液压控制高速开关阀液压控制系统
液压传动与控制
液压传动与控制1.液压传动的工作原理以液体作为工作介质,并以其压力能进行能量传递的方式,即为液压传动;2.液压传动的特征⑴力或力矩的传递是按照帕斯卡原理静压传递定律进行的⑵速度或转速的传递按容积变化相等的原则进行;“液压传动”也称“容积式传动”;3.液压传动装置的组成⑴动力元件即各种泵,其功能是把机械能转化成压力能;⑵执行元件即液压缸直线运动和马达旋转运动,其主要功能是把液体压力能转化成机械能;⑶控制元件即各种控制阀,其主要作用是通过对流体的压力、流量及流动方向的控制,来实现对执行元件的作用力、运动速度及运动方向等的控制；也用于实现过载保护、程序控制等;⑷辅助元件上述三个组成部分以外的其他元件,如管道、接头、油箱、过滤器等,它们对保证系统正常工作是必不可少的;⑸工作介质是用来传递能量的流体,即液压油;4.液压油的物理性质⑴密度⑵可压缩性表示液体在温度不变的情况下,压力增加后体积会缩小、密度会增大的特性;⑶液体的膨胀性液体在压力不变的情况下,温度升高后其体积会增大、密度会减小的特性;⑷粘性液体受外力作用而流动或有流动趋势时,液体内分子间的内聚力要阻止液体分子的相对运动,由此产生一种内摩擦力;液体内部产生摩擦力或切应力的性质,称为液体的粘性;①动力粘度绝对粘度根据牛顿摩擦定理见流体力学而导出的粘度称为动力粘度,通常以μ表示;②运动粘度同一温度下动力粘度μ与密度ρ的比值为运动粘度,用v表示;③相对粘度条件粘度粘压特性在一般情况下压力对粘度的影响比较小,在工程中当压力低于5Mpa时,粘度值的变化很小,可以不考虑;粘温特性液压油粘度对温度的变化是十分敏感的,当温度升高时,其分子之间的内聚力减小,粘度就随之降低;5.液压泵的主要性能参数⑴压力①工作压力P 液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力;②额定压力Ps 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力;③峰值压力Pmax 在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值,称为液压泵的峰值压力;⑵排量和流量①排量V 液压泵每转一周,由其密封容积几何尺寸变化计算而得出的排出液体的体积称为液压泵的排量;②理论流量qt 在不考虑液压泵泄漏的情况下,在单位时间内所排出的液体体积的平均值称为理论流量;③实际流量q 液压泵在某一具体工况下单位时间内所排出的液体体积称为实际流量;④额定流量qn 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定必须保证的流量,亦即在额定转速和额定压力下泵输出的流量称为额定流量;⑶功率和效率①液压泵的功率损失容积损失液压泵流量上的损失机械损失液压泵在转矩上的损失②液压泵的功率输入功率Pi 作用在液压泵主轴上的机械功率输出功率Po 液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差Δp和输出流量q的乘积③液压泵的总效率液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值;6.齿轮泵的工作原理当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时轮齿脱开啮合的一侧,由密封容积变大则不断从油箱中吸油,轮齿进入啮合的一侧,由于密封容积减小则不断地排油,这就是齿轮泵的工作原理;7.齿轮泵的困油现像当齿轮啮合后,啮合的两齿间的液压油由于齿的封闭无法排出而形成的现象;危害当容积有大变小时,油液受到挤压,造成油液发热,产生振动噪声,功耗增大,轴与轴承受到一附加负荷;当容积由小变大时,封闭空间的压力降低,造成气穴或气蚀,并使容积效率下降;措施在齿轮泵啮合部位侧面的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽;8.内泄漏三条途径泄漏①通过齿轮啮合处的间隙②通过泵体内孔和齿顶圆的径向间隙③通过齿轮两侧面和侧盖板间的端面间隙9.径向力不平衡现象齿轮泵是吸油,压油区对称的非平衡式液压油泵;从吸油腔到压油腔,压力沿齿轮旋转的方向逐齿递减,因此,齿轮和轴受到径向不平衡力的作用;危害径向不平衡力很大时能使轴弯曲,齿顶与壳体接触扫膛现象,同时加速轴承的磨损,降低了轴承的寿命;措施①采用压缩压油口的办法,以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力；②采用开油槽的办法;10.高压齿轮泵的特点⑴浮动轴套式⑵浮动侧板式⑶挠性侧板式11.叶片泵⑴单作用叶片泵多为变量泵在转子转一周的过程中,每个工作腔完成一次吸油和压油;⑵双作用叶片泵均为定量泵在转子转一周的过程中,每个工作腔完成两次吸油和压油;12.液压缸的分类按结构形式的不同可分为活塞泵、柱塞泵、摆动式、伸缩式等;⑴活塞式液压泵①单活塞杆式②双活塞杆式③无活塞杆式差动连接当单活塞杆液压缸无杆腔和有杆腔同时接通压力油时,称为“差动连接;”差动连接时的推力比非差动连接时小,但速度比非差动连接时大;因此,差动连接是一种减小推力而获得高速的方法;⑵柱塞式液压缸⑶伸缩式液压缸⑷摆动式液压缸⑸增压缸⑹齿轮齿条式液压缸13.液压缸组件的构造一般来说,液压缸的结构主要包括缸体结构、活塞杆导向部分结构、活塞连接结构、密封装置、液压缸安装连接结构、缓冲装置及排气装置等;14.液压阀的分类⑴按功能分类①压力控制阀用来控制液压系统中液流压力的液压控制元件;②流量控制阀用来控制液压系统中液流流量的液压控制元件;③方向控制阀用来控制液压系统中液流的流动方向的液压控制元件;⑵按控制方式分类①定值或开关控制阀②比例控制阀③伺服控制阀⑶按连接方式分类①管式②板式③叠加阀④二通插装阀⑤螺纹插装阀15.方向控制阀⑴单向阀单向阀类似电路中的二极管,在液压系统中单向阀只允许液流沿一个方向流过,反向流动则被截止,因此也称为止回阀;作用保压、锁紧和消除油路干扰⑵换向阀换向阀借助于阀芯与阀体之间的相对运动来改变连接在阀体上各管道的通断关系,使油路接通、断开或改变油液的流动方向,从而实现液压执行元件及其驱动机构的起动、停止或变换运动方向;根据换向时的操纵方式不同,换向阀可分为电磁换向阀、手动换向阀、机动换向阀、液动换向阀、电液换向阀等;16.压力控制阀⑴溢流阀溢流阀在液压系统中主要起定压或安全保护的作用;直动式溢流阀先导式溢流阀⑵减压阀直动式减压阀先导式减压阀⑶顺序阀顺序阀在液压系统中的主要作用是控制执行机构的先后顺序动作,以实现系统的自动控制;直动式顺序阀先导式顺序阀⑷压力继电器压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的小型电液控制元件;17.流量控制阀⑴节流阀最基本的控制阀⑵调速阀⑶分流阀18.过滤器的作用液压传动系统中的液压油不可避免地含有各种杂质,杂质混入液压油后,随着液压油的循环作用,进入液压元件内部,严重妨碍液压系统的正常工作;清除混入液压油中的杂质的最有效办法,除利用油箱沉淀一部分大颗粒杂质外,主要是利用各种过滤器来滤除;19.过滤器的分类⑴表面型过滤器粗过滤①网式过滤器②线隙式过滤器⑵深度型过滤器精过滤①纸质过滤器②烧结式过滤器⑶吸附型过滤器20.过滤器在液压系统中的安装位置过滤器只能单向使用⑴安装在液压泵的吸油管路上保护液压泵免遭较大颗粒的杂质的直接伤害⑵安装在压油管路上保护液压泵以外的其他液压元件⑶安装在回油路上保证流回油箱的油液是清洁的⑷安装在辅助泵的输油路上保证杂质不会进入主油路的各液压元件中⑸安装在支流管路上滤除混入油液中的杂质⑹单独过滤滤除油液中的全部杂质21.油箱的作用油箱的作用主要是储存油液,此外还起着散热、分离油液中的气体及沉淀污染物等作用;22.蓄能器的工作原理与功用蓄能器是液压系统中的一种能量储存装置;其主要作用如下：⑴作辅助动力源⑵补偿泄漏和保持恒压用⑶作紧急动力源⑷消除脉动与降低噪声⑸吸收液压冲击23.蓄能器的使用和安装⑴充气式蓄能器应使用惰性气体一般为氮气,允许工作压力视蓄能器结构形式而定;⑵不同的蓄能器各有其适用的工作范围;⑶囊式蓄能器原则上应垂直安装油口向下,只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装;⑷装在管路上的蓄能器必须用支板或支架固定;⑸蓄能器与管路系统之间应安装截止阀,供充气、检修时使用;蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,以防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油液倒流;24.密封装置密封装置的作用是用来防止压力工作介质的泄漏和阻止外界灰尘、污垢和异物的侵入,是解决液压系统泄漏问题的最关键、最有效的手段;液压系统如果密封不良,可能会出现不允许的内、外泄漏;25.基本液压回路⑴压力控制回路①调压回路使液压系统整体或一部分的压力保持恒定或不超过某个数值;②减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力;③增压回路通过增压缸来实现提高液压系统中的某一支路的工作压力;④卸荷回路⑤保压回路在执行元件停止运动,而油液需要保持一定的压力时,需要用到保压回路;⑥平衡回路为防止立式液压缸和垂直运动的工作部件因自重而自行下滑,或在下行运动中由于自重而造成失控、失速的不稳定运动,常采用平衡回路;⑦卸压回路对容量大的液压缸和高压系统,应在保压与换向之间采取卸压措施;⑵速度控制回路①节流调速回路效率低工作原理是通过改变回路中流量控制阀通流面积的大小来控制进去执行元件的流量,以调节其运动速度;②容积调速回路容积调速回路是通过改变泵或马达的排量来实现调速的;主要优点没有节流损失和溢流损失,因而效率高,油液温升小,适用于高速、大功率调速系统;缺点变量泵和变量马达的结构较复杂,成本较高;③增速回路使液压执行元件获得所需要的高速,缩短机械的空程运动时间,从而提高系统的工作效率;④速度换接回路使液压执行机构在一个工作循环中从一种运动速度换到另一种运动速度;⑶方向控制回路①换向回路②锁紧回路通过切断执行元件的进油、出油通道来使它停在规定的位置上;③缓冲回路防止执行元件起动、停止时的冲击;④回转回路提高工作效率和整机机动性;⑷多执行元件控制回路①顺序动作回路实现多个执行元件按预定的次序动作的液压回路;②同步动作回路实现多个元件以相同的位移或相等的速度运动的液压回路;③互不干扰回路防止液压系统中的几个液压执行元件因速度快慢的不同而在动作上互相干扰的液压回路;⑸液压马达控制回路①液压马达串、并联回路适应行走机械的不同工况;②液压马达制动回路使液压马达迅速停转;。
液压系统的设计步骤和设计要求
液压系统的设计步骤与设计要求液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。
着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。
设计步骤 1.1液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。
一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。
）确定液压执行元件的形式；1）进行工况分析，确定系统的主要参数；2）制定基本方案，拟定液压系统原理图；3）选择液压元件；4）液压系统的性能验算；5）绘制工作图，编制技术文件。
6明确设计要求1.2设计要求是进行每项工程设计的依据。
在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。
）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；1）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；2）液压驱动机构的运动形式，运动速度；3）各动作机构的载荷大小及其性质；4）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；5）自动化程序、操作控制方式的要求；6）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；7）对效率、成本等方面的要求。
8制定基本方案和绘制液压系统图制定基本方案 3.1）制定调速方案（1液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。
对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。
对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。
速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。
容积节流调速。
——相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。
高速电磁阀
高速电磁阀高速电磁阀也叫高速开关阀、高速电磁开关阀。
是很多控制系统的关键执行元件, 例如在汽车制动防抱死系统(ABS) ,电控柴油喷射系统,无凸轮电控液压驱动气门系统上都需要具有大流量,快速响应的开关电磁阀.它通过接受电子控制单元的控制信号实现快速的启闭,额定流量和动作时间是衡量电磁阀的重要指标,其直接影响系统的稳定性和可控性,电磁阀的额定流量越大,响应时间越快,系统的控制精度和稳定性越好.目录∙高速电磁阀的发展概况∙高速电磁阀的分类∙高速电磁阀的特点∙高速电磁阀的设计考虑高速电磁阀的发展概况∙国外早在50年代末就开始了数字阀的研制工作，但在1975年以前只限于实验室研究。
高速电磁开关阀自二十世纪七十年代问世以来，国内外许多厂家、公司，竞相研制出不少的型式结构，对高速开关阀的研究和应用已经成为液压界的一个重要课题。
英国最先开展高速开关阀研究，开发出两种特殊结构的高速开关阀，分别采用筒状、锥状的结构设计从而提高了阀体结构刚度，克服了传统电磁开关阀电磁作用力越大衔铁加速度越小的矛盾，使得当阀芯行程小于1mm时，阀的响应时间不大于1ms。
美国公司则于1984年推出了一种三通球形高速电磁开关阀，该阀的响应时间为：开启时间3ms，关闭时间2ms，工作压力10Mpa。
德国一公司成功地开发出一种适用于超高压下工作的高速电磁开关阀，该阀的开启时间为0.3ms，关闭时间为0.65ms。
德国另一公司研制响应时间为0.2ms，工作压力为135MPa的超高压高速电磁开关阀。
日本一公司研制的高速电磁开关阀，为三位四通滑阀结构，最高工作压力为50MPa，响应时间为1ms，。
此类型高速开关阀的工作流量都甚小，需要的额定电磁力就较小。
各有特点，各有不同的实用范围，需要根据系统对电磁阀的性能、安装尺寸的具体要求选择合适的电磁阀结构设计。
与国外相比，我国的高速电磁开关阀的开发研究工作起步相对较晚，有关高速电磁开关阀的研究始于二十世纪八十年代后期，所开展的工作大致可以分为两个方面，即一方面是跟踪国外的研究，探索电磁开关阀实现快速响应的基础理论；另一方面则是自主或合作开发高速电磁开关阀样机及与之配套的驱动控制装置。
数字技术在液压系统中应用技术
数字技术在液压系统中的应用一、引言随着计算机技术的发展，液压系统中数字技术的应用领域得到不断拓展。
从20世纪90年代开始，人类已进入了数字化、信息化、知识化时代。
数字技术的数学基础——离散数学、逻辑数学等，早在17、18世纪就已经出现。
但是发展成为数字技术并付诸实用，则是在微电子技术和器件的发展之后。
20世纪60年代是以使用电子管为主的时期，这时要在液压系统中大量采用数字技术是有困难的，主要是因为设备庞大、功率损耗很多，系统可靠性和稳定性也不易满足要求。
随着半导体器件、集成器件和超大规模集成器件的出现，数字技术在液压系统中的应用迅速而又普遍地发展起来。
近几年，由于微型计算机的发展和提高，特别是单板机、单片机低廉的价格，为液压系统的数字化提供了必要的条件，使数字技术已应用于液压的诸多方面，并且还不断地在开拓着新的应用领域。
数字技术在液压系统的应用主要在直接数字控制（DDC）、计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助测试（CAT）等方面。
二、数字液压元件为了能使液压系统实现高速、高效及高可靠性，需研制将电信号转换为液压输出的且性能好的数字元件。
这种数字液压元件通过把电子控制装置安装于传统阀、缸或泵内，并进行集成化处理（如把传感器集成于液压缸的活塞杆上），形成了种类繁多的数字元件，如数字阀、数字缸、数字泵等，由数—模转换元件直接与计算机相连，利用计算机输出的脉冲数和频率来控制电液系统的压力和流量。
1.数字控制阀液压系统中采用的数字控制阀可分为模拟式阀、组合式数字阀、步进式数字阀及高速开关阀等类型。
模拟式阀需要进行数模和模数的反复转换，也常采用脉宽调制式控制，是一种间接式的数字控制。
组合式数字阀是由成组的普通电磁阀和压力阀或流量阀组成的数字式压力或流量阀。
电磁阀接受由微机编码的经电压放大后的二进制电压信号，省去了昂贵的 D/A 转换装置。
步进式数字阀是采用步进电动机作为电—机械转换元件，将输入信号转换为与步数成比例的阀输出信号，这类阀具有重复精度高、无滞环、无需采用D/A转换和线性放大器等优点，但由于它的响应速度慢，对于要求快速响应的高精密系统，需要采用模拟量控制方式。
液压基本回路PPT课件
多缸快慢速互不干扰回路
调速阀并联的快慢速互不干扰回路
在每个液压缸的进油路上分别并联一个调速阀，通过调节调速阀的开口大小来实现各缸 的快慢速互不干扰。
变量泵（马达）控制的快慢速互不干扰回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入各液压缸的流量，实现各缸的快慢速互不 干扰。
比例阀控制的快慢速互不干扰回路
制动器锁紧回路
通过制动器对执行元件进行锁紧，防止其意外移动。
锁紧回路的应用
如机床工作台、升降台等需要长时间保持位置的场合。
制动回路
01
02
03
溢流阀制动回路
通过溢流阀使系统压力迅 速降低，实现执行元件的 快速制动。
换向阀制动回路
利用换向阀切断液流，使 执行元件迅速停止运动。
制动回路的应用
如各种车辆的刹车系统、 机床的快速进给系统等。
压力控制回路
03
调压回路
调压原理
利用压力控制阀调节系统 压力，保持稳定的工作压 力。
调压方式
通过改变溢流阀的设定压 力，实现系统压力的调节。
调压回路应用
适用于需要稳定工作压力 的液压系统，如机床、注 塑机等。
减压回路
减压原理
通过减压阀将系统压力降低到所 需的工作压力。
减压方式
减压阀串联在油路中，通过调节减 压阀的设定压力，实现减压效果。
多缸工作控制回路
05
同步运动回路
流量控制同步回路
依靠节流阀或调速阀分别调节进入两液压缸的流量使之相等，实 现两缸同步运动。
容积控制同步回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入液压缸的流量，实 现两缸同步运动。
伺服控制同步回路
利用伺服阀或比例阀等高精度控制元件，通过闭环控制实现两缸 高精度同步运动。
挖掘机的液压系统及控制
泵的电控全功率控制
数字开关阀 （高速电磁阀）
泵的电控全功率控制
• 泵调节器电子化：泵调节器与主控阀共用一 台控制器（微机），两个数字开关阀（高速 电磁阀）对主泵变量缸的进回油进行高速通、 断控制，主泵的变量缸再控制泵的斜盘。 • 如果配合采用负荷传感流量控制，这样的系 统具有提高作业性能、简化操作、节能等优 点。由于预先编制的软件可以对泵的排量作 任意设定，因此不论机器在高原工作或者长 期使用使发动机功率下降，都可以通过软件 来解决。
泵的压力切断控制
Q
无压力切断控制
Q大 Q小
压力切断控制
P
顺序阀
• 泵输出压力在设定值以 上时，使泵的流量自动 减小，进行压力切断控 制（恒压控制），主要 目的是进一步减小高压 溢流损失。
泵的负流量控制
换向阀中位 回油道上有 节流孔，油 通过这个节 流孔产生压 差。将节流 孔前的压力 引到泵变量 机构来控制 泵的排量。
压力控制阀
• 安全阀——限制系统最高压力，保护系统 元件不被高压损坏。 1. 直动式：中低压系统 2. 先导式：高压系统 • 过载阀：限制封闭管路最高压力。 • 减压阀——一个泵同时供给两个以上压力 不同的回路。 1. 直动式：中低压系统 2. 先导式：高压系统
直动式安全阀
弹簧比较硬
先导式安全阀 弹簧比较硬
Q
当泵的转速发 生变化时，泵的 恒功率曲线也发 生变化。
泵的恒功率曲线
功率大 功率小 P
液压恒功率控制要点
• 泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根 弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似 的恒功率曲线。 • 调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力 p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的 功率。起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的 功率小。因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。 • 只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入恒功率 调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。压力与 流量的变化为：压力升高，流量减小；压力降低，流 量增大。维持：流量×压力=功率不变。 • 当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。
液压系统培训
目录一、液压学二、液压符号三、能源装置部分四、执行装置部分五、控制调节装置部分六、辅助装置部分七、传动介质--液压油八、液压回路九、液压应用十、液压维护一、液压系统概论1.液压学液压学就是说"机械能"把"油"变成"液压能"去驱动最终执行机构，执行机构只有二种，一种是液压缸，一种是液压马达，液压缸做直线运动，液压马达做旋转运动。
这二种运动都分不开液压油在管道中的流动方向，管道中的油的流量及流动压力。
即液压三要素"方向""流量""压力"。
2.液压系统的组成部分？1、能源装置部分------把机械能转换成流体的压力能的装置，一般指的就是液压泵了，要是气动就是空气压缩机。
也就是动力部分。
2、执行装置部分------把流体的压力转换成机械能的装置，一般指的是液压缸和液压马达。
3、控制调节装置部分--对液压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节、装置部分，如溢流阀、节流阀、换向阀等4、辅助装置部分－－除了上面的3项以外，如油箱、过滤器、蓄能器等。
5、传动介质－－－－传递能量的介质．6、液压油－－－－是组成液压系统的一个组成部分，液压油一般不会归到辅助装置二、液压符号1．符号，表示能量传递在回路图中，图示符号用于表示能量传递和液压管路。
为清晰表示回路图，应尽可能地绘制直线而避免交叉。
2．符号，表示能量传递在加热器和冷却器的符号中，箭头方向与热量流动方向相一致3．符号，表示能量转换液压泵由带驱动轴符号的圆表示，其中三角符号表示工作油液的流动方向。
因工作介质为有压液体，所以，三角符号为实心。
在气动技术中，工作介质为气体，三角符号为空心。
4．符号，表示液压马达液压马达与液压泵的符号不同，其区别在于表示工作油液流动方向的箭头相反。
5．符号，表示单作用液压缸单作用液压缸仅具有一个油口，工作油液只能进入无杆腔。
开环与闭环液压控制系统
第1章 绪论液压控制系统是以（静）液压控制与换能元件为主要控制元件构建的控制系统。
液压控制与换能元件通常指液压控制阀、控制用液压泵等。
液压控制技术是自动控制技术的一个重要分支。
液压控制系统特点鲜明，优势明显，发挥不可替代的作用。
液压控制技术是典型的机电液一体化技术，是多学科交叉融合发展的范例。
例如，电气液压控制系统以动力学系统为对象，以负反馈系统设计为手段，集成机械系统、电气系统和液压系统构建机电液一体化的动态系统。
目前，液压控制技术在装备制造业、汽车工业、航天航空、兵器工业、冶金工业、船舶工业、医疗工程等多领域获得应用。
本章将阐述如下问题：开环液压控制与闭环液压控制系统，液压控制系统的分类及特点，液压控制技术的发展历程与趋势，液压控制技术的应用。
1.1 开环液压控制与闭环液压控制与机电控制系统一样，液压控制系统也可以分为开环液压控制与闭环液压控制。
下面以机床运动平台控制为例探讨开环控制系统与闭环控制系统。
机床运动平台是常见的控制对象。
机床运动平台是机床的工作台体，它安装在床身的滑动导轨上。
不同类型机床对运动平台的性能要求不同，例如平面磨床的运动平台（工作台）仅要求实现平稳的水平往复运动，不需要精密控制其位移量。
数控加工中心或数控铣床的运动平台（工作台）作精密进给运动，则需要精确控制平台的运动位移量，否则影响工件加工质量。
为了便于清晰探讨实际液压开环控制与液压闭环控制的异同，以机床运动平台为被控对象，分别用电磁换向阀、电磁比例方向阀和电液伺服阀作为主要控制元件，建立机床运动平台的三种常见液压控制系统。
1.1.1 用电磁换向阀构建的液压控制系统普通平面磨床水平往复工作台可以采用如图1.1所示的液压控制方案。
因不需要精确控制运动位移，它采用电磁换向阀构建液压控制系统。
三位四通电磁换向阀作控制元件，采用行程开关或接近开关等作为指令元件，由继电器等构成逻辑运算网络，可以实现控制信号逻辑运算与功率放大，从而产生足够控制电流驱动电磁换向阀的电磁铁。
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从动油缸 夹紧力输出
等效的液压系统图 系统适用于压力小于5MPa
电磁阀PWM信号——输出压力曲线
结构简单，成本低，动态响应好。但： 1、参考压力的波动引起主压力的波动被放大； 2、放大倍数不能太大。 系统适用于压力小于10Mpa；
更高的压力可采用开环，与系统的压力传感， 在计算机的作用下，形成闭环控制，经标定 后可适用各种工业控制。
《液压伺服与比例控制系统》
液压功率放大的要素
N=PQ —传递的液压功率 P-压力—由压力实现的功率放大 Q-流量—又流量实现的功率放大 于是:液压控制系统可归结为两种最基 本的类：压力控制系统；流量控制系 统
CVT变速器液压系统图
压力控制——金属到夹紧力控制系统
回路 逻辑
油泵 流量输出
比例溢流阀
扰动
刀架 XP
1
作业5 结合论文自选题目
参考书
计算机控制系统辅助设计 M芯阀 套直较方式
指令传感器
Ka
工作台
反馈传 感器
Xi
指令
1
位置比较 阀芯与阀套
X芯
Xv 伺服阀
-
X套
液压缸 1
扰动
被控 XP
工作台
Xi 1
FL
1 Ap2
( Vt
4e
s
KCe )
动力元件
xv Kq
- Ap
1
xp
s
(
s2
2 h
2 h h
s 1)
1
Xi
指令
1
XV
-
液压能源
液压动力元件
伺服阀 液压缸
比例阀流量阀
比例方向节流阀
10
电液比例调速阀
11
动圈式直接位 置反馈伺服阀 桥路图
先导级放大元件
反馈杆
12
直接位置反馈电液伺服阀
力马达
可用作液压阀弱信号发生装置还包括： 步进电机 伺服电机
直接反馈伺服阀控制框图
1、采用阀芯、阀套直接比较法； 2、导阀芯导阀套直接比较、通过刚性连接直接（测量）反馈； 3、放大元件为导阀部分、缸是主阀两端部分； 4、指令元件是线圈，被控对象是主阀芯，使主阀芯位移跟 踪动圈的指令位移 。
i指
x指
线圈 1
导阀芯阀 套比较
开环控制（放大）部分
扰动
X芯
X
-
导阀 B+B
主阀两端缸 及主阀阻力
X套
1 （导阀套与主阀芯刚性连接）
xv 主阀芯
被控制 对象
直接反馈伺服阀控制框图
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喷嘴挡板式力反馈电液伺服阀
弹簧管 （扭簧）
喷嘴
先导级油 缸左腔
主滑阀
固定节流孔
力马达
挡板（导阀芯）
反馈弹簧杆
先导级油 缸左腔
要求： 主阀芯位移自动跟 踪输入的电流，与 输入电流成比例。
双喷嘴挡板阀
力矩比较 元件
T
弹簧管
x
x
反馈杆
xv
被控对象
被控对象
作业题1
作业题2
作业题3
结构简单，成本低，动态响应好。但： 1、参考压力的波动引起主压力的波动被放大； 2、放大倍数不能太大。 系统适用于压力小于10Mpa；
控制框图 作业题4