液压基本回路
第七章 液压基本回路
释压、平衡等回路。
3
一、调压回路
功用
1、使液压系统整体 或某一部分的压 力保持恒定或不 超过某个数值。
4
2、可以实现多级压力 的变换。 •当 DT+ 时，p = pB
pA p
•当 DT- 时，p = pA
pB DT
5
6
二、减压回路
作用：使系统中的某一部分油路具有较低的稳定 压力。 关于回路的几点说明：
32
整理(1)，(2)，(3)式，可得：
33
2、机械特性曲线
34
由图可知：当溢流阀的调整压力pp和节流
阀的通流截面积AT1调定之后 1）、对于调速阀而言: F↑↓ →v 不变 2）、对于节流阀而言: ①、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1pp时，v = 0 即活塞停止运动； ③、定压式节流调速回路的承载能力是不 受AT1的变化影响的。
35
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响的程度，它是回路对负载变化抗 衡能力的一种说明。
某处的斜率↓→kv↑→机械特性越硬→活塞 运动速度受负载变化的影响↓→活塞在负载下 的运动越平稳。
36
影响kv的因素： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ的变化受其它条件的限制)
3、效率
1)、当液压缸在恒载下工作时（F不变）：
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
39
2)、当液压缸在变载下工作时： 当AT1不变时，若F↑↓→p1↑↓→q1 ↓↑
∵ P1= p1q1
∴ 当p1= 0 或 p1= pp 时，P1= 0 因此，当p1在0 ～ pp之间变化时，P1有一 最大值，即：
第六讲 液压基本回路
液压基本回路—增压回路
四、增压回路
使系统某一支路获得 较系统调定压力高的工作
压力
其特征是由增压缸供 油，从而使执行元件2有
较大的出力。
液压基本回路--平衡回路
五、平衡回路
平衡回路的功用在于使执行元件 的回油路上保持一定的背压值，以平 衡重力负载，使之不会因重力而自行 下降。 1.采用单向顺序阀的平衡回路 调整顺序阀的开启压力，使其和 液压缸下腔承压面积的乘积略大于垂 直运动部件的重力，则在重力的作用 下液压缸活塞不能自行下降，这时的 单向顺序阀称为平衡阀。适用于工作 负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。
液压基本回路锁紧回路
2.采用液控单向阀的锁紧 回路 当系统停止工作时， 液控单向阀将执行元件的
进出油口关闭，执行元件
被锁紧。
液压基本回路多执行元件控制回路
第四节 多执行元件 控制回路 通过压力、流 量、行程控制来实 现多执行元件的预 定动作要求。 一、顺序动作回路 1.压力控制的顺序动 作回路 1)由顺序阀控制的顺 序动作回路
单 向 顺 序 阀
液压基本回路--平衡回路
2.采用液控制单向阀的平衡回路 不工作时液控制单向阀关 闭，油缸下腔的油液无法排出， 油缸无法下降。当油液上腔通 压力油时，控制油液进入液控 单向阀，使其打开，油缸下腔 的油液排出，油缸下降。
在回路中用液控单向阀闭 锁油液，泄漏少，闭锁性好。 单向节流阀可保证活塞下行运 动的平稳性。
变量泵油缸容积调速回路
速度控制回路--快速和速度换接回路
二、快速动作回路和速度换接回路
(一)快速运动回路
功能：使执行元件获得尽可能大的
工作速度，以提高生产效率，并使
功率得到合理的利用。 1.液压缸差动连接快速运动回路 差动连接和非差动连接的速度之比：
液压基本回路
3. 自动补油的保压回路
应用：保压时间长，压力稳 定性要求高的场合
7-2 速度控制回路
调速回路 快速运动回路 速度换接回路
一、 调速回路
概述
q 液压缸: v = A q 马达: n = V
A = C , q b, v b . qb , V b , nb
调速方法
{
有级变速 无级变速
{
1. 节流调速 2. 容积调速 3. 容积节流调速
二、快速运动回路
作用：空载时加快执行元件的运动速度。
1.差动
动画演示
2. 双泵供油
快进：双泵供油 工进：左泵卸荷， 右泵压力由溢流阀调定 快退：双泵供油
三、速度换接回路
作用：在一个工作循环中，实现不同速度的转换。 1.用行程阀
下位：快进 上位：工进
动画演示
2. 调速阀并联
3.调速阀串联
AT 3 < AT 2
1.变量泵-定量马达式调速回路 调速特性：
（1）转速
qM nM = ηv qM = qP = VP nP VM VP nP nM = ηv VM
当nP , VM 一定, VP b, nM b .
调速范围较大 RC ≈ 40
（2） 转矩
pM VM TM = ηm 2π TM 与 qP 无关, VP b, TM = C.
第七章 液压基本回路
压力回路 速度控制回路 方向控制回路 多缸工作控制回路 其它回路
§7-1 压力控制回路
调压回路 减压回路 卸荷回路 平衡回路 保压回路
一、调压回路
作用：调整或限定系统压力。 作用 1.单级调压回路
a.调整系统压力并保持
A
电磁阀断电，最高压力由A调定, 电磁阀通电，系统压力由B调定. p1 > p 2
液压基本回路
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7.2 压力控制回路
• 7.2.4 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。这样可以减少液压泵磨损，降低功率消耗，减小温升。 卸荷的方式有两类:一类是液压缸卸荷，执行元件不需要保持压力;另 一类是液压泵卸荷，但执行元件仍需保持压力。 • 1.执行元件不需保压的卸荷回路 • (1)换向阀中位机能的卸荷回路 • 图7-11所示为采用M型(或H型)中位机能换向阀实现液压泵卸荷的回 路。当换向阀处于中位时，液压泵出口通油箱，泵卸荷。
第7章 液压基本回路
• • • • 7.1 7.2 7.3 7.4 方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路 多缸动作控制回路
7.1 方向控制回路
• 在液压系统中，工作机构的启动、停止或变化运动方向等都是利用控 制进入执行元件液流的通、断及改变流动方向来实现的。实现这些功 能的回路称为方向控制回路。常见的方向控制回路有换向回路和锁紧 回路。
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7.3 速度控制回路
• • • • • • • 进油路节流调速回路的特点如下: ①结构简单，使用简单 ②可以获得较大的推力和较低的速度 ③速度稳定性差 ④运动平稳性差 ⑤系统效率低，传递功率低 用节流阀的进油节流调速回路一般应用于功率较小、负载变化不大的 液压系统中。 • (2)回油路节流调速回路 • 把流量控制阀安装在执行元件通往油箱的回油路上的调速回路称为回 油节流调速回路，如图7-16所示。
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7.3 速度控制回路
• (3)旁油路节流调速回路 • 如图7-17所示，将节流阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成 了旁油路节流调速回路。该回路中，节流阀调节了液压泵溢回油箱的 流量q2，从而控制了进入液压缸的流量q1，调节流量阀的通流面积， 即可实现调速。这时，溢流阀作为安全阀，常态时关闭。回路中只有 节流损失，无溢流损失，功率损失较小，系统效率较高。 • 旁油路节流调速回路主要用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的 场合。 • 使用节流阀的节流调速回路，速度受负载变化的影响比较大，亦即速 度稳定性较差，为了克服这个缺点，在回路中可用调速阀替代节流阀。
液压基本回路
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 V = q / A 液压马达的转速 n = q / Vm 式中： q——输入液压执行元件的流量； A——液压缸的有效面积； Vm——液压马达的排量。
由以上两式可知，要想调速，改变进入液压 执行元件的流量或改变变量液压马达的排量 的方法来实现。为了改变进入液压执行元件 的流量，可有三种方法：
六、增压回路
1. 增压原理 2. 增压回路
二、 速度控制回路
速度控制回路:是调节和变换执行元件运 动速度的回路。 速度控制回路包括：调速回路、快速运动回 路，速度换接回路，其中调速回路是液压系 统用来传递动力的，它在基本回路中占有重 要地位。
（一）调速回路
调速回路：用于调节液压执行元件速度的回 路。
（2）特点 ①速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交， 其最大承载能力随 AT 的增大而减小，即旁路 节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围 也小。 ②旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失， 发热少，效率高些。 ③由于旁路节流调速回路负载特性很软，低 速承载能力又差，故其应用比前两种回路少， 只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要 求不高而要求功率损失较小的系统中。
1 2 1 2 1 2
i
if p
p
A 2 A , then
1 2
F p 2p p A
0 c 2
i
p ：液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失；
i
p ：液压缸出口至合成管路前的压力损失；
0
p ：合成管路的压力损失；
c
3. 采用蓄能器的快速运动回路
（1）回路组成 （2）回路原理 （3）特点 ①可用小流量泵获快 速运动 ②只适用于短期需要 大流量的场合。
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。
第六章液压基本回路
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。
第六章液压基本回路
▪ 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。
第六章液压基本回路
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
▪ 用顺序阀控制的泄压回路
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
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。
▪ 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。
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基本回路
任何一个液压系统，都是由一个或几个主回路和许多简单的、各有特定功能的基本回路组成的。
虽然各个系统的作用、性能和工况不相同，但构成系统的许多回路有着相同的工作原理、工作特性和作用。
1. 主回路
所谓主回路就是指油液从液压泵到执行元件，再从执行元件回到液压泵的流动循环路线。
由液压泵到液压马达构成的系统为泵－马达系统；由液压泵到液压缸构成的系统为泵－缸系统。
根据油液流动循环路线的不同，主回路可以分为开式循环系统和闭式循环系统两种基本型式。
液压泵从油箱吸油，液压缸（或液压马达）的回油直接返回油箱的液压系统为开式循环系统。
开式循环系统还具有系统简单、油液散热条件好等优点，但油箱容积大、系统松散，而且油液易混入杂质。
变量液压泵排出的压力油进入液压马达，液压马达的回油又直接返回泵的吸油口，工作油液在液压泵和液压马达之间不断循环流动这样的系统为闭式循环系统。
为了补偿因泄漏造成的客积损失，闭式循环系统必须设置辅助液压泵，向主液压泵供油。
闭式循环系统结构复杂、油液散热条件差，但油箱容积小、系统紧凑，密闭性能好。
2．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的压力，以此实现系统的调压、增压、保压、卸荷、顺序动作等多种控制。
压力控制回路包括以下几种回路：
⑴调压回路，控制系统的工作压力，使系境压力不超过某一预先调定的值，或者使工作机构运动过程中的各个阶段具有不同的压力。
通常用益流阀来调定泵的工作压力。
⑵卸荷回路的作用就是在系统中各个执行元件暂时不工作时，使液压泵以很低的压力运转，或以很小的流量运转，使泵的输出功率最小，节约能耗、减少泵的磨损和系统发热。
可通过变量泵或换向阀来实现卸荷。
⑶背压回路的作用是使执行元件的回液具有一定的压力，以减小执行元件的冲击和振动，增加运动的乎稳性，或防止立式液压缸与垂直或倾斜运动的工作部件因自重而下落，并使它们在任意位置锁定。
背压回路可由溢流阀、顺序阀、节流阀等安装在执行元件的回液路上构成。
3．速度控制回路
速度控制回路是控制、调节执行元件运动速度的回路，主要调速回路、快速运动回路、同步回路、速度替换回路等。
在液压系统中执行元件的运动速度主要决定于系统的流量，各调速回路主要是调节系统的流量。
当执行元件为液压马达时，既可通过改变进入马达的流量，也可通过改变马达本身的排量来调节其转速。