液压基本回路设计课件

第六章第六章 液压基本回路液压基本回路机电工程学院机电工程学院Chapter hydraulic basic circuit 第六章 液压基本回路机电工程学院Chapter hyd综述 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。根据完成的功能分类：根据完成的功能分类：根据完成的功能分类：根据完成的功能分类：压力控制回路控制整个系统或局部油路的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相互间的工作循环 综述 任何液压系统都是由一些基本回路组成。所第一节 压力控制回路 这种类型的回路是利用压力控制阀来实现这种类型的回路是利用压力控制阀来实现液压系统的调压、卸载、减压、保压、增压、液压系统的调压、卸载、减压、保压、增压、顺序动作等液压回路。顺序动作等液压回路。第一节 压力控制回路 这种类型的回路是利用限压回路在系统中，泵的出口压力随负载而变在系统中，泵的出口压力随负载而变化，为限制系统的最高压力，以保证化，为限制系统的最高压力，以保证系统和设备不出事故，必须在泵的出系统和设备不出事故，必须在泵的出口处并联一个溢流阀（安全阀）。口处并联一个溢流阀（安全阀）。如左图，溢流阀作安全阀工作，阀的如左图，溢流阀作安全阀工作，阀的阀口是常闭状态，只有在系统压力达阀口是常闭状态，只有在系统压力达到其调定压力时才打开。使系统压力到其调定压力时才打开。使系统压力不超过允许压力值，起限压作用。不超过允许压力值，起限压作用。泵的出口压力由负载决定，但最大压泵的出口压力由负载决定，但最大压力受安全阀的限制力受安全阀的限制。限压回路在系统中，泵的出口压力随负载而变化，为限制系统的最高溢流回路 溢流回路可使系统始终保持溢流阀的调定压力，泵的出口压力取决于阀的泵的出口压力取决于阀的调定压力调定压力。阀口是常开状阀口是常开状态态，这时的溢流阀还兼有安全阀的作用。溢流回路 溢流回路可使系统始终保持溢流阀的调压回路 上述限压回路也属调压回路（单级调压回路）。其目的是调定或限制液压泵的最高压力。利用本回路可实现多级压力的调节、控制和切换。分类：单级调压回路多级调压回路无级调压回路调压回路 上述限压回路也属调压回路（单级调压多级调压回路多级调压回路无级调压回路无级调压回路多级调压回路举例 本例是二级调压本例是二级调压回路，液压缸向左、回路，液压缸向左、向右运动时，最高压向右运动时，最高压力是不等的。力是不等的。多级调压回路举例 本例是二级调压回路，液压缸多级调压回路举例（1）4左行时等效油路左行时等效油路（2）4右行时等效油路（右行时等效油路（2的的两端压力始终相等，所以两端压力始终相等，所以2停止）停止）多级调压回路举例（1）4左行时等效油路（2）4右行时等效油路减压回路 在多个支路的液压系统中，常常不同的支路需要有不同的、稳定的、可以单独调节的较主油路低的压力。主要用于系统中的控制油路油主要用于系统中的控制油路油源及润滑等油路中源及润滑等油路中。常用的方法是在需要减压的油路前串联减压阀。由于减压口处有功率损失，此种回路不宜用在压降大、流量大不宜用在压降大、流量大的场合。减压回路 在多个支路的液压系统中，常常不同的单级减压回路 其中单向阀的作用是：当主油路压力过低时（小于减压阀的调定压力，减压阀的减压口全开，不起减压作用），单向阀单向阀可防止油液倒流，可防止油液倒流，起到短时的保压作起到短时的保压作用用。单级减压回路 其中单向阀的作用是：当主二级减压回路 二级减压回路 增压回路 增压回路满足局部工作机构压力高的油路。此回路的功能是从已调定好的压力较低的液压泵处，得到较高的压力，流量一般很小。左图为连续增压回路。换向阀不断地换向，可连续输出增压油。图中：和补油时用；3和3防增压油倒流。增压回路保压回路 保压回路是当执行元件停止运动（或微动）保压回路是当执行元件停止运动（或微动）时，油液需稳定地保持一定压力的回路，它应时，油液需稳定地保持一定压力的回路，它应满足保压时间、压力稳定、工作可靠、经济等满足保压时间、压力稳定、工作可靠、经济等方面的要求。当保压时间短，压力稳定性要求方面的要求。当保压时间短，压力稳定性要求不高时，可采用单向阀保压；当保压性能要求不高时，可采用单向阀保压；当保压性能要求高时，应采用补油方法弥补回路的泄漏。高时，应采用补油方法弥补回路的泄漏。保压回路 保压回路是当执行元件停止运动（蓄能器保压回路 蓄能器保压回路 利用限压式变量油泵的保压回路 在讲单作用式叶片变量泵在讲单作用式叶片变量泵时，已提到过，当定子与转时，已提到过，当定子与转子圆心偏移量（单作用式叶子圆心偏移量（单作用式叶片变量泵）很小或斜盘倾斜片变量泵）很小或斜盘倾斜角很小时，泵的流量仅能维角很小时，泵的流量仅能维持自身泄漏，对油路不输出持自身泄漏，对油路不输出油液，但泵仍在一定压力下油液，但泵仍在一定压力下运转，对外输出恒定压力，运转，对外输出恒定压力，则可使系统压力恒定（参见则可使系统压力恒定（参见泵一章有关内容），此时泵泵一章有关内容），此时泵输出功率较小（功率流量输出功率较小（功率流量压力）压力）。利用限压式变量油泵的保压回路 在讲单作用式平衡回路 此回路的功能在于使缸保持一定的背压，此回路的功能在于使缸保持一定的背压，以便平衡重力负载，防止运动部件超速下滑。以便平衡重力负载，防止运动部件超速下滑。要求平衡回路闭锁性好，工作可靠。要求平衡回路闭锁性好，工作可靠。平衡回路 此回路的功能在于使缸保持一定的背由单向顺序阀组成的平衡回路 由单向顺序阀组成的平衡回路 用液控单向阀组成的平衡回路 用液控单向阀组成的平衡回路 单向顺序阀串接液控单向阀的平衡回路单向顺序阀串接液控单向阀的平衡回路 液控单向阀作用液控单向阀作用：当换向阀在中位时，当换向阀在中位时，可防止因单向顺序阀可防止因单向顺序阀泄漏而使活塞缓慢下泄漏而使活塞缓慢下降。而降。而单向顺序阀单向顺序阀可可以提高回油腔的背压以提高回油腔的背压和油路的工作压力，和油路的工作压力，使液控单向阀在工作使液控单向阀在工作部件下行时始终处于部件下行时始终处于开启状态，提高工作开启状态，提高工作部件的运动平稳性。部件的运动平稳性。单向顺序阀串接液控单向阀的平衡回路 液卸荷回路 为节省功耗，减少发热量，减轻液压泵和为节省功耗，减少发热量，减轻液压泵和电动机的负荷及延长寿命，在执行元件短时间电动机的负荷及延长寿命，在执行元件短时间停止不工作时，应使油泵卸荷（一般是空载运停止不工作时，应使油泵卸荷（一般是空载运转）。转）。3KW以上的系统都必须有卸荷功能的卸以上的系统都必须有卸荷功能的卸荷回路。卸荷回路有两大类：即压力卸荷回路荷回路。卸荷回路有两大类：即压力卸荷回路（液压泵的全部或绝大部分流量在接近于零压（液压泵的全部或绝大部分流量在接近于零压下流回油箱）和下流回油箱）和流量卸荷回路流量卸荷回路（液压泵维持原（液压泵维持原来压力，而流量在接近于零的情况下运转）。来压力，而流量在接近于零的情况下运转）。卸荷回路 为节省功耗，减少发热量，减轻液用具有用具有M、H、K型中位机能的换型中位机能的换向阀卸荷（适用低压小流量系统）向阀卸荷（适用低压小流量系统）泵的出口压力远泵的出口压力远低于工作压力，而保低于工作压力，而保持一定的低压。持一定的低压。用具有M、H、K型中位机能的换向阀卸荷（适用低压小流量系统）用二位二通电磁换向阀卸荷 用二位二通电磁换向阀卸荷 用先导式溢流阀卸荷适用于高压大流量系统适用于高压大流量系统用先导式溢流阀卸荷适用于高压大流量系统卸荷阀和蓄能器组成的保压卸荷回路 卸荷阀和蓄能器组成的保压卸荷回路 用限压式变量泵保压的卸荷回路 用限压式变量泵保压的卸荷回路 双泵卸荷回路 负载小时双负载小时双泵同时供油，工泵同时供油，工作机构速度快。作机构速度快。负载变大时，当负载变大时，当压力达到压力达到4的调的调定值后，定值后，2卸荷，卸荷，工作，工作机工作，工作机构速度慢。构速度慢。1高压小流量泵；2低压大流量泵；3溢流阀（限压）；4卸荷阀双泵卸荷回路 1高压小流量泵；2低压大流量泵；3溢流阀第二节第二节 节流调速回路节流调速回路 在液压系统中，速度控制回路是液压系统的核心。调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求。调速回路是以调速范围来表征其工作特性的。调速范围定义为回路所驱动的执行元件在规定负载下可能达到的最大速度与最小速度之比。第二节 节流调速回路 在液压系统中，速度控制回调速回路原理 在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：液压马达的转速：执行机构的运动速度是通过输入到执行机构的流量来实现的。调速回路原理 在不考虑液压油的压缩性和泄漏的调速回路分类 由以上两式可知，由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量改变输入液压执行元件的流量q或或改变液压缸的有效面积改变液压缸的有效面积A（或液压马（或液压马 达的排量达的排量VM）均可）均可以达到改变速度的目的以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实在实际中是不现实 的，因此，只能用改变进入液压执行的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也可采用定量泵和流量控制阀，来供油，也可采用定量泵和流量控制阀，以改变通过流以改变通过流量阀流量的方法。量阀流量的方法。用定量泵和流量控制阀来调速时，称用定量泵和流量控制阀来调速时，称为节流调速；为节流调速；用改变变量泵或变量液压马达的排量调速用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速时，称为容积调速；用变量泵和流量阀来达到调速目的用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称时，则称 为容积节流调速为容积节流调速。调速回路分类 由以上两式可知，改变输入液调速回路分类 除此之外，按照油液在油路中的循环方式分为开式回路开式回路和闭式闭式回路：回路：开式回路 液压泵从油箱中吸入液压油压送到液压执行元件中去,执行元件的回油排至油箱。这种循环回路的主要优点主要优点主要优点主要优点是油液是油液是油液是油液在油箱中能够得到良好地冷却在油箱中能够得到良好地冷却在油箱中能够得到良好地冷却在油箱中能够得到良好地冷却,使油温降低使油温降低使油温降低使油温降低,同时便于沉淀过滤杂同时便于沉淀过滤杂同时便于沉淀过滤杂同时便于沉淀过滤杂质和析出气体。质和析出气体。质和析出气体。质和析出气体。其其其其主要缺点主要缺点主要缺点主要缺点是空气和其它污染物侵入油液机会多。是空气和其它污染物侵入油液机会多。是空气和其它污染物侵入油液机会多。是空气和其它污染物侵入油液机会多。另外，油箱结构尺寸较大，占有一定空间另外，油箱结构尺寸较大，占有一定空间另外，油箱结构尺寸较大，占有一定空间另外，油箱结构尺寸较大，占有一定空间。闭式回路液压液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路闭式回路结构紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差，为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油泵的流量为主泵流量的10%15%，压力调节为310510105Pa。调速回路分类 除此之外，按照油液在油路中的节流调速回路分类节流阀调速节流阀调速用定量油泵供油，用节流元件用定量油泵供油，用节流元件（节流阀控制（节流阀控制q）；）；调速阀调速调速阀调速用定量油泵供油，用调速阀控用定量油泵供油，用调速阀控制制q；溢流节流阀调速溢流节流阀调速用定量油泵供油，用溢流用定量油泵供油，用溢流节流阀控制节流阀控制q节流调速回路分类节流阀调速用定量油泵供油，用节流元件（节一、节流阀调速类别：进油节流调速回油节流调速支路（旁路）节流调速 一、节流阀调速类别：进油节流调速进油节流调速进油节流调速把节流阀安装在液动机的进油把节流阀安装在液动机的进油路上的调速方式。路上的调速方式。溢流阀调定后，溢流阀调定后，系统的最大压力基本上恒定不系统的最大压力基本上恒定不变（一直处于溢流状态），即压力不变变（一直处于溢流状态），即压力不变。进油节流调速进油节流调速把节流阀安装在液动机的进油路上的调进油节流调速（1）工作原理：节流阀流量 ：进油节流调速（1）工作原理：节流阀流量 ：进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能进油节流调速调速性能C 最大承载能力和运动平稳性最大承载能力和运动平稳性当泵的出口压力设定好，并且液压缸的大小选择完毕后，不管节当泵的出口压力设定好，并且液压缸的大小选择完毕后，不管节流阀的开口面积如何变化，流阀的开口面积如何变化，液压缸的最大承载能力都是不变的液压缸的最大承载能力都是不变的，即，即 所以这种调速方式是恒推力调速。所以这种调速方式是恒推力调速。在活塞运动时，如果负载突然变小时，活塞将会产生突然前在活塞运动时，如果负载突然变小时，活塞将会产生突然前冲现象，所以冲现象，所以进油节流调速回路的运动平稳性差进油节流调速回路的运动平稳性差；另外，油液通；另外，油液通过节流阀时会发热，压力越大过节流阀时会发热，压力越大发热越严重发热越严重，这对液压缸的泄漏有，这对液压缸的泄漏有一定的影响，也影响到液压缸的运动速度平稳性。一定的影响，也影响到液压缸的运动速度平稳性。结论：结论：进油节流调速一般用于功率较小，对速度的稳定性要进油节流调速一般用于功率较小，对速度的稳定性要进油节流调速一般用于功率较小，对速度的稳定性要进油节流调速一般用于功率较小，对速度的稳定性要求不高，且具有正值负载的液压传动系统中求不高，且具有正值负载的液压传动系统中求不高，且具有正值负载的液压传动系统中求不高，且具有正值负载的液压传动系统中。进油节流调速调速性能C 最大承载能力和运动平稳性 所以回油节流调速 回油节流调速是把节流阀安装在液动机出油路上的调速方式因用定量泵，溢流阀处于溢流状态，所以回油节流调速 回油节流调速是把节流阀安装在液动机出油路上的调回油节流调速 当右行时（左行也这样），通过节流阀的流量当右行时（左行也这样），通过节流阀的流量 回油节流调速 当右行时（左行也这样），通过节流阀的流量 回油节流调速调速特性 回油节流阀调速与进油节流阀调速的速度回油节流阀调速与进油节流阀调速的速度负载特性及速度刚度基本相同，若缸两腔有负载特性及速度刚度基本相同，若缸两腔有效面积相同（双出杆腔），则两种节流阀调速效面积相同（双出杆腔），则两种节流阀调速回路的速度负载特性和速度刚度就完全一样。回路的速度负载特性和速度刚度就完全一样。因此，前面对进油节流阀调速回路的分析和结因此，前面对进油节流阀调速回路的分析和结论都适用于本回路。论都适用于本回路。回油节流调速调速特性 回油节流阀调速与进油进油节流调速和回油节流调速比较不同点：不同点：（1）液动机）液动机具有回油背压具有回油背压，因而工作较平稳；，因而工作较平稳；（2）可以承受负值载荷可以承受负值载荷；（3）长时间不工作，回油腔油会从节流阀流出一部分，再次启动）长时间不工作，回油腔油会从节流阀流出一部分，再次启动时，会在较短时间内，没有背压，会使活塞猛冲一下，直到形时，会在较短时间内，没有背压，会使活塞猛冲一下，直到形成背压为止；成背压为止；进油节流调速和回油节流调速比较不同点：进油节流调速和回油节流调速比较不同点：不同点：（4）发热及泄漏对进油节流阀调速的影响均大于回油节流阀调速。）发热及泄漏对进油节流阀调速的影响均大于回油节流阀调速。因为进油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接进入因为进油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接进入缸的进油腔；而在回油节流阀调速中，经节流阀发热后的油液缸的进油腔；而在回油节流阀调速中，经节流阀发热后的油液直接流回油箱冷却。直接流回油箱冷却。为了提高回路的综合性能，一般采用进油为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流阀调速，并在回油路上加背压阀，使其兼具二者的优点。节流阀调速，并在回油路上加背压阀，使其兼具二者的优点。（5）若回油使用单杆腔，无杆腔进油流量大于有杆腔回油流量。）若回油使用单杆腔，无杆腔进油流量大于有杆腔回油流量。故在缸径缸速相同的情况下，进油节流阀调速回路的节流阀开故在缸径缸速相同的情况下，进油节流阀调速回路的节流阀开口较大，低速时不易堵塞。因此，口较大，低速时不易堵塞。因此，进油节流阀调速回路能获得进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度。更低的稳定速度。结论：结论：适合对速度要求的平稳性较高（相对进油路节流调速而适合对速度要求的平稳性较高（相对进油路节流调速而言），具有负值（正值也可以）载荷的小功率的系统之中。言），具有负值（正值也可以）载荷的小功率的系统之中。进油节流调速和回油节流调速比较不同点：支路（旁路）节流调速（1）工作原理）工作原理 溢流阀正常工作是关闭溢流阀正常工作是关闭的，只有过载时才打开，的，只有过载时才打开，作安全阀使用。见右图。作安全阀使用。见右图。支路（旁路）节流调速（1）工作原理支路（旁路）节流调速（2）速度负载特性支路（旁路）节流调速（2）速度负载特性支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速支路（旁路）节流调速结论：这种回路只有节流损失而无溢流损失；泵压随负载变化，即节流损失和输入功率随负载而增减。因此，本回路比前两种回路效率高。由于本回路的速度负载特性很软，低速承载能力差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的较大功率的系统，如牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。支路（旁路）节流调速结论：三种节流阀节流调速方法的特性列表 三种节流阀节流调速方法的特性列表 三种节流阀节流调速方法的特性列表 三种节流阀节流调速方法的特性列表 调速阀节流调速 节流阀的节流调速回路，负载刚度很小，节流阀的节流调速回路，负载刚度很小，难以达到准确调速的目的。其原因是因为节流难以达到准确调速的目的。其原因是因为节流阀的流量阀的流量压力特性引起的，即流量随压力变压力特性引起的，即流量随压力变化而变化，我们称之为化而变化，我们称之为“柔性柔性”或或“软特性软特性”。调速阀的流量调速阀的流量压力特性，在其正常工作范围压力特性，在其正常工作范围内，是内，是“刚性刚性”的，或称之为的，或称之为“硬特性硬特性”，即，即流量在压力变化时几乎不变。流量在压力变化时几乎不变。调速阀节流调速 节流阀的节流调速回路，负调速阀节流调速 如果系统要求速度的稳定性较高，就要考如果系统要求速度的稳定性较高，就要考虑采用复式流量阀（调速阀）。将调速阀代替虑采用复式流量阀（调速阀）。将调速阀代替上述节流阀作为流量控制阀用于进油口节流回上述节流阀作为流量控制阀用于进油口节流回路，回油口节流回路和支路节流回路中，可以路，回油口节流回路和支路节流回路中，可以大大改善负载刚性。大大改善负载刚性。调速阀调速回路分定压式调速阀调速回路分定压式和变压式两大类和变压式两大类，进油调速回路和回油调速回，进油调速回路和回油调速回路属于定压式调速回路，支路调速回路属于变路属于定压式调速回路，支路调速回路属于变压式调速回路。压式调速回路。调速阀节流调速 如果系统要求速度的稳定性调速阀节流调速1、回路构成 由定量泵、调速阀、溢流阀、换向阀和油缸等组成。调速阀节流调速1、回路构成调速阀节流调速2、速度-负载特性 定压式调速阀调速回路的速度-负载特性曲线如右图所示，如果忽略液压系统的泄漏，可以认为速度不受负载变化的影响。调速阀节流调速2、速度-负载特性调速阀节流调速3、功率特性、功率特性 调速阀节流调速3、功率特性调速阀节流调速三、溢流节流阀节流调速只能用于进油口节流调速；液压泵供油压力随负载变化，效率高；流量稳定性较调速阀差。调速阀节流调速三、溢流节流阀节流调速第三节容积调速回路第三节容积调速回路 容积调速回路是采用容积调速回路是采用改变泵或马达的排量改变泵或马达的排量来进行来进行调速的。这种调速方式与节流调速回路相比，从原理调速的。这种调速方式与节流调速回路相比，从原理上来讲没有节流、溢流和压力损失，因此，它的上来讲没有节流、溢流和压力损失，因此，它的效率效率高，产生的热量少，适合大功率或对发热有严格限制高，产生的热量少，适合大功率或对发热有严格限制的液压系统的液压系统。其。其缺点是要采用变量泵或变量马达，变缺点是要采用变量泵或变量马达，变量泵或变量马达的结构要比定量泵和定量马达复杂的量泵或变量马达的结构要比定量泵和定量马达复杂的多，而且油路也相对复杂，一般需要有补油油路和设多，而且油路也相对复杂，一般需要有补油油路和设备、散热回路和设备备、散热回路和设备。因此容积调速回路的成本比节。因此容积调速回路的成本比节流调速回路的高。一般认为液压系统的功率较大或对流调速回路的高。一般认为液压系统的功率较大或对发热限制较严格时，多采用容积调速回路。发热限制较严格时，多采用容积调速回路。这里只介绍泵和马达组成的三组形式的容积调速，这里只介绍泵和马达组成的三组形式的容积调速，即即变量泵变量泵定量马达调速、定量泵定量马达调速、定量泵变量马达调速、变量马达调速、变量泵变量泵变量马达调速变量马达调速。第三节容积调速回路 容积调速回路是采用一、变量泵定量马达的容积调速回路 1、回路结构 1补油泵，其流量一般为变量泵最大流量的1015选择；2溢流阀，溢流多余的油液，调定压力较低，多为0.31Mpa，它决定了泵1的出口压力；3单向变量油泵；4单向定量油马达；5安全阀，防止系统过载。单向变量泵单向变量泵单向定量马达回路单向定量马达回路 单向变量泵单向变量泵单向定量马达回路单向定量马达回路一、变量泵定量马达的容积调速回路 1、回路结构 单向变变量泵定量马达的容积调速回路 1溢流阀；溢流阀；2补油泵；补油泵；3安全阀；安全阀；4双向变量油泵；双向变量油泵；5双向变量油马双向变量油马达；达；6、7、8、9单向阀单向阀双向变量泵双向变量泵双向定量马达回路双向定量马达回路变量泵定量马达的容积调速回路 1溢流阀；2补油泵；3变量泵定量马达的容积调速回路不同排量时，转速与负载关系图不同排量时，转速与负载关系图变量泵定量马达的容积调速回路不同排量时，转速与负载关系图变量泵定量马达的容积调速回路不同排量时，转速与负载关系图不同排量时，转速与负载关系图变量泵定量马达的容积调速回路不同排量时，转速与负载关系图变量泵定量马达的容积调速回路变量泵定量马达的容积调速回路变量泵定量马达的容积调速回路 可见，改变可见，改变 可改变最大输出功率，且成正比关系，在可改变最大输出功率，且成正比关系，在正常情况下，无节流，溢流损失，所以总回路效率较高。忽正常情况下，无节流，溢流损失，所以总回路效率较高。忽略管路的压力损失，回路的总效率等于变量液压泵与液压马略管路的压力损失，回路的总效率等于变量液压泵与液压马达的效率之积。达的效率之积。变量泵定量马达的容积调速回路 可见，改变 变量泵变量泵定量马达的容积调速回路定量马达的容积调速回路总结：总结：具有恒转矩特性（输出转矩与 无关）；调速范围宽（转速与 成正比）；最大输出功率也与 成正比。变量泵定量马达的容积调速回路总结：定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路1、回路结构1补油泵；2溢流阀；3单向阀；4定量泵；5安全阀；6变量马达定量泵变量马达回路定量泵变量马达的容积调速回路1、回路结构定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路定量泵变量马达的容积调速回路定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路定量泵变量马达的容积调速回路定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路定量泵变量马达的容积调速回路定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路定量泵变量马达的容积调速回路定量泵定量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路定量泵变量马达的容积调速回路变量泵变量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路1、回路结构1补油泵；2溢流阀；3单向阀；4定量泵；5安全阀；6变量马达变量泵变量泵变量马达容积调速回路变量马达容积调速回路变量泵变量马达的容积调速回路1、回路结构变量泵变量马达容变量泵变量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路变量泵变量马达的容积调速回路变量泵变量泵变量马达的容积调速回路变量马达的容积调速回路变量泵变量泵变量马达的容积调变量马达的容积调速回路的马达转速、转矩、速回路的马达转速、转矩、功率与泵排量的关系曲线功率与泵排量的关系曲线变量泵变量马达的容积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容积节流调速回路 容积调速回路有着效率高，发热少的优点，但是容积调速回路有着效率高，发热少的优点，但是泄漏较严重，因此导致了速度泄漏较严重，因此导致了速度负载特性差的问题，负载特性差的问题，特别是低速时，问题更加突出，不能满足使用需要。特别是低速时，问题更加突出，不能满足使用需要。与调速阀的节流回路相比，容积式调速回路的低速稳与调速阀的节流回路相比，容积式调速回路的低速稳定性较差。对于要求效率高、低速稳定性好的场合，定性较差。对于要求效率高、低速稳定性好的场合，可以采用容积节流调速方式。可以采用容积节流调速方式。容积节流调速回路的工容积节流调速回路的工作原理是用压力补偿变量泵供油，用流量阀控制进入作原理是用压力补偿变量泵供油，用流量阀控制进入或流出液压缸的流量，并使变量泵的流量自动与液压或流出液压缸的流量，并使变量泵的流量自动与液压缸的需求流量相适应缸的需求流量相适应。容积调速回路有限压式调速阀。容积调速回路有限压式调速阀容积节流调速回路和压差式节流阀容积节流调速回路。容积节流调速回路和压差式节流阀容积节流调速回路。容积节流调速回路 限压式调速阀容积节流调速回路限压式调速阀容积节流调速回路 1、回路组成：、回路组成：1限压式变量叶片泵；限压式变量叶片泵；2调速阀；调速阀；3液压缸；液压缸；4背压阀背压阀限压式调速阀容积节流调速回路限压式调速阀容积节流调速回路 1、回路组成：限压式调速阀容积节流调速回路限压式调速阀容积节流调速回路限限压压式式调调速速阀阀容容积积节节流流调调速速回回路的压力流量特性工作曲线路的压力流量特性工作曲线2、回路特性、回路特性 由图可知，这种调速回路就是通过由图可知，这种调速回路就是通过调速阀来改变变量液压泵的输出流量调速阀来改变变量液压泵的输出流量使其与调速阀的控制流量相适应。使其与调速阀的控制流量相适应。这种调速回路没有溢流损失，但有这种调速回路没有溢流损失，但有节流损失，回路的效率高于节流调速节流损失，回路的效率高于节流调速而低于容积调速回路。节流损失的大而低于容积调速回路。节流损失的大小与液压缸的工作压力有关。负载越小与液压缸的工作压力有关。负载越小，工作压力越低，节流损失越大。小，工作压力越低，节流损失越大。这种回路是以增加压力损失为代价换这种回路是以增加压力损失为代价换取低速稳定性。取低速稳定性。限压式调速阀容积节流调速回路限压式调速阀容积节流调速回路的压限压式调速阀容积节流调速回路限压式调速阀容积节流调速回路 回路中的调速阀可以回路中的调速阀可以装在进油油路上，也可以装在进油油路上，也可以装在回油油路上。这种回装在回油油路上。这种回路的主要优点是泵的压力路的主要优点是泵的压力和流量在工作进给和快速和流量在工作进给和快速运动时能自动切换，发热运动时能自动切换，发热少，能量损失少，运动平少，能量损失少，运动平稳性好。适合于负载变化稳性好。适合于负载变化不大的中、小功率系统。不大的中、小功率系统。限限压压式式调调速速阀阀容容积积节节流流调调速速回回路的压力流量特性工作曲线路的压力流量特性工作曲线限压式调速阀容积节流调速回路 回路中的调速阀可以差压式变量叶片泵与节流阀的容积差压式变量叶片泵与节流阀的容积节流调速回路节流调速回路 1、回路组成、回路组成 差差压压式式变变量量叶叶片片泵泵与与节节流流阀阀的容积节流调速回路的容积节流调速回路差压式变量叶片泵与节流阀的容积节流调速回路 1、回路组成差压差压式变量叶片泵与节流阀的容积差压式变量叶片泵与节流阀的容积节流调速回路节流调速回路 2、回路特性、回路特性 差压式变量叶片泵与节差压式变量叶片泵与节流阀的容积节流调速回路是流阀的容积节流调速回路是一种变压式调速回路，这种一种变压式调速回路，这种回路只有节流损失，大小为回路只有节流损失，大小为节流阀两端的压力差。其值节流阀两端的压力差。其值比限压式变量叶片泵比限压式变量叶片泵调速调速阀的容积节流调速回路的压阀的容积节流调速回路的压力损失小的多，因此发热少，力损失小的多，因此发热少，效率高。效率高。差压式变量叶片泵与节流阀的容积节流调速回路 2、回路特性容积调速回路容积调速回路总结：容积调速回路有三种可能的组合：变量泵和定量马达（液压缸）、定量泵和变量马达以及变量泵和变量马达，三种调速回路的共同特点是：1、调速时既没有流量损失也没有压力损失，回路效率高；2、其速度随负载增加而下降，但和节流调速回路不同，它是由于泵和马达的容积效率随负载压力的增加而降低所引起的。一般来讲，其速度刚度较节流调速回路高。容积调速回路总结：容积调速回路容积调速回路总结：三种容积调速回路在性能上有以下不同点：1、用变量泵调速时马达所能输出的最大转矩保持恒定，称为恒转矩调速，而用改变马达排量调速时却保持其最大输出功率不变，称为恒功率调速；2、用变量泵调速时，其调速范围可达2040；而用改变马达排量调速时，其调速范围一般不超过4。采用变量泵和变量马达调速时，其调速范围可达100。容积调速回路总结：容积调速回路容积调速回路 容容积积调调速速的的共共同同缺缺点点是是低低速速稳稳定定性性差差。容容积积节节流流调调速速可可改改善善低低速速稳稳定定性性，但但增增加加了了压压力力损损失失，使使回回路路效效率率略略有有降降低低上上述述两两种种容容积积节节流流调调速速回回路路中中，后后一一种种的的压压力力损损失失较较小小，效效率率较较高高。这这两两种种回回路路主主要要用用于于组组合合机机床床动动力力滑滑台台液液压压系系统。统。容积调速回路 容积调速的共同缺点是低速稳定性差其他回路快速回路速度切换回路其他回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路快速回路速度切换回路速度切换回路 二位四向换向阀二位四向换向阀位于左位（现在位位于左位（现在位置）时：快速右行，置）时：快速右行，然后慢行。换向阀然后慢行。换向阀位于右位时：左行位于右位时：左行只有一种速度。只有一种速度。速度切换回路 二位四向换向阀位于左位（现在位置）时：速度切换回路速度切换回路并联调速阀切换速度并联调速阀切换速度条条件件：两两调调速速阀阀调调定定流流量量不不相相等等，快快、慢慢速速切切换换，可可用用电电磁磁换换向向阀阀通通电电与与否否来来实现。实现。速度切换回路并联调速阀切换速度速度切换回路速度切换回路马达串、并联切换速度马达串、并联切换速度二位换向阀的作用：图示位二位换向阀的作用：图示位置（置（1断电时），两马达并断电时），两马达并联（低速），联（低速），1通电时，两通电时，两马达串联（高速）；马达串联（高速）；三位换向阀的作用：两马达三位换向阀的作用：两马达在并联（或串联）时，实现在并联（或串联）时，实现马达的正反转及停转（中位马达的正反转及停转（中位时）。时）。速度切换回路马达串、并联切换速度二位换向阀的作用：图示位置（第四节第四节 其它基本回路其它基本回路一、制动回路一、制动回路 制动回路：能够使执行制动回路：能够使执行元件由运动状态迅速停止运元件由运动状态迅速停止运动的回路。动的回路。1、采用换向阀制动：当、采用换向阀制动：当阀中位机能是阀中位机能是O型、型、M型，型，置阀中位时，可实现制动。置阀中位时，可实现制动。优点优点：简单方便。：简单方便。缺点缺点：若负载惯性很大，：若负载惯性很大，阀置中位时，仍有冲力使泵阀置中位时，仍有冲力使泵排油腔压力增大，泵进油腔排油腔压力增大，泵进油腔产生负压，另外伴有噪音振产生负压，另外伴有噪音振动等。动等。O型换向阀制动型换向阀制动M型换向阀制动型换向阀制动第四节 其它基本回路一、制动回路O型换向阀制动M型换向阀制动制动回路制动回路2、采用溢流阀制动、采用溢流阀制动图中调速阀作用：调速。图中调速阀作用：调速。换向阀：左位换向阀：左位马达转马达转动；中位动；中位油泵卸荷；油泵卸荷；右位右位油泵仍卸荷，油油泵仍卸荷，油马达有背压（溢流阀作用）马达有背压（溢流阀作用）而被制动。而被制动。溢流阀制动溢流阀制动制动回路2、采用溢流阀制动溢流阀制动制动回路制动回路3、采用顺序阀制动、采用顺序阀制动换向阀：换向阀：左位：油马达正常工作，用马达左位：油马达正常工作，用马达进油口油压使顺序阀打开，提供进油口油压使顺序阀打开，提供排油回路；右位：泵卸荷，马达排油回路；右位：泵卸荷，马达制动（因马达进油口无压，顺序制动（因马达进油口无压，顺序阀关闭，马达回油受阻而迅速制阀关闭，马达回油受阻而迅速制动）。动）。制动回路3、采用顺序阀制动锁紧回路锁紧回路 锁紧回路是保证执行机构锁紧回路是保证执行机构在停止运动后，不再因外力作用在停止运动后，不再因外力作用而产生位移或窜动。下面举出两而产生位移或窜动。下面举出两种锁紧回路。种锁紧回路。1、用、用O型、型、M型机能的换型机能的换向阀锁紧，但用向阀锁紧，但用这种方式换向阀这种方式换向阀会泄漏，故锁紧时间不长会泄漏，故锁紧时间不长。锁紧回路 锁紧回路是保证执行机构在停止运动后，锁紧回路锁紧回路 当当换换向向阀阀在在左左、右右位位时时，进进油油路路油油压压升升高高，打打开开回回油油路路上上的的单单向向阀阀，使使活活塞塞能能运运动动。但但换换向向阀阀位位于于中中位位时时，因因控控制制油油路路失失压压而而关关闭闭单单向向阀阀，活活塞塞被被锁锁紧紧。这这种种锁锁紧紧方方法法，锁锁紧紧程程度度高高，时时间间长，长，原因是单向阀密封性能好原因是单向阀密封性能好。液控单向阀锁紧回路液控单向阀锁紧回路锁紧回路 当换向阀在左、右位时，进油路油压升高，打开回顺序回路顺序回路 顺序动作回路的功用是使多缸液压系统顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。按控制方式不同，可分为按控制方式不同，可分为行程控制和压力控行程控制和压力控制制两大类。两大类。顺序回路 顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中顺序回路顺序回路1行程控制的顺序动作回路行程控制的顺序动作回路右图所示为右图所示为行程阀控制行程阀控制的顺序的顺序动作回路。这种回路工作可靠，但动作回路。这种回路工作可靠，但动作顺序一经确定再改变就比较困动作顺序一经确定再改变就比较困难，同时管路长，布置较麻烦。难，同时管路长，布置较麻烦。动作顺序动作顺序：手动换向阀：手动换向阀C在左位，在左位，缸缸A活塞杆向左运动；碰到换向阀活塞杆向左运动；碰到换向阀D后，换向阀后，换向阀D在上位工作，缸在上位工作，缸B活塞活塞杆向左运动；到极限位置后，手动杆向左运动；到极限位置后，手动换向阀在右位工作，缸换向阀在右位工作，缸A活塞杆收活塞杆收回；同时，换向阀回；同时，换向阀D在下位工作；在下位工作；当缸当缸A活塞杆收回到极限位置后，活塞杆收回到极限位置后，缸缸B的活塞杆开始收回；这样就完的活塞杆开始收回；这样就完成一个循环。成一个循环。顺序回路1行程控制的顺序动作回路右图所示为行程阀控制顺序回路顺序回路 右图右图所示为由行程开关控制的所示为由行程开关控制的顺序动作回路。这种回路的优点是顺序动作回路。这种回路的优点是控制灵活方便，但其可靠程度主要控制灵活方便，但其可靠程度主要取决于取决于电气元件电气元件的质量。的质量。动作顺序动作顺序：电磁换向阀：电磁换向阀E得电，得电，缸缸A活塞杆向左运动；碰到开关活塞杆向左运动；碰到开关S1后，电磁换向阀后，电磁换向阀F在左位工作，缸在左位工作，缸B活塞杆向左运动；到极限位置后，活塞杆向左运动；到极限位置后，碰到碰到S2，电磁换向阀，电磁换向阀E失电，电磁失电，电磁换向阀在右位工作，缸换向阀在右位工作，缸A活塞杆收活塞杆收回；碰到回；碰到S3后，电磁换向阀后，电磁换向阀F失电，失电，换向阀换向阀F在右位工作，缸在右位工作，缸B的活塞杆的活塞杆开始收回；这样就完成一个循环。开始收回；这样就完成一个循环。顺序回路 右图所示为由行程开关控制的顺序动作回路顺序回路顺序回路 右图是一种采用行程开关和电磁换向阀右图是一种采用行程开关和电磁换向阀配合的顺序动作回路。操作时首先按动启动按钮，配合的顺序动作回路。操作时首先按动启动按钮，使电磁铁使电磁铁1YA得电，压力油进入油缸得电，压力油进入油缸3的左腔的左腔,使使活塞向右运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关活塞向右运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关6S后，通过电气上的连锁使后，通过电气上的连锁使1YA断电，断电，3YA得电。得电。油缸油缸3的活塞停止运动，压力油进入油缸的活塞停止运动，压力油进入油缸4的左腔的左腔，使其活塞杆向右运动。当活塞杆上的挡块压下，使其活塞杆向右运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关行程开关8S，使，使3YA断电，断电，2YA得电，压力油进得电，压力油进入缸入缸3的右腔，使其活塞按箭头的右腔，使其活塞按箭头3所示的方向向左所示的方向向左运动；当活塞杆上的挡块压下行程开关运动；当活塞杆上的挡块压下行程开关5，使，使2YA断电，断电，4YA得电，压力油进入油缸得电，压力油进入油缸4右腔，右腔，使其活塞按箭头使其活塞按箭头4的方向返回。当挡块压下行程的方向返回。当挡块压下行程开关开关7S时，时，4YA断电，活塞停止运动，至此完成断电，活塞停止运动，至此完成一个工作循环。一个工作循环。顺序回路 右图是一种采用行程开关和电磁换向阀配合顺序回路顺序回路顺序回路顺序回路顺序回路 这种顺序动作回路的优点是：调整行程比较方便，这种顺序动作回路的优点是：调整行程比较方便，改变电气控制线路就可以改变油缸的动作顺序，利用电气改变电气控制线路就可以改变油缸的动作顺序，利用电气互锁，可以保证顺序动作的可靠性。互锁，可以保证顺序动作的可靠性。顺序回路 这种顺序动作回路的优点是：调整行程顺序回路顺序回路 2压力控制的顺序动作回路压力控制的顺序动作回路右图所示为一使用顺序阀的压右图所示为一使用顺序阀的压力控制顺序动作回路。显然这种回力控制顺序动作回路。显然这种回路动作的可靠性取决于顺序阀的性路动作的可靠性取决于顺序阀的性能及其压力调定值，即它的调定压能及其压力调定值，即它的调定压力应比前一个动作的压力高出力应比前一个动作的压力高出0.81MPa，否则顺序阀易在系统压力，否则顺序阀易在系统压力脉冲中造成误动作。由此可见，这脉冲中造成误动作。由此可见，这种回路适用于液压缸数目不多、负种回路适用于液压缸数目不多、负载变化不大的的场合。其优点是动载变化不大的的场合。其优点是动作灵敏，安装连接较方便；缺点是作灵敏，安装连接较方便；缺点是可靠性不高，位置精度低。可靠性不高，位置精度低。顺序回路 2压力控制的顺序动作回路右图同步回路同步回路 在多缸工作的液压系统中，常常会遇到要求两个在多缸工作的液压系统中，常常会遇到要求两个或两个以上的执行元件同时动作的情况，并要求它们或两个以上的执行元件同时动作的情况，并要求它们在运动过程中克服负载、摩擦阻力、泄漏、制造精度在运动过程中克服负载、摩擦阻力、泄漏、制造精度和结构变形上的差异，维持相同的速度或相同的位移和结构变形上的差异，维持相同的速度或相同的位移即作同步运动。即作同步运动。同步运动包括速度同步和位置同步同步运动包括速度同步和位置同步两类两类。速度同步是指各执行元件的运动速度相同；而。速度同步是指各执行元件的运动速度相同；而位置同步是指各执行元件在运动中或停止时都保持相位置同步是指各执行元件在运动中或停止时都保持相同的位移量。同步回路就是用来实现同步运动的回路。同的位移量。同步回路就是用来实现同步运动的回路。由于负载、摩擦、泄漏等因素的影响，很难做到精确由于负载、摩擦、泄漏等因素的影响，很难做到精确同步。同步。同步回路 在多缸工作的液压系统中，常常会液压缸机械联结的同步回路液压缸机械联结的同步回路 这种同步回路是用刚性这种同步回路是用刚性梁、齿轮、齿条等机械零件梁、齿轮、齿条等机械零件在两个液压缸的活塞杆间实在两个液压缸的活塞杆间实现刚性联结以便来实现位移现刚性联结以便来实现位移的同步。图所示为液压缸机的同步。图所示为液压缸机械联结的同步回路，这种同械联结的同步回路，这种同步方法比较简单经济，能基步方法比较简单经济，能基本上保证位置同步的要求，本上保证位置同步的要求，但由于机械零件在制造，安但由于机械零件在制造，安装上的误差，同步精度不高。装上的误差，同步精度不高。同时，两个液压缸的负载差同时，两个液压缸的负载差异不宜过大，否则会造成卡异不宜过大，否则会造成卡死现象。死现象。液压缸机械联结的同步回路 这种同步回路是用刚性梁用调速阀的同步回路用调速阀的同步回路 图所示是采用调速阀的单向图所示是采用调速阀的单向同步回路。两个液压缸是并联同步回路。两个液压缸是并联的，在它们的进（回）油路上，的，在它们的进（回）油路上，分别串接一个调速阀，仔细调分别串接一个调速阀，仔细调节两个调速阀的开口大小，便节两个调速阀的开口大小，便可控制或调节进入或自两个液可控制或调节进入或自两个液压缸流出的流量，使两个液压压缸流出的流量，使两个液压缸在一个运动方向上实现同步，缸在一个运动方向上实现同步，即单向同步。这种同步回路结即单向同步。这种同步回路结构简单，但是两个调速阀的调构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦，而且还受油温、节比较麻烦，而且还受油温、泄漏等的影响，故同步精度不泄漏等的影响，故同步精度不高，不宜用在偏载或负载变化高，不宜用在偏载或负载变化频繁的场合。频繁的场合。用调速阀的同步回路 图所示是采用调速阀的单向同步回路ENDEND