液压传动第七章液压基本回路
7液压系统基本回路
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2、减压回路
减压回路是使系统中某一部分通路具有较低
的稳定压力。
用于两级或多级的减压回路。
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调定压力比系统压力至少小0.5MPa
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3、增压回路 增压回路是使系统中某一部分通路具有较高的 稳定压力。它能使局部压力远远高于泵的压力。
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②转矩与功率特性：
液压马达的输出转矩：Tm=Vm(pB-p0)/2π
液压马达的输出功率：Pm=nmTm=qB(pB-p0)
上式表明：马达的输出转矩 Tm与其排量Vm成正比；而马达的输出功率
Pm与其排量Vm无关，若进油压力pB与回油压力p0不变时，Pm=C，故此种 回路属恒功率调速。
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3、双泵供油快速回路
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五、 速度换接回路
速度换接回路主要是用于使执行元件
在一个工作循环中，从一种运动速度变换
到另一种运动速度。
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1、快速与慢速的换接回路
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2、两种不同速度间的换接回路
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两个调速阀并联式速度换接回路 。
(3)进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度；
(4)在负载为零时，对回油节流调速的密封不利；
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总之： 与进油节流阀调速回路一样，适用于轻
载，低速，负载变化不大的和对速度稳定性
要求不高的小功率场合。
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3、旁路节流调速回路
节流阀接在进口的分支路 ① ② 压力随负载变化; 溢流阀为安全阀;
2）与容积调速比
度稳定性好。
常用液压基本回路解读
液压传动主讲教师：吴海燕whyfool@第七章常用液压基本回路所谓基本回路，就是由一些液压元件组成的，用来完成特定功能的油路结构。
按基本回路在系统中功能分为压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多执行元件控制回路。
§7.1 压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀控制整个液压系统或其分支油路的工作压力，以满足执行元件对力或力矩的要求。
主要有调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡回路和释压回路等。
❖7.1.1 调压回路调压回路的功用是调定或限制液压系统的最高工作压力。
多用溢流阀来实现。
1、单级调压回路（书溢流阀调定系统压力❖2、二级调压回路图示位置压力由高压溢流阀3调节。
4通电，压力由远程调压阀5调节。
先导溢流阀实现远程调压的条件：5的调定压力低于3的调定压力。
动画演示图7-15 二级调压回路低压图7-16 二级调压回路远程调压阀❖3、多级调压回路图示，由阀1调压，压力较高。
YA+，由阀2或3调压，压力较低。
为获得多级压力，阀2或3的调定压力必须小于阀1的调定压力，否则，阀1将不起作用。
动画演示3级调压❖4、无极调压回路采用比例溢流阀❖7.1.2 减压回路减压回路的功用是单独调节系统中某一分油路的压力，使其低于系统压力的调定值。
单级减压——用一个减压阀即可分类< 多级减压——减压阀+远程调压阀即可无级减压——比例减压阀即可动画演示二级减压回路动画演示无极减压回路❖7.1.3 增压回路增压回路用来使系统某一分油路获得比系统压力高但流量不大的油液。
1、单作用增压缸的增压回路原理：p2 = p1A1/ A2=p1D2/d2特点：只能断续增压。
动画演示❖2、双作用增压缸的增压回路特点：能实现连续增压动画演示❖7.1.4 卸荷回路当系统中执行元件短时间工作时，常使液压泵在很小的功率下作空运转，而不是频繁启动驱动液压泵的原动机。
因为泵的输出功率为其输出压力与输出流量之积，当其中的一项数值等于或接近于零时，即为液压泵卸荷。
第7章液压基本回路(r)解读
第7章液压基本回路不论机械设备的液压传动系统如何复杂，都是由一些液压基本回路组成的。
所谓基本回路，就是由有关的液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。
按其在液压系统中的功用，基本回路可分为：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——控制多个执行元件相互间的动作。
本章讨论的是最常见的液压基本回路，熟悉和掌握它们的组成、工作原理及其应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。
7.1 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中液体的压力，以满足执行元件对力或转矩的要求。
这类回路包括调压、减压、卸荷、保压、平衡、增压等回路。
7.1.1调压回路调压回路的功能在于调定或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的不同阶段实现多级压力变换。
一般是由溢流阀来实现这一功能的。
1.单级调压回路图7.1所示为单级调压回路，这是液压系统中最为常见的回路。
调速阀调节进入液压缸的流量，定量泵提供的多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀起溢流恒压作用，保持系统压力稳定，且不受负载变化的影响。
调节溢流阀可调整系统的工作压力。
当取消系统中的调速阀时，系统压力随液压缸所受负载而变，溢流阀起安全阀作用，限定系统的最高工作压力。
系统过载时，安全阀开启，定量泵泵出的压力油经安全阀流回油箱。
2.多级调压回路图7.2所示为二级调压回路。
先导式溢流阀1的外控口串接二位二通换向阀2和远程调压阀3，构成二级调压回路。
当两个压力阀的调定压力为p3＜p1时，系统可通过图7.1单级调压回路换向阀的左位和右位分别获得p3和p1两种压力。
如果在溢流阀的外控口，通过多位换向阀的不同通油口，并联多个调压阀，即可构成多级调压回路。
图7.3为三级调压回路。
主溢流阀1的遥控口通过三位四通换向阀4分别接具有不同调定压力的远程调压阀2和3，当换向阀左位时，压力由阀2调定；换向阀右位时，压力由阀3调定；换向阀中位时，由主溢流阀1来调定系统最高的压力。
液压与气压传动 第七章 液压基本回路
课时授课计划教学过程：复习： 1、滤油器的结构及功能2、蓄能器的功能3、油箱的结构4、管路、接头、热交换器的种类。
新课：第七章液压基本回路第一节能量回路一、定量泵—溢流阀组成的液压能源回路图7-1所示的能源回路的优点是：结构简单，反应迅速，压力波动比较小。
缺点是：由于定量泵不能改变输出流量，在负载不需要全流量工作时，多余的流量通过溢流阀流回油箱，所以效率较低，尤其当负载流量为零时，泵的流量几乎全部由溢流阀溢流，泵的输出功率绝大部分消耗在溢流阀的节流口上，这将产生大量的热，使油温很快升高。
因此，这种能源一般用在供油压力较低的液压系统中。
能源系统的流量按系统的峰值流量设计，如果伺服所需要的峰值流量的持续时间很短，并且允许供油压力有一定变动，则可以用蓄能器贮存足够的能量以适应短期峰值流量的要求，以减小泵的容量，并使功率损失和油温升高小些。
蓄能器还可起到减小泵的压力脉动和冲击的作用，使系统工作更加平稳。
二、定量泵—蓄能器—自动卸荷阀组成的液压能源回路图7-2所示的液压能源回路克服了图7-1所示回路溢流损失大的缺点，其特点是结构比较简单，功率损失小，适用于高压，但压力波动较大，并且由于供油压力在一定范围内缓慢变化，对伺服系统将引起伺服放大系数的变化，因而对某些要求较高的系统不合适。
另外，所用元件较多，为了使泵有较长时间的卸荷，蓄能器的容量较大，整个能源装置的体积、重量都较大。
这种能源回路一般用在峰值流量系统只有很微小的运动的间歇工作系统中。
三、恒压力变量泵式（自动调压泵）液压能源回路图7-3所示为恒压力变量泵式（自动调压栗〉液压能源回路。
这种能源回路的优点是输出流量取决于系统的需要，因而效率高，经济效果好，适用于高压和大功率系统，既适用于流量变化很大的系统，也适用于间歇工作的系统，为目前航空液压伺服系统所广泛采用。
第二节基本回路一、顺序动作回路顺序动作回路是实现多个并联液压缸顺序动作的控制回路。
按控制方式不同，可分为压力控制、行程控制和时间控制三类。
液压传动第七章液压基本回路
思考题与习题7-1试说明由行程阀与液动阀组成的自动换向回路的工作原理。
泵压p p、溢流功率损失ΔP y和回路效率η。
⑵当A T=0.01㎝2和0.02㎝2时，若负载F=0，则泵压和缸的两腔压力p1和p2多大？⑶当F=10kN时，若节流阀最小稳定流量为50×10-3 L/min，对应的A T和缸速νmin多大？若将回路改为进油节流调速回路，则A T和νmin多大？232两项比较说明什么问题？7-6能否用普通的定值减压阀后面串联节流阀来代替调速阀工作？在三种节流调速回路中试用，其结果会有什么差别？为什么？q=30L/min。
不计管道和换向阀压力损失。
试问：⑴欲使缸速恒定。
不计调压偏差，溢流阀最小调定压力p y多大？⑵卸荷时能量损失多大？⑶背压若增加了Δp b，溢流阀定压力的增量Δp y应有多大？7-9如图所示，双泵供油、差动快进—工进速度换接回路有关数据如下：泵的输出流量q1=16L/min，q2=16L/min，所输油液的密度ρ=900㎏/m3，运动粘度υ=20×10-6㎡/s；缸的大小腔面积A1=100cm2，A2=60 cm2；快进时的负载F=1kN；油液流过方向阀时的压力损233失Δpυ=0.25MPa，连接缸两腔的油管ABCD的内径d=1.8㎝,其中ABC段因较长(L=3m),计算时需计其沿程压力损失,其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。
试求：⑴快进时缸速v和压力表读数。
⑵工进时若压力表读数为8MPa，此时回路承载能力多大（因流量小，不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？7-10图示调速回路中，泵的排量V P=105ml/r，转速n P=1000r/min，容积效率ηvp=0.95。
溢流阀调定压力p y=7MPa。
液压马达排量V M=160ml/r，容积效率ηvM=0.95，机械效率ηmM=0.8，负载扭矩T=16N·m。
节流阀最大开度A Tmax=0.2㎝²(可视为薄刃孔口),其流量系数C q=0.62,油液密度ρ=900㎏/m³.不计其它损失.试求: ⑴通过节流阀的流量和液压缸⑴缸的左腔压力p1；⑵当负载F=0和F=9000N时的右腔压力p2；⑶设泵的总效率为0.75，求系统的总效率。
液压传动-第7章液压基本回路
第7章液压基本回路•液压基本回路是为了实现特定的功能把有关的液压元件组合起来的典型油路结构；•液压基本回路是组成液压系统的基础。
液压基本回路包括：*压力控制回路*速度控制回路*方向控制回路*多执行元件回路7.1 压力控制回路功能：控制液压系统整体或局部的压力，主要包括：▪调压回路▪减压回路▪增压回路▪卸荷回路▪平衡回路▪保压回路1、调压回路•功能：调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。
•一般用溢流阀来实现这一功能。
•调压回路的分类：•单级调压回路•多级调压回路•无级调压回路先导式溢流阀电液比例溢流阀2、减压回路•功能：使液压系统中某一部分油路的压力低于主油路的压力设定值。
•一般用减压阀来实现这一功能。
•减压回路的分类：•单级减压回路•多级减压回路•无级减压回路3、增压回路•功能：提高系统中局部油路中的压力，使局部压力远高于系统油源的压力。
•单作用增压回路：只能间歇增压。
4、卸荷回路•功能：在执行元件短时间不工作时，不需要频繁启、停原动机，而是使泵源在很小的输出功率下运转。
•卸荷的实质：使液压泵的输出流量或者压力接近于零，分别称为流量卸荷与压力卸荷。
•卸荷方式：•用换向阀中位机能的卸荷回路（压力卸荷）•用先导型溢流阀的卸荷回路（压力卸荷）•限压式变量泵的卸荷回路（流量卸荷）•采用蓄能器的保压卸荷回路换向阀M、H、K型中位机能均可实现压力卸荷限压式变量泵可实现保压卸荷用先导型溢流阀实现的压力卸荷卸荷时采用蓄能器补充泄漏保持液压缸大腔的压力限压式变量泵工作原理及特性曲线5、平衡回路•功能：使承受重力作用的执行元件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，或因自重而超速失控。
采用单向顺序阀不可长时间定位采用液控单向阀定位可靠单向节流阀用于平稳下行6、保压回路•功能：使系统在执行元件不动或仅有微小位移的工况下保持稳定的压力。
•保压性能有两个指标：保压时间和压力稳定性。
电接触式压力表4监视预设压力的上下限值，控制换向阀2动作，液控单向阀3实现保压蓄能器保压卸荷回路7.2 速度控制回路控制与调节液压执行元件的速度。
液压与气动传动第七章液压基本回路
图7-13b 调速特性曲线
q1
当进入液压缸的工作流量为 、泵的供油
q q 流量应为
，供油压力p为 ，1 此时
p 液压缸工作腔压力的p正常工作范围是
p2
A2 16）
回路的效率为 ：
c
(p1
p2 AA12)q1 ppqp
p1 p2 pp
A2 A1
（7-17）
（2）差压式变量泵和节流阀的调速回路
图7-6a 采用电接触式压力表控制的保压回路
2. 采用蓄能器的保压回路 图7-6b 采用蓄能器的保压回路
3.采用辅助泵的保压回路 图7-6c 采用辅助泵的保压回路
7.2 速度控制回路
7.2.1 速度调节与控制原理 7.2.2 定量泵节流调速回路 7.2.3 容积调速回路 7.2.4 快速运动回路
7.1.5 平衡回路 平衡回路的作用： 1.采用单向顺序阀的平衡回路
图7-5a 采用单向顺序阀的平衡回路
2.采用液控单向阀的平衡回路 图7-5b 采用液控单向阀的平衡回路
3.采用远控平衡阀的平衡口路 图7-5c 采用远控平衡阀的平衡回路
7.1.6 保压回路 保压回路的功能： 1．采用电接触式压力表控制的保压回路
（3）三种调速回路的刚度比较。根据式（7-12），可得速度负载 特性曲线，如图7-9b所示。
（4）三种调速回路功率损失的比较。旁路节流调速回路只有节流 损失，而无溢流损失，因而功率损失比进油和回油两种节流阀调 速回路小，效率高。
（5）停机后的启动性能。长期停机后，当液压泵重新启动时，回 油节流阀调速回路背压不能立即建立会引起瞬间工作机构的前冲 现象。而在进油节流调速回路中，因为进油路上有节流阀控制流 量，只要在开车时关小节流阀即可避免启动冲击。
液压基本回路
时，效率很低。 故 本回路多用于机床进给系统中。
（2）差压式变量泵和节流阀调速回路工 作原理
动画演示
工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。 qP > q1时，pP↑，定子右移，e↓，qP↓ < qP < q1时，pP↓，定子左移，e↑，qP↑ 直至qP = q1，v=c。
qP > q1，pP↑，通过反馈，qp↓qP= q1
<
> v=c
q P < q1，pP↓，e↑,qP↑qP= q1 0、5Mpa(中低压)
△pmin = pP - p1= < 调速阀正常工作，△P最小 过大，△P大易发热 1 Mpa（高压）
若△P <
过小，v稳定性不好
限压式变量泵和调速阀调速回路特点
而发生振动。
差压式变量泵和节流阀调速回路应用
适用于负载变化大、速度 较低的中小功率系统。
❖ 7.2.2 快速运动回路
快速回路功用：使执行元件获得必要的高速，以提 高效率，充分利用功率。
❖ 1、液压缸差动路工作原理
电磁铁动作顺序表
电磁铁 动作顺序
1YA
2YA 3YA
❖ 1、节流调速回路 组成：定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
原理：通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制
流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。
分类：
节流阀节流调速 按采用流量阀不同 < 调速阀节流调速
进油路 按流量阀安装位置不同 < 回油路
旁油路
❖ （1）进油节流调速回路
第七章液压基本回路(速度回路)
3）变量泵-变量马达的 容积调速
3．容积节流调速(联合调速)
容积节流调速回路是采用压力补偿型变
量泵供油，通过对节流元件的调整来改 变流入或流出液压执行元件的流量来调 节其速度；而液压泵输出的流量自动地 与液压执行元件所需流量相适应。这种 回路虽然有节流损失，但没有溢流损失， 其效率虽不如容积调速回路，但比节流 调速回路高。其运动平稳性与调速阀调 速回路相同，比容积调速回路好
1）进油路节流调速回路 (进口节流)
回路结构如图 所示，节流阀 串联在泵与执 行元件之间的 进油路上。它 由定量泵、溢 流阀、节流阀 及液压缸（或 液压马达）组 成。
通过改变节流阀的开口量（即通流截面
积AT）的大小，来调节进入液压缸的流 量，进而改变液压缸的运动速度。 定量泵输出的多余流量由溢流阀溢流回 油箱。为完成调速功能，不仅节流阀的 开口量能够调节，而且必须使溢流阀始 终处于溢流状态。 在该调速回路中，溢流阀的作用一是 调整并基本恒定系统压力；二是将泵输 出的多余流量溢流回油箱。
出口节流调速回路的速度—负载特性：
与进口节流调速回路基本相同
•进口与出口节流阀调速回路比较
（1）出口节流阀调速回路： 液压缸回油腔形成一定背压，能承受负值负载 （与液压缸运动方向相同的负载力）。 流经节流阀而发热的油液，直接流回油箱冷却。 （2） 进口节流阀调速回路： 液压缸回油路上设置背压阀后，才能承受负值负 载。故增加节流调速回路的功率损失。 流经节流阀而发热的油液，还要进入液压缸，对 热变形有严格要求的精密设备会产生不利影响。 对同一个节流阀可使液压缸得到比出口节流阀调 速回路更低的速度。
调速回路按改变流量的方法不同可分
为三类： 节流调速回流 容积调速回路 容积节流调速回路
液压传动与控制____液压基本回路
换向回路、
锁紧回路 （制动回路）、
浮动回路等。
一、换向回路
其作用是-变换执行机构的运动方向。
对执行机构的换向，要求具有良好的平稳性和 灵敏性。
在换向过程中，运动部件的速度变化有三个阶 段：
制动阶段—从某种工作速度减至零速； 停滞阶段—短暂的过渡停顿； 起动阶段—又从零速反向加速至所需的工作速
1.由两个过载阀组成的缓冲补油回路 （见附图） 该回路简单，适用于两边流量相等的系统。
由两个过载阀组成 的缓冲补油回路-
2.由四个单向阀和一个过载阀组成的缓冲补油回路
该回路简单，由于 两边使用一个过载 阀，只能调定一种 压力，故适用于两 边油路的过载压力 调定压力相同的系 统中。
3.由两个过载阀和两个补油单向阀组成的缓 冲补油回路
1.双向减压回路
（见下图 ）
5 4 至主油路 3
2
6
1
图3-35 减压回路
2.单向减压回路 3.分析减压回路
五、增压回路 使系统的局部油路或某个执行元件获得比液压
泵工作压力高得多的压力时,可采用增压回路。 常用的有 双向增压回路、单向增压回路。
1.单向增压回路 （课本P131图6-4 a）
单向增压回路-
1
2
Δ
节
B
1
B
图3-54 进口节泵供油压力pB是不变的，带动
泵的电动机功率也是不变的； ②流量Q和油压pB ，却按最高速度和最大负载
来选择；
③当系统在低速、轻载下工作时，有相当大的 一部分功率被损耗掉，损失的功率变成热能 使系统油温升高；
④由于液压缸回油腔没有背压，所以运动平稳 性较差；
F1=p1 S1 F2=p2 S2 F1=F2 p1 S1 =p2 S2 p2= (S1/ S2) p2 (S1/ S2)=K>1
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思考题与习题
7-1试说明由行程阀与液动阀组成的自动换向回路的工作原理。
泵压p p、溢流功率损失ΔP y和回路效率η。
⑵当A T=0.01㎝2和0.02㎝2时，若负载F=0，则泵压和缸的两腔压力p1和p2多大？⑶当F=10kN时，若节流阀最小稳定流量为50×10-3 L/min，对应的A T和缸速νmin多大？若将回路改为进油节流调速回路，则A T和νmin多大？
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两项比较说明什么问题？
7-6能否用普通的定值减压阀后面串联节流阀来代替调速阀工作？在三种节流调速回路中试用，其结果会有什么差别？为什么？
q=30L/min。
不计管道和换向阀压力损失。
试问：⑴欲使缸速恒定。
不计调压偏差，溢流阀最小调定压力p y多大？⑵卸荷时能量损失多大？⑶背压若增加了Δp b，溢流阀定压力的增量Δp y应有多大？
7-9如图所示，双泵供油、差动快进—工进速度换接回路有关数据如下：泵的输出流量q1=16L/min，q2=16L/min，所输油液的密度ρ=900㎏/m3，运动粘度υ=20×10-6㎡/s；缸的大小腔面积A1=100cm2，A2=60 cm2；快进时的负载F=1kN；油液流过方向阀时的压力损
233
失Δpυ=0.25MPa，连接缸两腔的油管ABCD的内径d=1.8㎝,其中ABC段因较长(L=3m),计算时需计其沿程压力损失,其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。
试求：⑴快进时缸速v和压力表读数。
⑵工进时若压力表读数为8MPa，此时回路承载能力多大（因流量小，不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？
7-10图示调速回路中，泵的排量V P=105ml/r，转速n P=1000r/min，容积效率ηvp=0.95。
溢流阀调定压力p y=7MPa。
液压马达排量V M=160ml/r，容积效率ηvM=0.95，机械效率ηmM=0.8，负载扭矩T=16N·m。
节流阀最大开度A Tmax=0.2㎝²(可视为薄刃孔口),其流量系数C q=0.62,油液密度ρ=900㎏/m³.不计其它损失.试求: ⑴通过节流阀的流量和液压缸
⑴缸的左腔压力p1；
⑵当负载F=0和F=9000N时的右腔压力p2；
⑶设泵的总效率为0.75，求系统的总效率。
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