧

当阀芯存在形状和位置误差时，由于阀芯轴向压力分布不均而形成径向不平衡力，使阀芯卡紧在阀体上。消除措施：在阀芯上开径向平衡槽换向阀常见形式电磁换向阀：以电磁铁为动力实现换向的阀，阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。湿式电磁铁干式电磁铁直流电磁铁：工作可靠、换向平稳、寿命长交流电磁铁：电路简单、吸合力大、噪声大、可靠性差返回二位三通电磁换向阀结构及职能符号

电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置（右位），油口P与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口P与B通，A不通。

两位电磁阀有弹簧复位式（一个电磁铁）和钢球定位式（两个电磁铁）。如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。三位三通电磁换向阀

机动（手动）换向阀：以外加运动件的机动力推动阀芯移动换向。手动换向阀又分为手动和脚踏两种；机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。阀芯的定位方式分为弹簧钢球定位和弹簧自动复位。 原理及职能符号：电液换向阀液动换向阀：以液压力推动阀芯移动实现换向。三位四通阀职能符号

电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。工作原理结构及职能符号电液换向阀工作原理要点为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。控制油可以取自主油路的P口（内控），也可以另设独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最低控制压力（0.3～0.5MPa)；采用外控时，独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15％，以保证换向时间要求。

电磁阀的回油可以单独引出（外排），也可以在阀体内与主阀回油口沟通，一起排回油箱（内排）。液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。多路换向阀

集成化手动复合式换向阀，集换向、节流、安全于一身整体式组合式结构形式：连接方式：（分为：并联、串联、混联）并联串联混联应用

叉车用ZFS型多路换向阀第三节压力控制阀溢流阀减压阀顺序阀压力继电器

压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力，该弹簧是压力控制阀的重要调节零件，称为调压弹簧。

溢流阀按结构形式分直动型溢流阀先导型溢流阀直动式溢流阀工作原理原始状态，阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，进出油口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴向孔作用在阀芯底端面，当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压力流量方程。阀芯受力：PA与Fs

直动式溢流阀直动式溢流阀结构

直动型溢流阀由阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。阀体上进油口旁接在泵的出口，出口接油箱。分为：低压溢流阀（P型）、高压溢流阀两者比较：高压阀总效率高、通流能力大、调压范围大、稳定性高低压溢流阀高压溢流阀直动型溢流阀特点对应调压弹簧一定的预压缩量xo，阀的进口压力p

基本为一定值。由于阀开口大小x

和稳态液动力Fs的影响，阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流量时的阀的进口压力ps

最大，ps称为阀的调定压力。弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难以实现。

先导式溢流阀结构

由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。图形符号

一级同心式二级同心式三级同心式按主阀芯与阀体的配合可分：

一级同心式二级同心式三级同心式先导式溢流阀原理：（三级同心式）动画演示先导式溢流阀的原理演示遥控口K的作用：控制P1变化使进口压力P2受到控制讨论：当h孔堵塞或e孔堵塞后会产生什么后果

先导型溢流阀特点先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1％，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小φ=0.8~1.2mm，孔长l=

8~12mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。

压力~流量特性：阀在工作状态，溢流量q变化时进口压力变化情况。启闭特性：阀在开启闭合过程中，压力~流量间关系。溢流阀的性能压力调节范围：在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。卸荷压力：当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接回油箱流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。

静态特性压力超调：最大峰值压力与调定压力直之间差值过渡时间：压力上升达到稳定调定值所需时间压力稳定性：压力在调定值之间变化动态特性：进口压力突变时，压力与时间之间的关系。溢流阀的应用

溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。

电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。

溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为调压阀。

溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳性，称为背压阀先导式减压阀原理

减压阀减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。传统型先导式减压阀新先型导式减压阀定值减压阀结构

减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。职能符号

与先导型溢流阀比较：减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀的特点减压回路减压阀的应用

减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。稳压回路直动式顺序阀先导式顺序阀

顺序阀顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。顺序阀的四种结构形式及符号内控内泄内控外泄

外控内泄外控外泄

通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。顺序阀的应用

内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。

内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如右图示阀3作背压阀。

外控内泄顺序阀等同于二位二通阀，可作卸载阀，如双泵供油回路中阀3是泵1的卸载阀。

外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。

压力继电器压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2和电气微动开关3。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。工作原理：当压力达到调定值时，发电信号使电路接通调节方式：螺钉2调整发信压力返回区间：发信压力与断信压力之差压力继电器的应用

如图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。第四节流量控制阀

流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。节流阀调速阀流量控制原理流经薄壁小孔的流量q=cdA(2Δp/ρ)1/2

流经细长孔的流量q=(πd4/128μl)Δp综合两式得通用节流方程q=KAΔpm节流元件的节流口结构针阀式、轴向（周向）三角槽式、周向（轴向）缝隙式。工业上又将节流口的过流面积A的倒数称为液阻，将过流面积可调的节流口称为可变液阻。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。当结构形式接近薄壁孔时性能最好节流阀结构原理

节流阀主要由阀芯、阀体和螺母组成。阀体上开有进油口和出油口；阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。

q=KAΔpm

它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp

和开口面积A

之间的关系。

外负载波动引起阀前后压力差Δp

变化，即使阀的开口面积A

不变，也会导致流经阀的流量q

不稳定。