液压技术基础知识王新华

液压技术基础知识及其在叉车应用广州特种机电设备检测研究院日期：目录液压技术基础知识流体力学基础液压泵液压阀液压缸系统回路液压技术在叉车中的应用第一节液体静力学第二节液体动力学第三节管道中液流的特性第一章液压流体力学基础第四节孔口和缝隙液流习惯上把液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力，例如当ΔA面积上作用有法向力ΔF时，液体内某点处的压力即定义为第一节

液体静力学一、压力及其性质液体的压力有如下重要性质：静止液体内任意点处的压力在各个方向上都相等。二、重力作用下静止液体中的压力分布（一）静压力基本方程液体静压力分布有如下特征：静止液体内任一点的压力由两部分组成。静止液体内的压力随液体深度呈线性规律递增。同一液体中，离液面深度相等的各点压力相等。（二）静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义是：静止液体内任何一点具有压力能和位能两种能量形式，且其总和保持不变，即能量守恒。但是两种能量形式之间可以相互转换。

根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为绝对压力；以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。绝对压力与相对压力之间的关系如图3-3所示。三、压力的表示方法及单位在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体中所有各点。这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。帕斯卡原理是液压传动的一个基本原理。四、帕斯卡原理第二节

液体动力学一、基本概念（一）理想液体、恒定流动和一维流动（二）流线、流管和流束（三）通流截面、流量和平均流速（四）流动液体的压力设在流动的液体中取一控制体V（见图3-10），它内部液体的质量为m，单位时间内流入、流出的质量流量为qm1、qm2，根据质量守恒定律，qm1-qm2

应等于该时间内控制体V中液体质量的变化率dm/dt。由于qm1=ρ1q1、qm2=ρ2q2、m=ρV，因此二、连续方程这就是流体流过具有固定边界控制体时通用的连续方程。实验证明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速v有关，还和管径d、液体的运动粘度ν有关。而用来判别液流状态的是由这三个参数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数第三节管道中液流的特性一、流态与雷诺数（一）层流和湍流（二）雷诺数液体在圆管中的层流流动是液压传动中的最常见现象，在设计和使用液压系统时，就希望管道中的液流保持这种状态。图3-18所示为液体在等径水平圆管中作恒定层流时的情况。二、圆管层流湍流时流速变化情况如图3-19所示。三、圆管湍流对于充分的湍流流动，其流通截面上的流速分布图形如图3-20所示。（一）沿程压力损失四、压力损失(二)局部压力损失（三）波纹管中的压力损失（四）液压系统管路的总压力损失薄壁小孔是指小孔的长度和直径之比l/d＜0.5的孔，一般孔口边缘做成刃口形式，如图3-25所示。第四节孔口和缝隙液流一、薄壁小孔当孔的长度和直径之比0.5＜l/d≤4时，称为短孔，短孔加工比薄壁小孔容易，因此特别适合于作固定节流器使用。二、短孔和细长孔当孔的长度和直径之比l/d＞4时，称为细长孔。三、缝隙液流（一）平行平板缝隙图3-31所示为在两块平行平板所形成的缝隙间充满了液体，缝隙高度为h，缝隙宽度和长度为b和l，且一般恒有b＞＞h和l＞＞h。液压系统基本组成液压系统由动力元件，控制元件，执行元件和相关管路附件组成。动力元件：提供系统动力一般是电机带动液压泵组成。控制元件：相关的液压阀实现速度、压力、方向等控制功能执行元件：液压马达或者液压缸驱动相关的机械部件，实现其动作和功能。第一节

概述第二节柱塞泵

第二章液压泵第三节叶片泵第四节齿轮泵液压泵概述液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。液压泵的基本工作原理液压泵的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基本工作原理以单柱塞泵为例组成：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。V=Sπd2/4=eπd2/2液压泵正常工作的三个必备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；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，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：泵的进口处的压力。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q

t：泵在单位时间内理论上排出的油液体积，q

t=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=qt-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Pr：驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，Pr=Tω输出功率P：泵输出液压功率，

P=pq总效率ηp：ηp=P/P

r=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。液压泵的图形符号第二节柱塞泵

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工作原理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。定子与缸体存在偏心。配流轴传动轴

排量公式

V=（πd

2/2）ez

e——定子与缸体之间的偏心距

Z——柱塞数配流轴式径向柱塞泵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。缸体柱塞滑履组配流盘第三节叶片泵叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。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。双作用叶片泵结构组成定子其内环由两段大半径R圆弧、两段小半径r圆弧和四段过渡曲线组成转子铣有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、压油窗口传动轴双作用叶片泵工作原理工作原理

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。

排量公式

V=2πB（R2–

r2）-2zBS（R-r）/cosθ

θ为叶片倾角第四节齿轮泵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所形成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合，因此将螺杆泵放在齿轮泵一起介绍。外啮合齿轮泵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

（动画）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。外啮合齿轮泵的排量公式

V=2πz

m2B

z

—齿数，m

—齿轮模数，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。

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，组成共压油口和吸油口的两个分离的齿轮泵。外啮合齿轮泵的结构特点

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。端面泄漏占80％—85％。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。选择液压泵的原则是否要求变量径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。工作压力柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa，高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达21MPa。工作环境齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。效率轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。第一节

概述第二节方向控制阀

第三章液压阀

第三节压力控制阀第四节流量控制阀第一节概述一、液压阀的作用液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用流道的更换控制着油液的流动方向。按机能分类：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按结构分类：滑阀、座阀、射流管阀、喷嘴挡板阀按操纵方法分类：手动阀、机/液/气动阀、电动阀二、液压阀的分类动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。三、对液压阀的基本要求普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。第二节方向控制阀一、单向阀（一）普通单向阀（二）液控单向阀图6-9所示为普通型外泄式单向阀。液控单向阀在系统中主要用途有：对液压缸进行锁闭。作立式液压缸的支承阀。某些情况下起保压作用。（一）对换向阀的主要要求换向阀应满足：流体流经阀时的压力损失要小。互不相通的通口间的泄漏要小。换向要平稳、迅速且可靠。

二、换向阀（二）换向阀的结构形式换向阀按阀心形状分类，主要有滑阀式和转阀式两种。图6-11所示为滑阀式换向阀的工作原理。1.滑阀式换向阀的操纵方式手动换向阀图6-12所示为手动换向阀及其图形符号。机动换向阀图6-13所示为机动换向阀及其图形符号，它依靠挡铁或凸轮来压迫阀心移动，从而实现液流通、断或改变流向。电磁换向阀

图6-14和图6-15所示为电磁换向阀的结构及图形符号。电磁换向阀借助于电磁铁吸力推动阀心动作来改变液流流向。液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀心位置的换向阀。图6-16所示为三位四通液动换向阀及图形符号。电液换向阀图6-17所示为电液换向阀的结构原理及其图形符号。2.滑阀机能工作位置机能过渡位置机能3.电磁球阀电磁球阀是一种以电磁铁的推力为驱动力推动钢球来实现油路通断的电磁换向阀。4.主要性能工作可靠性压力损失内泄漏量换向和复位时间换向频率使用寿命图6-21所示为多路换向阀的基本油路形式。三、多路换向阀溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。对溢流阀的主要要求是：调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。第三节压力控制阀一、溢流阀（一）功用和要求直动式图6-23所示为直动式滑阀型溢流阀的工作原理。（二）工作原理和结构先导式图6-25所示为先导控制式溢流阀的工作原理。作溢流阀，溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦即系统压力恒定。作安全阀，系统超载时，溢流阀才打开，对系统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的。作背压阀，溢流阀（一般为直动式的）装在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。用先导式溢流阀对系统实现远程调压或使系统卸荷。（三）静态特性（四）应用二、减压阀（一）功用和要求（二）工作原理和结构（三）性能（四）应用三、顺序阀（一）功用（二）工作原理和结构（三）性能（四）应用图6-33所示为在工程机械领域得到广泛应用的一种平衡阀结构。四、平衡阀五、压力继电器压力继电器的主要性能包括：调压范围灵敏度和通断调节区间重复精度升压或降压动作时间

（一）工作原理第四节流量控制阀

一、普通节流阀（二）静态特性1.流量特性2.调节特性3.最小稳定流量和流量调节范围二、调速阀（一）工作原理（二）静态特性（三）应用旁通式调速阀亦称溢流节流阀，图6-38所示旁通式调速阀是由定差溢流阀与节流阀并联而成。三、旁通式调速阀第四章液压缸

液压缸与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。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。双杆活塞缸

双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，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。双杆活塞缸的速度推力特性v＝q/A＝4qηv/π（D2－d2）

缸在左右两个方向上输出的速度相等，ηv为缸的容积效率。F＝A（p1－

p2）ηm＝π（D2－d2）（p1－p2）ηm

/4

缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械效率。

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。

单杆活塞缸单杆活塞缸速度推力特性向右运动速度

v1＝qηv/A1＝4qηv/πD2向右运动推力F1＝（A1p1－A2p2）ηm

向左运动速度v2＝qηv/A2＝4qηv/π（D2－d2）

向左运动推力F2＝（A2p1－A1p2）ηm

往返速比λv＝v2/v1＝1/［1－（d/D）2］式中ηv为缸的容积效率，ηm为缸的机械效率

单杆活塞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。

单杆活塞缸差动连接的速度推力特性运动速度

v3＝（q

＋q‘）/A1＝（q

＋A2v3）/A1

整理得：v3＝q/（A1－A2）＝4q/πd2

如果要求差动缸向右运动速度v3＝非差动连接向左运动速度v2

则D=2

1/2

d

活塞推力

F3＝p1（A1－A2）ηm

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。柱塞缸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。柱塞缸的速度推力特性柱塞运动速度v＝qηv/A＝4qηv/πd2柱塞推力

F＝pAηm＝p（πd2/4）ηm

柱塞缸的特点

柱塞与缸筒无配合关系，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。伸缩液压缸当通入压力油时，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。

它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。齿条活塞缸齿条活塞缸的速度推力特性输出转矩

TM＝Δp（π/8）D2Diηm输出角速度ω＝8qηv/πD2Di式中Δp为缸左右两腔压力差，D为活塞直径，Di为齿轮分度圆直径。

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，用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。增压缸增压比为大活塞与小柱塞的面积比K＝D2/d2小柱塞缸输出的压力

pb＝paKηm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。

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。

增压缸动画增速缸增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。

增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动（活塞缸大腔必须补油）；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。

增速缸动画摆动式液压缸单叶片式摆动角度较大，可达300°输出转矩

T＝（R22－R12）Δpηmb/2

输出角速度ω＝2qηv/b（R22－R12）

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。

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。

摆动缸动画液压缸的典型结构液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式

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。

密封装置有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。

缓冲装置

排气装置第一节

概述第二节压力控制回路

第五章液压回路

第三节速度控制回路第四节方向控制阀回路第五节多执行器控制回路第一节概述液压基本回路任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。

基本回路按在液压系统中的功能可分：压力控制回路—

控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路—

控制和调节执行元件的速度；方向控制回路—

控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路—

控制几个执行元件间的工作循环。第二节压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。包括:调压回路卸载回路减压回路增压回路平衡回路保压回路泄压回路调压回路系统中有节流阀。当执行元件工作时溢流阀始终开启，使系统压力稳定在调定压力附近，溢流阀作定压阀用。

功用调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这一功能。单级调压回路

系统中无节流阀。当系统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时，溢流阀才开启，对系统起安全保护作用。

利用先导型溢流阀遥控口远程调压时，主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力。

多级调压回路由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。

无级调压回路通过电液比例溢流阀来实现。卸载回路功用在液压系统执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。卸载方式：压力卸载；流量卸载（仅适用于变量泵）

用换向阀中位机能的卸载回路泵可借助M型、H型或K型换向阀中位机能来实现降压卸载。

用先导型溢流阀的卸载回路采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。

限压式变量泵的卸载回路为零流量卸载，泵的压力升高到泵的压力调节螺钉调定的极限值时，泵的流量减小到只补充缸或阀的泄漏，回路实现保压卸载。

有蓄能器的卸载回路当回路压力到达卸载溢流阀调定压力时，泵通过该阀卸载，蓄能器保持系统压力。减压回路功用减小系统压力到需要的稳定值，以满足机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要求。注意要减压阀稳定工作，最低调整压力≮0.5MPa，最高调整压力至少比系统压力低0.5MPa。

单级减压回路在需要低压的支路上串联定值减压阀。单向阀用来防止缸5的压力受主油路的干扰。

二级减压回路在先导型减压阀遥控口接入远程调压阀和二位二通电磁阀。增压回路功用使系统的局部支路获得比系统压力高且流量不大的油液供应。实现压力放大的元件主要是增压器，其增压比为增压器大小活塞的面积比。注意：压力放大是在降低有效流量的前提下得到的。

双作用增压器的增压回路它能连续输出高压油，适用于增压行程要求较长的场合。

单作用增压器的增压回路适用于单向作用力大、行程小、作业时间短的场合。平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路顺序阀压力调定后，若工作负载变小，系统功率损失将增大。由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间停在任意位置。该回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。

功用使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自重超速失控。

采用液控单向阀的平衡回路

液控单向阀是锥面密封，故闭锁性能好。回路油路上串联单向节流阀用于保证活塞下行的平稳。

采用远控平衡阀的平衡回路它不但具有很好的密封性，能起到长时间的闭锁定位作用，还能自动适应不同负载对背压的要求。保压回路功用使系统在缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况保持稳定不变的压力。保压性能有两个指标：保压时间和压力稳定性。

采用液控单向阀的保压回路适用于保压时间短、对保压稳定性要求不高的场合。

液压泵自动补油的保压回路采用液控单向阀、电接触式压力表发讯使泵自动补油。

采用辅助泵的保压回路

当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器4发讯，主泵卸载，由辅助泵供油维持系统压力稳定。由于辅助泵只需补偿系统泄漏，可选小流量泵，功率损失小，压力稳定性取决于溢流阀7的稳压性能。采用蓄能器补油的保压回路

用蓄能器代替辅助泵亦可达到补偿系统泄漏的目的。泄压回路功用使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快引起剧烈的冲击和振动。

延缓换向阀切换时间的泄压回路换向阀处于中位时，主泵和辅助泵卸载，液压缸上腔压力油通过节流阀6和溢流阀7泄压，节流阀6在卸载时起缓冲作用。泄压时间由时间继电器控制。

用顺序阀控制的泄压回路回路采用带卸载小阀芯的液控单向阀4实现保压和泄压，泄压压力和回程压力均由顺序阀控制。第三节速度控制回路

调速回路速度控制回路速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。1、调速回路调节执行元件运动速度的回路。定量泵供油系统的节流调速回路变量泵（变量马达）的容积调速回路容积节流调速回路2、快速回路使执行元件快速运动的回路。3、速度换接回路变换执行元件运动速度的回路。调速回路液压缸的速度v=q/A液压马达的转速n=q/vm调节执行元件的工作速度，可以改变输入执行元件的流量或由执行元件输出的流量；或改变执行元件的几何参数。对于定量泵供油系统，可以用流量控制阀来调速——节流调速回路；按流量控制阀安放位置的不同分：

进油节流调速回路

回油节流调速回路

旁路节流调速回路对于变量泵（马达）系统，可以改变液压泵（马达）的排量来调速——容积调速回路；变量泵——定量马达闭式调速回路变量泵——变量马达闭式调速回路同时调节泵的排量和流量控制阀来调速——容积节流调速回路。限压式变量泵和调速阀的调速回路差压式变量泵和节流阀的调速回路定量泵节流调速回路回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。按流量控制阀安放位置的不同分：

进油节流调速回路将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。

回油节流调速回路将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。

旁路节流调速回路将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔，节流口压力流量方程中m＝1/2。进、回油节流调速回路qp=q1+Δqp1A1=Fq1=KATΔp1/2=KAT(pp-F/A1)1/2V=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1qp=q1+ΔqppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2V=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量连续性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程容积节流调速回路容积节流调速回路用压力补偿泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应的变化。这种回路无溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。限压式变量泵和调速阀、背压阀的调速回路

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。这种回路无溢流损失，但有节流损失，其大小与液压缸的工作压力有关。回路效率η＝p1q1/ppqp=p1/pp第四节方向控制回路通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路。常用的方向控制回路有换向回路锁紧回路制动回路。

换向回路采用换向阀的换向回路采用二位四通换向阀、三位四通换向阀都可以使双作用执行元件换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能。

对于单作用液压缸用二位三通阀可使其换向。

采用电磁换向阀和电液换向阀可以方便的实现自动往复运动，但对换向平稳性和换向精度要求较高的场合，显然不能满足要求。

采用机液换向阀的换向回路

对于频繁的连续的往复运动，且换向过程要求平稳，换向精度高，换向端点能停留的磨床工作台，常采用机动换向阀作先导阀，液动换向阀作主阀的换向回路。时间控制制动式可以通过调节J1、J2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。主要用于工作部件运动速度较大、换向频率高、换向精度要求不高的场合。

行程控制制动式工作台预先制动到大致相同的低速后才开始换向，换向精度高，冲出量较小，易用于工作部件运动速度不大但换向精度要求较高的场合。

采用双向变量泵的换向回路

在闭式回路中可用双向变量泵变更供油方向来实现执行元件换向。执行元件是单杆双作用液压缸，活塞向右运动时，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3通过单向阀4来补充；变更泵的供油方向，活塞向左运动，排油流量大于进油流量，泵1吸油侧多余的油液通过阀10、9排回油箱。溢流阀9和2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6是防止系统过载的安全阀。这种回路适用于压力较高、流量较大的场合。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。

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。

用液控单向阀的锁紧回路在缸的两侧油路上串接一液控单向阀（液压锁），活塞可在行程的任何位置上长期锁紧，锁紧精度只受缸的泄漏和油液压缩性的影响。为了保证锁紧迅速、准确，换向阀应采用H型或Y型中位机能。

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。制动回路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和负压能自动有效地被控制。

用溢流阀的液压缸制动回路

在缸两侧油路上设置有反应灵敏的小型直动型溢流阀4和5，换向阀切换时，活塞在溢流阀4和5调定压力之下实现制动。如活塞向右运动换向阀突然切换，缸右腔油液由于运动部件的惯性而突然升高，当压力超过阀4的调定压力，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7补油。

活塞向左运动，由溢流阀5和单向阀6起缓冲和补油作用。

缓冲溢流阀4和5的调定压力一般比系统溢流阀调定压力高5％～10％。

采用溢流阀的液压马达制动回路

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6限定，即出口压力超过阀6的调定压力时，阀6开启溢流，缓和管路中的液压冲击。泵在阀4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6的调定压力一般等于系统额定工作压力。溢流阀2为系统安全阀。

在马达的回油路上串联一溢流阀6。换向阀3得电时，马达由泵供油旋转，马达排油通过背压阀4回油箱，背压阀调定压力一般为0.3～0.7MPa。第五节多执行元件控制回路如果一个油源给多个执行元件供油，各执行元件因回路中压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制。我们可以通过压力、流量、行程控制来实现多执行元件预定动作的要求。顺序动作回路同步回路互不干扰回路多路换向阀控制回路顺序动作回路功用使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力控制和行程控制两种方式。

压力控制顺序动作回路利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。

用顺序阀控制的顺序动作回路图示液压系统的动作顺序为：缸1右进－缸2右进－缸2退回－缸1退回。