1、液壓與氣壓傳動第第7 7章章 液壓與氣壓傳動回路液壓與氣壓傳動回路 液壓基本回路液壓基本回路:由有關由有關液壓元件和管道組合而成以液壓元件和管道組合而成以實現某種特定功能的典型油實現某種特定功能的典型油路。路。 任何一個液壓系統都是由任何一個液壓系統都是由一個或幾個基本回路組成。一個或幾個基本回路組成。2022年5月4日星期三7.1 7.1 概述概述 7.3 7.3 壓力控制回路壓力控制回路7.4 7.4 7.5 7.5 7.2 7.2 2022年5月4日星期三液壓基本回路分類液壓基本回路分類（按功用）：（按功用）：1.1.方向控制回路：方向控制回路：控制執行元件運動方向的變換和鎖控制執行元件

2、運動方向的變換和鎖停，停，包括換向回路和鎖緊回路等；2.2.壓力控制回路：壓力控制回路：控制整個系統或局部油路的工作壓控制整個系統或局部油路的工作壓力，力，包括調壓、減壓、卸荷和平衡等多種回路；3.3.速度控制回路：速度控制回路：控制和調節執行元件的速度，控制和調節執行元件的速度，包括調速回路、快速運動和速度換接回路等； 4.4.多缸工作控制回路：多缸工作控制回路：控制幾個執行元件相互間的工控制幾個執行元件相互間的工作循環，作循環，包括順序動作回路、同步回路和多缸快慢速互不干擾回路等。 2022年5月4日星期三 方向控制回路是利用各種方向控制閥來控制流體的通斷和變向，以便使執行元件啟動、停止和

3、換向。2022年5月4日星期三手動換向閥手動換向閥：換向精度和平穩性不高，常用于換向不頻繁且無需自動化的場合，如一般機床夾具、工 程機械等。機動換向閥：機動換向閥：換向精度高，沖擊小，一般用于速度和慣性較大的系統中。液動和電液換向閥液動和電液換向閥：流量超過63L/min，對換向精度與平穩有一定要求的液壓系統。性能特點：電磁換向閥：電磁換向閥：方便的實現自動往復運動，但換向平穩性 和換向精度不高的場合。2022年5月4日星期三 圖7-1所示為雙作用油缸的換向回路。由三位四通M型電磁換向閥控制油缸換向，電磁鐵1YA通電時，液壓力推動活塞向右運動；電磁鐵2YA通電時，液壓力推動活塞向左運動；換向閥

4、在中位時，液壓缸停止，液壓泵卸荷。應用實例應用實例1 1：2022年5月4日星期三 三三位閥有中位，位閥有中位，不同不同中位機能中位機能可使系統獲得不同可使系統獲得不同性能。二位閥只能使執行元件正、反向運動性能。二位閥只能使執行元件正、反向運動. 采用采用二位四通換向閥、三位四通換向閥二位四通換向閥、三位四通換向閥都可以使都可以使雙作用執行元件換向。雙作用執行元件換向。應用實例應用實例2 2： 2022年5月4日星期三 對于換向要求高的主機（如各類磨床），若用手動換向閥就不能實現自動往復運動，一般采用特殊設計的機液換向閥，以行程擋塊推動機動先導閥，由它控制一個可調式液動換向閥來實現工作臺的換向

5、，既可避免“換向死點”， 又可消除換向沖擊。分類：換向要求不同可分為時間控制制動式 行程控制制動式 2022年5月4日星期三圖7.3 時間控制制動式換向回路 1 時間控制制動時間控制制動式換向回路式換向回路 它由執行元件帶動的工作臺上的撥塊撥動機動先導閥，機動閥使控制油路換向，進而使液動主閥換位，執行元件反向運動。2022年5月4日星期三圖7.3 時間控制制動式換向回路 其制 動 時間可通過節流閥J1和J2的開口量得到調節；此外，換向閥中位機能采用H型，對減小沖擊量和提高換向平穩性都有利。其主要缺點是換向精度不高。 2022年5月4日星期三圖7.4 行程控制制動式換向回路 2 行程控制制動式換

6、向回路行程控制制動式換向回路換向精度較高，沖擊量較小；但制動時間的長短不可調。 無論液壓缸運動速度快慢，先導閥心總是移動L距離使工作部件預制動后，再用換向閥來使它實現制動并換向。 2022年5月4日星期三 鎖緊回路可使活塞在鎖緊回路可使活塞在任任一位置停止一位置停止，可防其竄動。，可防其竄動。 方法：利用三位換向閥的M M、O O型型中位機能封閉液壓缸兩腔。但換向閥有泄漏，此法不夠可靠，只適用于鎖緊要求不高的回路。 最常用方法：采用雙液控雙液控單向閥。單向閥。液控單向閥有良好的密封性，在外力作用下，也能使執行元件長期鎖緊。 鎖緊回路 2022年5月4日星期三 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制

7、系統整體壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執行元件對力或轉矩或某一部分的壓力，以滿足液壓執行元件對力或轉矩要求的回路。要求的回路。 包括：包括：調壓調壓回路回路、 減壓減壓回路回路、 增壓增壓回路回路、 卸荷卸荷回路回路、 保壓保壓回路回路、平衡、平衡回路回路、 釋壓釋壓回路。回路。2022年5月4日星期三 作用：使液壓系統整體或部分的壓力保持恒定或不作用：使液壓系統整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個數值。超過某個數值。 調壓回路又可以分為調壓回路又可以分為: 壓力調定回路壓力調定回路 壓力限定回路壓力限定回路 若系統中需要二種以上壓力，可實現多級調壓回路

8、。若系統中需要二種以上壓力，可實現多級調壓回路。 2022年5月4日星期三 調節溢流閥便可調節溢流閥便可調節泵的供油壓力。調節泵的供油壓力。1. 1. 單級調壓回路單級調壓回路 溢流閥調壓彈簧溢流閥調壓彈簧壓力表壓力表 為了便于調壓和觀察，溢流為了便于調壓和觀察，溢流閥旁一般要就近安裝壓力表。閥旁一般要就近安裝壓力表。 2022年5月4日星期三 在不同的工在不同的工作階段，液壓系作階段，液壓系統需要不同的工統需要不同的工作壓力，多級調作壓力，多級調壓回路便可實現壓回路便可實現這種要求。這種要求。 主溢流閥調主溢流閥調10MPa遠程溢流閥調遠程溢流閥調4MPa 切斷切斷右圖所示為二級右圖所示為二

9、級調壓回路。圖示調壓回路。圖示狀態下，泵出口狀態下，泵出口壓力由溢流閥壓力由溢流閥3調定為較高壓力。調定為較高壓力。2 2二級調壓回路二級調壓回路2022年5月4日星期三3.3.多級調壓回路多級調壓回路 換向閥居中位，溢流閥換向閥居中位，溢流閥 主閥主閥1調壓調壓10MPa開啟開啟2022年5月4日星期三換向閥居左位，遠程溢流換向閥居左位，遠程溢流 閥閥2調壓調壓8MPa開啟開啟換向閥居右位，遠程溢流換向閥居右位，遠程溢流 閥閥3調壓調壓7MPa開啟開啟2022年5月4日星期三4連續、按比例進行壓力調節的回路連續、按比例進行壓力調節的回路 如圖7-6c所示調節先導型比例電磁溢流閥的輸入電流I，

10、即可實現系統壓力的無級調節，這樣不但回路結構簡單，壓力切換平穩。而且更容易使系統實現遠距離控制或程序控制。2022年5月4日星期三 減壓回路的功用是使系統中某一部分油路具有較減壓回路的功用是使系統中某一部分油路具有較低的穩定壓力。低的穩定壓力。 分類：分類：單級減壓單級減壓和和多級減壓回路。多級減壓回路。2022年5月4日星期三 例：例：圖為用于工件夾緊的減壓回路,為二級減壓回路。 換向閥居左位，減壓閥換向閥居左位，減壓閥 由閥由閥1彈簧調壓為彈簧調壓為5MPa2022年5月4日星期三 換向閥居右位，減壓閥換向閥居右位，減壓閥 由遠程閥由遠程閥2調壓為調壓為3MPa 為使減壓回路工作可靠，減壓

11、閥的最低調整壓力不應小于0.5Mpa，最高調整壓力至少比系統壓力小0.5Mpa。 夾緊時，為防止系統壓力降低油液倒流，并短時保壓，在減壓閥后串接一個單向閥。2022年5月4日星期三 增壓回路是使系統中某一部分具有較高的穩定壓力。它能使系統中的局部壓力遠高于液壓泵的輸出壓力。1212pAAp2022年5月4日星期三 液壓泵的卸荷有液壓泵的卸荷有流量卸流量卸荷和壓力卸荷。荷和壓力卸荷。 流量卸荷流量卸荷是是: :使用變量泵使用變量泵的液壓系統，的液壓系統，使泵僅為補償使泵僅為補償泄漏而以最小流量運轉，此泄漏而以最小流量運轉，此方法比較簡單，但泵仍處在方法比較簡單，但泵仍處在高壓狀態下運行高壓狀態下

12、運行，磨損比較，磨損比較嚴重。嚴重。 壓力卸荷壓力卸荷是是: :使泵在接近使泵在接近零壓下運轉。一般液壓泵卸零壓下運轉。一般液壓泵卸荷均指壓力卸荷。荷均指壓力卸荷。 2022年5月4日星期三 卸荷回路的作用卸荷回路的作用: : 在液壓泵驅動電動機不頻繁啟閉在液壓泵驅動電動機不頻繁啟閉的情況下，的情況下，使液壓泵在功率損耗接使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運轉近于零的情況下運轉，以減少功率，以減少功率損耗，降低系統發熱，延長泵和電損耗，降低系統發熱，延長泵和電機的壽命。機的壽命。 常見的壓力卸荷方式有：常見的壓力卸荷方式有： 換向閥卸荷回路換向閥卸荷回路 2022年5月4日星期三1 1 換向閥

13、卸荷回路換向閥卸荷回路 、和型中位機能的三位換向閥處于中位時，泵即卸荷。 如圖所示為采用型中位機能的電液換向閥的卸荷回路。 這種回路切換時壓力沖擊小，但回路中必須設置單向閥等背壓閥，以使系統能保持0.3 MPa 左右的壓力，供操縱控制油路之用。2022年5月4日星期三用電磁溢流閥的卸荷回路 1 電磁溢流閥是帶遙控口的先導式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當執行元件停止運動時，二位二通電磁閥得電，溢流閥的遙控口通過電磁閥回油箱，泵輸出的油液以很低的壓力經溢流閥回油箱，實現泵卸荷。 2022年5月4日星期三 當電磁鐵1YA得電時，泵和蓄能器同時向液壓缸左腔供油，推動活塞右移，接觸工件后，系統壓力升高

14、。當系統壓力升高到卸荷閥1的調定值時，卸荷閥打開，液壓泵通過卸荷閥卸荷，而系統壓力用蓄能器保持。 圖中的溢流閥2是當安全閥用。 圖8.24 用卸荷閥的卸荷回路2YA1YA3142蓄能器保壓卸荷閥使泵卸荷2022年5月4日星期三 機械設備在工作過程中,常常要求液壓執行機構在其行程終止時,保持壓力一段時間,這時需采用保壓回路。 所謂保壓回路,也就是使系統在液壓缸不動或僅有工件變形所產生的微小位移下穩定地維持住壓力,最簡單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路,但是閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時間不能維持太久。 常用的保壓回路有以下幾種:利用蓄能器的保壓回路利用蓄能器的保壓回路利用液壓

15、泵的保壓回路利用液壓泵的保壓回路利用液控單向閥的保壓回路利用液控單向閥的保壓回路2022年5月4日星期三蓄能器保壓回路1 利用蓄能器的保壓回路利用蓄能器的保壓回路 借助蓄能器來保持系統壓力，補償系統泄漏。如圖所示，當主換向閥左位工作時，油缸向右移動進行夾緊工作，壓力升至少調定值時，液壓泵卸荷，油缸由蓄能器保壓。2022年5月4日星期三 在保壓過程中,液壓泵仍以較高的壓力(保壓所需壓力)工作。 若采用定量泵則壓力油幾乎全經溢流閥流回箱，系統功率損失大,易發熱。小功率系統且保壓時間較短才使用； 若采用變量泵，在保壓時，泵的壓力較高,但輸出流量幾乎為零。液壓系統的功率損失小，隨泄漏量的變化而自動調整

16、輸出流量，效率較高。液壓泵保壓回路2 利用液壓泵的保壓回路利用液壓泵的保壓回路2022年5月4日星期三 圖示為采用液控單向閥和電接點壓力表的自動補油式保壓回路。當油缸壓力下降到下限值時，電接點壓力表發電信號，電磁鐵2YA通電，換向閥右位得電，液壓泵給系統補油，壓力上升。液控單向閥保壓回路3 利用液控單向利用液控單向閥的保壓回路閥的保壓回路2022年5月4日星期三 平衡回路的功用：平衡回路的功用： 防止立式液壓缸與垂直運動的工作部件由于自重而自行下落造成事故或沖擊。 圖7.13 用單向順序閥的平衡回路 12022年5月4日星期三 調節單向順序閥1的開啟壓力,使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓.活塞下

17、行時,由于回路上存在一定背壓支承重力負載,活塞將平穩下落;換向閥處于中位時,活塞停止運動. 圖7.13 用單向順序閥的平衡回路 此處的單向順序閥又稱為平衡閥 由于滑閥結構的順序閥和換向閥存在泄漏，活塞不可能長時間停在任意位置。 該回路適用于工作負載固定且活塞閉鎖要求不高的場合。2022年5月4日星期三 液控單向閥是錐面密封，故閉鎖性能好。回路油路上串聯單向節流閥用于保證活塞下行的平穩。2022年5月4日星期三作用：控制和調節執行元件的速度。分類： 調速回路：調節液壓執行元件運動速度的速度控制回路。 快速回路：使之獲得快速運動的速度控制回路。液壓缸差動連接回路、采用蓄能器的快速運動回路、雙泵供油

18、回路、用增速缸的快速運動回路。 速度換接回路：快速運動與工作進給速度以及工作進給速度之間的速度控制回路。2022年5月4日星期三 液壓系統常常需要調節的運動速度，以適應主機的工作循環需要。 液壓缸的速度為： Aq 液壓馬達的轉速: Vqn 式中: q 輸入液壓缸或液壓馬達的流量； A 液壓缸的有效面積（相當于排量）； V 液壓馬達的每轉排量。 vqA 2022年5月4日星期三目前常用調速回路主要有： (1)(1)節流調速回路節流調速回路 采用定量泵供油，通過改變回路中節流面積的大小來控制流量，以調節其速度。 (2)(2)容積調速回路容積調速回路 通過改變回路中變量泵或變量馬達的排量來調節執行元

19、件的運動速度。 (3)(3)容積節流調速回路（聯合調速）容積節流調速回路（聯合調速） 2022年5月4日星期三 節流調速回路的節流調速回路的工作原理工作原理是通過是通過改變改變回路中回路中流流量控制元件量控制元件（節流閥或調速閥）（節流閥或調速閥）通流截面積的大小通流截面積的大小來來控制控制流入或流出執行元件的流入或流出執行元件的流量流量，以調節其運動，以調節其運動速度。速度。 根據流量閥在回路中的位置不同，根據流量閥在回路中的位置不同，分為分為: : 進油進油節流調速回路節流調速回路 回油回油節流調速回路節流調速回路 旁路旁路節流調速回路節流調速回路2022年5月4日星期三圖7.16 進口節

20、流調速回路 進油節流調速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調定壓力并保持定值。注注意意 節流閥串聯在泵和缸之間 溢流閥的作用：（1）調整并基本恒定系統的壓力；（2）將液壓泵輸出的多于流量溢回油箱。2022年5月4日星期三（ 1）泵的流量和工作壓力min1maxminmax1TTPpAFpppminTp 節流閥的最小壓差maxF液壓缸最大負載力泵的工作壓力：泵的工作壓力： 泵的輸出流量泵的輸出流量：minmax1minmax1qvAqqqpmax1q與液壓缸最大速度相對應的 通過節流閥的最大流量。 minq通過溢流閥的最小溢流量。 2022年5月4日星期三2211ApFAp11AFp11

21、AFppppPP)(11AFpCApCAqPTT111111)(AFpCAAFpACAAqvPTPT（故液壓缸的速度為:經節流閥進入液壓缸的流量：節流閥兩端的壓差：回油腔通油箱，p2視為零，故:力平衡方程式：（2 2）速度負載特性）速度負載特性 2022年5月4日星期三)(11111FApACAAqpT(7.5) 式 (7.5)為進口節流調速回路的速度負載特性方程。以v為縱坐標,F為橫坐標，將式(7.5)按不同節流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進口節流調速回路的速度負載特性曲線。2022年5月4日星期三 液壓缸速度v與節流閥通流面積AT成正比,調節AT可實現無級調速; AT調定后，速

22、度隨負載的增大而減小，負載最大時液壓缸移動速度為零; 為保證該回路正常工作，必須使泵的工作壓力大于負載壓力，以保證節流閥的工作壓差大于零; 各曲線在速度為零時都匯交到同一負載點，說明回路的承載能力不受節流閥截面積變化的影響。)(11111FApACAAqpT2022年5月4日星期三（3 3）功率特性）功率特性 圖7.16中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： pppqpPFFP11111qpAq 回路的功率損失為： 111qpqpPPPppp11)()(qppqqpTpp=1qpqpTp=而缸的輸出功率為： 2022年5月4日星期三 式中 溢流閥的溢流量, 。 q1qqqp 進油路節流調速

23、回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失 節流功率損失 qpPp112qpPTpqpqpPPPppp11P1ciPP(7.11)1 q p q p P T p 回路效率：2022年5月4日星期三（4 4）調速特性）調速特性 調速特性是以其所驅動的液壓缸在某個負載下可能得到的最大工作速度和最小工作速度之比（調速范圍）。1min1max1minmaxTTTciRAAvvR2022年5月4日星期三 在執行元件的回油路上串接一個節流閥，即構成回油節流調速回路，如圖所示。 （1 1）泵的輸出流量和壓力）泵的輸出流量和壓力 液壓泵的輸出流量：minmax1TpqvAq 節流閥串聯在節流閥串聯在液壓缸的回油

24、路上液壓缸的回油路上， 2min121max,pppAAAFpTTp液壓泵的輸出壓力：2022年5月4日星期三（2 2）速度）速度負載特性負載特性12122)AAFpCAAqvPT（221ApFApP212/ )(AFAppP232pppp)AF(212ApCApCAqPTT故液壓缸的速度為:經節流閥流出液壓缸的流量：節流閥兩端的壓差：故:力平衡方程式：2022年5月4日星期三212PPqpqpPTp功率損失 ：P22211121,)()(ppqpqpAApqpqpAApPPTppTpppTppci回路效率 ：ci常量PPpqpP1212P11221P1)()(qpAApAqApApFvP出口

25、節流調速回路的輸出功率：出口節流調速回路的輸入功率：(3)(3)功率特性功率特性2022年5月4日星期三 出口節流調速回路運動平穩性好。 進口節流調速的油液發熱會使缸的內外泄漏增加； 出口節流調速回路中重新啟動時背壓不能立即建立，會引起瞬間工作機構的前沖現象。 進口、出口節流調速回路結構簡單，但效率較低，只宜用在負載變化不大，低速、小功率場合，如某些機床的進給系統中。 工作中回路的工作中回路的供油壓力供油壓力不隨負載變化而變化又被稱為不隨負載變化而變化又被稱為定定壓式節流調速回路；壓式節流調速回路；2022年5月4日星期三 節流閥裝在與節流閥裝在與液壓缸并聯的支液壓缸并聯的支路上，利用節流路上

26、，利用節流閥把液壓泵供油閥把液壓泵供油的一部分排回油的一部分排回油箱實現速度調節箱實現速度調節溢流閥作安全閥用，溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力液壓泵的供油壓力P Pp p取決于負載取決于負載。 2022年5月4日星期三（1 1）液壓泵的輸出流量與壓力）液壓泵的輸出流量與壓力 旁路節流調速回路由于回路的旁路節流調速回路由于回路的供油壓力供油壓力隨負載的變化而變化又被隨負載的變化而變化又被稱為稱為變壓式節流調速回路。變壓式節流調速回路。 2022年5月4日星期三（2 2）速度）速度負載特性負載特性)()()(1111AFCAAFkqqqqqqqTtTPtTP111111)()(AAFCAAFk

27、qAqvTt液壓缸的速度： 在節流閥通流面積不變的情況下，液壓缸的速度因負載增大而明顯減小，速度-負載特性很軟。2022年5月4日星期三（3 3）功率特性）功率特性 回路的輸入功率pppqpqpP1p 回路的輸出功率11111qpApFP回路的功率損失 qpqpqpPPPpp11111回路效率 ppqqqpqpPPp11111旁路節流調速只有節旁路節流調速只有節流損失，無溢流損失流損失，無溢流損失，功率損失較小。 注意注意:節流調速回路速度負載特性比較軟，變載荷下的運動平穩性比較差。為克服這個缺點，回路中的節流閥可用調速閥來代替。 用于功率較大且對速度穩定性要求不高的場合2022年5月4日星期

28、三111111)()(AAFCAAFkqAqvTt)(11111FApACAAqpT進油節流調速回路速度-負載曲線2022年5月4日星期三 用調速閥來代替節流閥，由于調速閥本身能在負載變化的條件下保證節流閥進出油口間的壓差基本不變壓差基本不變( (調速閥的工作壓差大于調速閥的工作壓差大于其正常最小壓差），其正常最小壓差），節流調速回路的速度負載特性將得到改善，旁路節流調速回路的承載能力亦不因活塞速度降低而減小。2022年5月4日星期三 已知：qP=25L/min，A1100cm2，A250cm2，F由零增至30000N時活塞向右移動速度基本無變化，v=20cm/min，如調速閥要求的最小壓差

29、，求：（1）溢流閥的調整壓力 是多少（不計調壓偏差）？泵的工作壓力是多少？（2）液壓缸可能達到的最高工作壓力是多少？（3）回路的最高效率是多少？MPap5 . 0minYp解：（1）溢流閥應保證回路在時 仍能正常工作，根據液壓缸受力平衡式： NFF30000maxmax2minmax221FApFApApYMPaAFAppY25. 3/ )(1max2min得 PqLLvAqmin/2min/1020100311進入液壓缸大腔的流量：2022年5月4日星期三MPappYP25. 3（2）當 時，液壓缸小腔中壓力達到最大值，由液壓缸受力平衡式 故：0min FF2max1ApApYMPaMPap

30、AApY5 . 625. 35010021max2（3） ，回路效率最高NFF30000max074. 01060251025. 310602030000362PPqpFv溢流閥處于正常溢流狀態，所以泵的工作壓力2022年5月4日星期三 調速回路按油液的循環方式不同，可分為： 容積調速回路是用改變泵或馬達的排量排量來實現調速的。 優點：沒有節流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調速系統。 缺點：結構較復雜，成本較高。 開式：油箱泵執行元件油箱。 閉式：泵執行元件泵。2022年5月4日星期三 在開式循環回路中，液壓泵從油箱中吸入液壓油，同時送到液壓執行元件中去，執行元件的

31、回油排至油箱。 優點：油液在油箱中便于沉淀雜質和析出氣體，并得到良好的冷卻。缺點：空氣易侵入油液，致使運動不平穩，并產生噪聲。2022年5月4日星期三 在閉式循環回路中，液壓泵將液壓油壓送到執行元件的進油腔，同時又從執行元件的回油腔吸入液壓油。只有少量的液壓油通過補油液壓泵從油箱中吸油進入到系統中，實現系統油液的降溫、補油。 優點：結構緊湊，運 行平穩，噪聲小。 缺點：散熱條件差。 容積調速回路按所用執行元件的不同分為泵泵-缸式容積調速缸式容積調速回路回路和泵泵-馬達式容積調速回路馬達式容積調速回路。2022年5月4日星期三 （1)泵-缸開式容積調速回路 11111AAFknVApkqAqvl

32、ppltp 一、一、 泵泵-缸式容積調速回路缸式容積調速回路 當不考慮管路、液壓缸的泄漏和壓力損失時，液壓缸的速度為： 2022年5月4日星期三 在泵的流量一定的情況下，由于泵泄漏量的影響，活塞運動速度會隨負載的增大而減小。當負載增加到一定值時，在低速下會出現活塞停止運動的現象（圖中F點），這時變量泵的理論流量等于其泄漏量。 11111AAFknVApkqAqvlppltp2022年5月4日星期三 液壓缸由雙向變量泵7供油驅動，泵與缸之間組成閉式循環回路。改變泵的排量可調節液壓缸的速度，改變泵的輸出方向，可使液壓缸運動換向。該回路設有補油和運動換向裝置。 （2)泵缸閉式容積調速回路2022年5

33、月4日星期三二、二、泵泵-馬達式容積調速回路馬達式容積調速回路 分類：變量泵-定量馬達式容積調速回路、 定量泵-變量馬達式容積調速回路、 變量泵-變量馬達式容積調速回路。 馬達為定量,改變泵排量VP可使馬達轉速nm隨之成比例地變化.2022年5月4日星期三防止回路過載 補償泵3和馬達5的泄漏 調定油泵1的供油壓力輔助泵使低輔助泵使低壓管路始終壓管路始終保持一定壓保持一定壓力力, , 改善了改善了主泵的吸油主泵的吸油條件條件, ,且可置且可置換部分發熱換部分發熱油液油液, ,降低系降低系統溫升。統溫升。 液壓泵3的轉速np和液壓馬達5的排量Vm為常量，改變泵3的排量Vp可使馬達轉速nm和輸出功率

34、Pm變化。2022年5月4日星期三 在不考慮管路壓力損失和泄漏時，馬達轉速為：mmmlppmpmVVTknVVqn2 由于變量泵和液壓馬達的泄漏量，使馬達轉速隨著負載轉矩的增大而減小。當泵的徘量Vp很小時，負載轉矩不太大，馬達就停止轉動，這說明泵在小排量時(低轉速)回路承載能力差。2022年5月4日星期三 回路的工作壓力由負載轉矩決定。當回路的工作壓力隨負載增大到安全閥調定的壓力ps時，負載轉矩如果再增大，回路就無力驅動負載，則馬達停止轉動。該回路輸出的最大轉矩為：mmmsmmmVpppVT2)(20max 馬達輸出轉矩Tm和回路的工作壓力p取決于負載轉矩，當負載不變對馬達5的轉速進行調節時，

35、馬達5輸出的轉矩不會因調速而發生變化，所以這種回路稱為恒轉矩調速回路。回路輸出的最大功率為：mmppsmmmmmmVnpnpVnTPmaxmax22022年5月4日星期三 定量泵1的輸出流量不變，改變變量馬達2的排量Vm可使馬達轉速nm變化。溢流閥3作為安全閥使用，防止回路過載；泵4是補油泵，用來補充泵1和馬達2的泄漏量，泵4的供油壓力低壓由溢流閥5調定。 馬達的轉速：mmmlppmVVTkVnn22022年5月4日星期三 調速特性如圖所示,在這種調速回路中，由于液壓泵的轉速和排量均為常值，當負載功率恒定時，定量泵和變量馬達輸出功率Pp、Pm以及回路工作壓力p都恒定不變，而馬達的輸出轉矩Tm與

36、馬達的排量Vm成正比，輸出轉速nm與排量Vm成反比。所以這種回路稱為恒功率調速回路恒功率調速回路。 這種回路調速范圍很小，不能用來使馬達實現平穩的反向調速，一般很少單獨使用。2022年5月4日星期三 回路中元件對稱布置，變換泵的供油方向，即可實現馬達正反向旋轉。單向閥6、8 用于輔助泵 雙向補油，單向閥7、9 使溢流閥4 在兩個方向都起過載保護作用。 在低速段，先將馬達排量調至最大，用變量泵調速，當泵的排量由小變大，直至最大，馬達轉速隨之升高，輸出功率也隨之線性增加。此時因馬達排量最大，馬達能獲得最大輸出轉矩，且處于恒轉矩狀態（恒轉矩調節）。2022年5月4日星期三 高速段，泵為最大排量，用變

37、量馬達調速，將馬達排量由大調小，馬達轉速繼續升高，輸出轉矩隨之降低。此時因泵處于最大輸出功率狀態不變，故馬達處于恒功率狀態（恒功率調節）。 由于泵和馬達的排量都可調，擴大了回路的調速范圍，可達100左右。適用于大功率液壓系統如重型起重機、礦山挖掘機。 2022年5月4日星期三 容積節流調速回路的容積節流調速回路的工作原理是采用壓力補償工作原理是采用壓力補償型變量泵供油，用流量控制閥調節進入液壓缸或由型變量泵供油，用流量控制閥調節進入液壓缸或由液壓缸流出的流量來調節液壓缸的運動速度，液壓缸流出的流量來調節液壓缸的運動速度，并使并使變量泵的輸出流量自動地與液壓缸所需的流量相適變量泵的輸出流量自動地

38、與液壓缸所需的流量相適應。應。 這種調速回路這種調速回路沒有溢流損失，效率較高，速度沒有溢流損失，效率較高，速度穩定性也比單純的容積調速回路好，穩定性也比單純的容積調速回路好，常用在速度范常用在速度范圍大，中小功率系統中，例如組合機床的進給系統圍大，中小功率系統中，例如組合機床的進給系統等。等。2022年5月4日星期三 組成：限壓式變量葉片泵1、調速閥3和液壓油缸5等。一、限壓式變量泵一、限壓式變量泵-調速閥式容積節流調速回路調速閥式容積節流調速回路2022年5月4日星期三 2.在該種調速回路中調速閥的功用不僅是決定和穩定進入執行元件的流量，而且控制液壓泵的輸出流量，使液壓泵的輸出流量與執行元

39、件所需流量恰好匹配，因而也可使泵的供油壓力基本恒定。（故該調速回路也稱定壓式容積節流調速回路）。 特性： 1.由于調速閥有較好的穩流作用，可以保證活塞工作速度不隨負載的變化而變動。此時，限壓式變量葉片泵能根據調速閥節流口通流面積所決定的流量，自動調節輸出流量, 消除溢流損失。2022年5月4日星期三 節流調速回路節流調速回路l優點：回路結構簡單，可以在較大范圍內實現無級優點：回路結構簡單，可以在較大范圍內實現無級變速，得到廣泛的應用。變速，得到廣泛的應用。l缺點：工作速度隨負載變化，（負載變化引起節流缺點：工作速度隨負載變化，（負載變化引起節流閥前后壓力差的變化）。可用調速閥或溢流節流閥閥前后

40、壓力差的變化）。可用調速閥或溢流節流閥來取代節流閥，以增強回路的抗負載能力。來取代節流閥，以增強回路的抗負載能力。l注意：采用調速閥的三種節流調速回路，為確保調注意：采用調速閥的三種節流調速回路，為確保調速閥工作性能良好，調速閥前后的壓力差最小為速閥工作性能良好，調速閥前后的壓力差最小為0.5MPa0.5MPa，高壓調速閥則需，高壓調速閥則需1MPa1MPa。三類調速回路的比較三類調速回路的比較2022年5月4日星期三容積調速回路容積調速回路l 優點：正常工作階段均無節流（溢流）損失，效優點：正常工作階段均無節流（溢流）損失，效率高，油液溫升小，可實現較大范圍的無級變速；率高，油液溫升小，可實

41、現較大范圍的無級變速；l 缺點：低速工況時，由于受液壓泵和液壓馬達排缺點：低速工況時，由于受液壓泵和液壓馬達排量及兩者內泄漏的影響，低速穩定性較差，馬達的量及兩者內泄漏的影響，低速穩定性較差，馬達的輸出扭矩也受到較大的影響；輸出扭矩也受到較大的影響；l 容積調速回路較適合于閉式液壓系統。閉式液壓容積調速回路較適合于閉式液壓系統。閉式液壓系統若采用雙向變量泵時，不需換向閥也可方便地系統若采用雙向變量泵時，不需換向閥也可方便地換向，換向平穩，換向沖擊小，但換向時間較長。換向，換向平穩，換向沖擊小，但換向時間較長。l 容積調速回路結構復雜、價格高、維護較困難。容積調速回路結構復雜、價格高、維護較困難

42、。2022年5月4日星期三容積節流調速回路容積節流調速回路l 沒有溢流損失但存在節流損失，回路效率較高；沒有溢流損失但存在節流損失，回路效率較高；l 速度穩定性比單純的容積調速回路好。速度穩定性比單純的容積調速回路好。l 該種回路是以增加壓力損失為代價來換取執行元件該種回路是以增加壓力損失為代價來換取執行元件低速穩定性。低速穩定性。l 常用在速度范圍大，中、小功率液壓機械的液壓系常用在速度范圍大，中、小功率液壓機械的液壓系統，例如組合機床的進給系統等。統，例如組合機床的進給系統等。2022年5月4日星期三 快速運動回路快速運動回路的功用在于使執行元件獲得盡可能大的工作速度，以提高勞動生產率并使

43、功率得到合理的利用。 實現快速運動可以有幾種方法。 在工作部件的工作循環中，快進和快退時負載小，要求壓力低，流量大； 工作進給時負載大，速度低，要求壓力高，流量小，在這種情況下，用一個定量泵供油，在低速時大部分流量從溢流閥溢流，造成很大的功率損失。2022年5月4日星期三 于是無桿腔排出的油液與泵1輸出的油液合流進入無桿腔，即在不增加泵流量的前提下增加了供給無桿腔的油液量，使活塞快速向右運動。 缸差動連接的快速回路2022年5月4日星期三 圖738所示為一補助能源回路。將換向閥移到閥左位或右位時，液壓泵和蓄能器所儲存的液壓油即釋放出來加到液壓缸，活塞快速前進。當換向閥移到閥中位時，液壓泵向蓄能

44、器充液，隨蓄能器內油量的增加，壓力升高到液控順序閥的調定壓力時，泵卸荷。 二、采用蓄能器的快速補油回路二、采用蓄能器的快速補油回路2022年5月4日星期三 當換向閥6處圖示位置，并且由于外負載很小，使系統壓力低于順序閥3的調定壓力時，兩個泵同時向系統供油，活塞快速向右運動； 圖圖7.39 雙泵供油的快速運動回路雙泵供油的快速運動回路 設定雙泵供油時設定雙泵供油時系統的最高工作系統的最高工作壓力壓力低壓大流量泵低壓大流量泵1 1和高壓和高壓小流量泵小流量泵2 2組成的雙聯組成的雙聯泵作為系統的動力源。泵作為系統的動力源。 2022年5月4日星期三 換向閥6的電磁鐵通電后, 缸有桿腔經節流閥7回油

45、箱，達到達到順序閥順序閥3 3的調定壓力的調定壓力后后, ,大流量泵大流量泵1 1通過閥通過閥3 3卸荷卸荷, ,單向閥單向閥4 4自動自動關閉關閉, ,只有小流量泵只有小流量泵2 2單獨向系統供油單獨向系統供油,活塞慢速向右運動. 設定小流量泵設定小流量泵2 2的最高的最高工作壓力工作壓力 注意注意：順序閥：順序閥3 3的的調定壓力至少應比調定壓力至少應比溢流閥溢流閥5 5的調定壓力的調定壓力低低10%-20%10%-20%。 2022年5月4日星期三 設定小流量泵設定小流量泵2 2的最高的最高工作壓力工作壓力 注意注意：順序閥：順序閥3 3的的調定壓力至少應比調定壓力至少應比溢流閥溢流閥5

46、 5的調定壓力的調定壓力低低10%-20%10%-20%。 大流量泵1的卸荷減少了動力消耗，回路效率較高。這種回路常用在執行元件快進和工進速度相差較大的場合，特別是在機床中得到了廣泛的應用。2022年5月4日星期三 圖740所示的為用行程閥來實現快慢速換接的回路。在圖示狀態下，液壓缸快進,當活塞所連接的擋塊壓下行程閥時，行程閥關閉,液壓缸右腔的油液必須通過節流閥才能流回油箱，活塞運動速度轉變為慢速工進；當換向閥左位接人回路時,壓力油進入液壓缸右腔，活塞快速向右返回。這種回路的快慢速換接過程比較平穩, 換接點的位置比較準確。缺點是行 程閥的安裝位置不能任意布置，管 路連接較為復雜。若將行程閥改為

47、 電磁閥，安裝連接比較方便, 但速 度換接的平穩性、可靠性以及換向 精度都較差。 四、快速與慢速換接回路四、快速與慢速換接回路2022年5月4日星期三2022年5月4日星期三 速度換接回路的速度換接回路的功用功用是是使液壓執行元件在一個使液壓執行元件在一個工作循環中從一種運動速度變換到另一種運動速度。工作循環中從一種運動速度變換到另一種運動速度。 這個轉換不僅包括液壓執行元件這個轉換不僅包括液壓執行元件快速到慢速快速到慢速的的換接，而且也包括換接，而且也包括兩個慢速之間兩個慢速之間的換接的換接。 實現這些功能的回路應該具有實現這些功能的回路應該具有較高的速度換接較高的速度換接平穩性。平穩性。

48、2022年5月4日星期三 圖743所示為兩調速閥串聯的速度換接回路。第二個調速閥比第一個調速閥的開口小，電磁閥斷電時油缸速度由調速閥1調定，通電使由調速閥2調定。 2022年5月4日星期三 在液壓與氣壓系統中，用一個能源向兩個或多用一個能源向兩個或多個缸（或馬達）提供液壓油或壓縮空氣，按各缸之個缸（或馬達）提供液壓油或壓縮空氣，按各缸之間運動關系要求進行控制，完成預定功能的回路，間運動關系要求進行控制，完成預定功能的回路，稱為多缸運動回路。稱為多缸運動回路。 多缸動作回路分類： 順序動作回路順序動作回路 同步動作回路同步動作回路 互不干擾回路互不干擾回路2022年5月4日星期三 順序動作回路的

49、功用是使多缸液壓系統中的各個液壓使多缸液壓系統中的各個液壓缸嚴格地按規定的順序動作。缸嚴格地按規定的順序動作。 如：組合機床回轉工作臺的抬起和轉位、 定位夾緊機構的定位和夾緊、 進給系統的先夾緊后進給等。 行程控制 按控制方式不同 壓力控制 順序動作回路順序動作回路 時間控制2022年5月4日星期三一、行程控制順序動作回路一、行程控制順序動作回路 圖7.44所示是用行程換向閥（又稱機動換向閥）控制的順序動作回路。2022年5月4日星期三 首先按動啟動按鈕，使電磁鐵1YA得電，壓力油進入油缸3的左腔, 使活塞按箭頭1所示方向向右運動。 動作動作12022年5月4日星期三 活塞桿上的擋塊壓下行程開

50、關k2后,通過電氣上的連鎖使1YA斷電，3YA得電.油缸3的活塞停止運動，壓力油進入油缸4的左腔,使其按箭頭2所示的方向向右運動; 動作動作22022年5月4日星期三當活塞桿上的擋塊壓下行程開關k4,使3YA斷電,2YA得電，壓力油進入缸3的右腔,使其活塞按箭頭3所示的方向向左運動； 動作動作32022年5月4日星期三 當活塞桿上的擋塊壓下行程開關k1,使2YA斷電,4YA得電,壓力油進入油缸4右腔,使其活塞按箭頭4的方向返回. 當擋塊壓下行程開關k3時,4YA斷電,活塞停止運動,至此完成一個工作循環。 2022年5月4日星期三二、壓力控制順序動作回路 圖7.46所示為一使用順序閥的壓力控制順序動作回路。 回路動作的可靠性取決于順序閥的性能及其壓力調定值,即它的調定壓力應比前一個動作的壓力高出0.81.0Mpa，否則順序閥易在系統壓力脈沖中造成誤動作。 適用于液壓缸數目不多、負載變化不大的場合。 其優點是動作靈敏,安裝連接較方便； 缺點是可靠性不高,位置精度低。2022年5月4日星期三 在一個執行元件開始運動后，經過預先設定的時間后，另一個執行元件再開始運動的回路。時間控制可利用時間繼電器、延時繼電器或延