第7章液压基本回路
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
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。
液压与气动技术第七章液压基本回路
7.2 压力控制回路
7.2.2减压回路 1.单向减压回路 如图7-7所示为用于夹紧系统的单向减压回路。单向减压阀
5安装在液压缸6与换向阀4之间，当1YA通电，三位四通电 磁换向阀左位工作，液压泵输出压力油通过单向阀3、换向 阀4，经减压阀5减压后输入液压缸左腔，推动活塞向右运动， 夹紧工件，右腔的油液经换向阀4流回油箱；当工件加工完 了，2YA通电，换向阀4右位工作，液压缸6左腔的油液经 单向减压阀5的单向阀、换向阀4流回油箱，回程时减压阀不 起作用。单向阀3在回路中的作用是，当主油路压力低于减 压回路的压力时，利用锥阀关闭的严密性，保证减压油路的 压力不变，使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出，减压阀5 的调整压力应低于溢流阀2的调整压力，才能保证减压阀正 常工作（起减压作用）。
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7.1 方向控制电路
7.1.2锁紧回路
能使液压缸在任意位置上停留，且停留后不会在外力作用下 移动位置的回路称锁紧回路。凡采用M型或O型滑阀机能换 向阀的回路，都能使执行元件锁紧。但由于普通换向阀的密 封性较差，泄漏较大，当执行元件长时间停止时，就会出现 松动，而影响锁紧精度。
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7.1 方向控制电路
2.液动换向阀组成的换向回路 液动换向阀组成的换向回路，适用于流量超过63 L/min、
对换向精度和平稳性有一定要求的液压系统，但是，为使机 械自动化程度提高，液动换向阀常和电磁换向阀、机动换向 阀组成电液换向阀和机液换向阀来使用。此外，液动换向阀 也可以手动，也可以手动换向阀为先导，组成换向回路。 图7-2为电液换向阀组成的换向回路。当1YA通电，三位四 通电磁换向阀左位工作，控制油路的压力油推动液动换向阀 的阀芯右移，液动换向阀处于左位工作状态，泵输出的液压 油经液动换向阀的左位进入缸左腔，推动活塞右移；当1YA 断电2YA通电，三位四通电磁换向阀换向（右位工作），使 液动换向阀也换向，主油路的液压油经液动换向阀的右位进 入缸右腔，推动活塞左移。
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。
液压基本回路—方向控制回路
第7章 液压基本回路
7.1 方向控制回路
方向控制回路是用来控制液压系统各油路中液流的接通、切断或变 向，从而使执行元件相应地实现起动、停止或换向等一系列动作。 方向控制回路有换向回路和锁紧回路等。
7.1.1 换向回路
1 液压系统中，执行元件运动方向的变换，可通过各种换向阀实现； 换向阀的控制方式可以是人力、机械、电动、液动等。
2 图7.2所示分别为采用电磁换向阀和手动换向阀的换向回路。
第7章 液压基本回路
两 停留在缸的两端。
三 位 四 通 手 动 换 向 阀
阀芯中位，泵卸荷，活塞制动； 阀芯左位，活塞右移； 阀芯右位，活塞左移。
第7章 液压基本回路
第7章 液压基本回路
图7.3 采用换向阀滑 阀机能的闭锁回路
第7章 液压基本回路
图7.4 采用 液控单向阀 的闭锁回路
电磁铁都不通电，阀芯中位，泵 卸荷，单向阀A、B关闭，活塞双 向闭锁；
左边电磁铁都通电，阀芯左位， 单向阀B开启，活塞右移；
右边电磁铁都通电，阀芯右位， 单向阀A开启，活塞左移。
7.1.2 闭锁回路
1 闭锁回路又称为锁紧回路，用以实现执行元件在任意位置上停止，并 防止停止后产生蹿动。
2 常用的锁紧回路有采用O型或M型滑阀机能换向阀的闭锁回路和采用 液控单向阀的闭锁回路两种。
3 图7.3所示即为采用三位四通O型和M型滑阀机能换向阀的闭锁回路； 4 图7.4所示为采用液控单向阀的闭锁回路。
7.1 方向控制回路
第7章 液压基本回路
教学 内容
1 方向控制回路 2 压力控制回路 3 速度控制回路 4 多缸动作控制回路
第7章 液压基本回路
01
液压基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道 的组合。
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。
第七章 液压系统基本回路
（1）进油节流调速回路 进油节流调速回路
节流阀进口节流调速回路特征 将节流阀串联在进入液压缸的油路 即串联在泵和缸之间，调节A 上，即串联在泵和缸之间，调节A节，即 可改变q 从而改变速度， 可改变q，从而改变速度，且必须和溢流 阀联合使用。 阀联合使用。
进油路节流调速回路适用于轻载、 进油路节流调速回路适用于轻载、 低速、 低速、负载变化不大和速度稳定性要 求不高的小功率液压系统。 求不高的小功率液压系统。
（4）节流调速回路工作性能的改进 用调速阀代替节流阀，可以提高 节流调速回路的速度稳定性和运动平稳性。 但功率损失大，效率低。
v
2、容积调速回路 容积调速回路特点
∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小 节流调速回路效率低、发热大， 功率场合。 功率场合。 而容积调速回路， ∴而容积调速回路，因无节流损失或溢流损 故效率高，发热小， 失 ，故效率高，发热小，一般用于大功率场 合。
用三位换向阀的中位机能卸荷。 1、用三位换向阀的中位机能卸荷。 用二位二通阀卸荷。 2、用二位二通阀卸荷。
用换向阀的卸荷回路： 1、用换向阀的卸荷回路： 利用主阀处于中位时M. H.K型机能 型机能， 利用主阀处于中位时M. H.K型机能， p→T，属零压式卸荷。 使p→T，属零压式卸荷。 泵卸荷时，溢流阀关闭。 图7-3中， 泵卸荷时，溢流阀关闭。系统重 新启动时，因溢流阀有不灵敏区， 会冲击。 新启动时，因溢流阀有不灵敏区， 会冲击。
（2）回油节流调速回路
节流阀出口节流调速回路特征 将节流阀串联在 液压缸的回油路上， 液压缸的回油路上， 即串联在缸和油箱之 调节A 间，调节AT，可调节 以改变速度， q2以改变速度，仍应 和溢流阀联合使用， 和溢流阀联合使用， pP = pS 。
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。
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第七章液压基本回路
一、填空
1、限压式变量泵和调速阀的调速回路，泵的流量与液压缸所需流量
，泵的工作压力；而差压式变量泵和节流阀的调速回路，泵输出流量与负载流量，泵的工作压力等于节流阀前后压力差，故回路效率高。
2、顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按预定顺序动作，按控制方式不同，分为控制和控制。
同步回路的功用是使相同尺寸的执行元件在运动上同步，同步运动分为同步和同步两大类。
二、选择题
1、图7-1示回路中，各阀调定压力如图示。
试确定在下列工况时C缸的工作压力。
I）．在图示位置下C缸压力是
II）图示状况下，当B缸活塞顶上死挡块时，
C缸压力为；
III）当A阀通电后，B缸活塞退回不动时，C缸压力是
A.0Mpa ； B、3Mpa； C、5Mpa； D、4Mpa
2、图7-2所示回路中，各阀的调整压力为p1>p2>p3>p4，则回路能实现级调压。
A)1； B)2； C)3； D)4
3、要求多路换向阀控制的多个执行元件实现两个以上执行机构的复合动作，多路换向阀的连接方式为；
要求多路换向阀控制的多个执行元件实现顺序动作，多路换向阀的连接方式为。
A）串联油路 B）并联油路 C）串并联油路 D）其他
4、在下列调速回路中，为流量适应回路， B 为功率适应回路。
（多选）
A) 限压式变量泵和调速阀组成的调速回路
B) 差压式变量泵和节流阀组成的调速回路
C) 定量泵和旁通型调速阀（溢流节流阀）组成的调速回路
D) 恒功率变量泵调速回路
5、容积调速回路中，的调速方式为恒转矩调节；的调速方式为恒功率调节。
A）变量泵—变量马达 B）变量泵—定量马达
C）定量泵—变量马达
6、用同样定量泵，节流阀，溢流阀和液压缸组成下列几种节流调速回路， B 能
够承受负值负载，的速度刚性最差，回路效率最高。
A）进油节流调速回 B）回油节流调速回路
C）旁路节流调速回路
7、在定量泵节流调速阀回路中，调速阀可以安放在回路的（多选），而旁通型调速回路只能安放在回路的。
A）进油路 B）回油路 C）旁油路
8、在回油节流调速回路中，节流阀处于节流调速工况，系统的泄漏损失及溢流阀调压偏差均忽略不计。
当负载F增加时，泵的输入功率，缸的输出功率。
A）增加 B）减少
C）基本不变 D）可能增加也可能减少
9、在调速阀旁路节流调速回路中，调速阀的节流开口一定，当负载从F1降到F2时，若考虑泵内泄漏变化因素时液压缸的运动速度v ；若不考虑泵内泄漏变化的因素时，缸运动速度v可视为。
A）增加 B）减少 C）不变 D）无法判断
10、在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F1降到F2而调速阀开口不变时，泵的工作压力；若负载保持定值而调速阀开口变小时，泵工作压力。
A）增加 B）减小 C）不变 D）无法判断
11、在定量泵－变量马达的容积调速回路中，如果液压马达所驱动的负载转矩变小，若不考虑泄漏的影响，试判断马达转速；泵的输出功率。
A）增大 B）减小 C）基本不变 D）无法判断
12、在差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路中，如果将负载阻力减小，其他条件保持不变，泵的出口压力将，节流阀两端压差将。
A）增大 B）减小 C）基本不变 D）无法判断
三、判断题
1、变量泵容积调速回路的速度刚性受负载变化影响的原因与定量泵节流调速回路有根本的不同，负载转矩增大泵和马达的泄漏增加，致使马达转速下降。
（）
2、采用调速阀的定量泵节流调速回路，无论负载如何变化始终能保证执行元件运动速度稳定。
（）
3、旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可安装在执行元件的回油路和旁油路上。
（）
4、因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。
（）
5、同步运动分速度同步和位置同步，位置同步必定速度同步；而速度同步未必位置同步。
（）
6、压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。
（）
四、名词解释
1、节流调速回路：
2、容积调速回路：
3、功率适应回路：
4、速度刚性：
五、问答题
1、在图7-3所示的夹紧系统中，已知定位压
力要求为10×105Pa，夹紧力要求为3×104
Ｎ，夹紧缸无杆腔面积Ａ1=100cm，试回答下
列问题： 1）A，B，C，D各件名称，作用及
其调整压力； 2）系统的工作过程。
2、什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？
3、液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡回路有何区别？
4、图7-4示为三种不同形式的平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区别。
5、多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？
6、液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？。