液压控制系统
液压控制系统
液压控制系统第一章绪论1. 液压伺服控制系统：是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统，在这种系统中，输出量能够自动的、快速而准确的复现输入量的变化规律，对输入信号进行功率放大，是一个功放装置。
2. 液压伺服控制系统的组成：分法一：（1）输入元件：给出输入信号加于系统的输入端；（2）比较元件：给出偏差信号；（3）放大转换元件（中枢环节）：将偏差信号放大、转换成液压信号。
（4）控制元件：伺服阀；（5）执行元件：液压缸和液压马达；（6）反反馈测量元件：测量系统中的输出并转换为反馈信号；（7）其他元件：伺服油源、校正装置、油箱。
分法二：执行元件、动力元件、介质、辅助元件、控制元件（伺服阀）、比较元件、伺服反馈元件。
3. 液压伺服控制系统的分类：按系统输入信号的变化规律不同分为：定值控制系统、程序控制系统、伺服控制系统。
按被控物理量的名称不同可分为：位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、力控制系统、其它物理量的控制系统。
按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式可分为：节流式控制（阀控式）系统和容积式控制（变量泵控制或变量马达控制）系统两类。
按信号传递介质的形式或信号的能量形式可分为：机械液压伺服系统、电气液压伺服系统、气动液压伺服系统。
4. 泵控与阀控系统的优缺点：阀控系统的优点是响应速度快、控制精度高、结构简单；缺点是效率低。
泵控系统的优点是效率高；缺点是响应速度慢，结构复杂，操纵变量机构所需的力较大，需要专门的操纵机构。
5. 液压伺服控制的优点：（1）液压元件的功率—重量比和力矩—惯量比大，可组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统；（2）液压动力元件快速性好，系统响应快，由于液压动力元件的力矩—惯量比大，所以加速能力强，能快速启动、制动和反向；（3）液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。
优点：液压伺服系统体积小，重量轻，控制精度高，响应速度快。
液压控制系统的工作原理与应用
液压控制系统的工作原理与应用液压控制系统是一种基于液体流动和压力传播的控制系统，它可以用于控制各种工业设备和机械。
随着科技的不断发展和应用环境的不断变化，液压控制系统已经成为各个领域的主要控制技术之一。
本文将从液压控制系统的基本原理、组成结构及其应用领域等多个角度进行阐述和探讨。
一、液压控制系统的基本原理液压控制系统的基本原理是将电力或人力输入系统的控制装置，这些控制装置负责产生必要的信号，通过阀门控制液压油的流量和压力，从而实现系统对机械或设备的控制。
这种控制方式的主要原理是通过液压油的流动和压力来产生工作行程和力矩，从而实现对机械或设备的控制。
液压控制系统的巨大优势在于：其由液体作为介质，能够传递大量的能量、力矩和行程，使其具有很高的工作效率和响应速度。
尤其是在一些需要远距离传动控制信号或者需要大功率传输的场合，液压控制系统是不可替代的。
二、液压控制系统的组成结构液压控制系统由多个组成部分组成，例如：控制元件、执行元件、驱动元件、液压单元等等。
其中，控制元件是指对液压油的流量和压力进行控制的部件，例如：单向阀、调节阀、溢流阀等等；执行元件是指将控制元件输入的液压压力变为机械运动或力矩的部件，例如：液压机械手臂、油缸、液压马达等等，这种元件的大小和形状与实际需要承载的负荷有关；驱动元件是将操纵杆或踏板的人力或电力信号转化为机械位移或力矩的部件，例如：油泵、马达、压力计等等。
液压单元则是一个整体，用于控制所有液压元件并进行液压油的处理，例如：液压泵、储油池、油管道、冷却器等等。
三、液压控制系统的应用领域液压控制系统的应用广泛，既包括传统的工业生产和机械制造领域，也包括机场、铁路交通、环保、市政工程、航空航天等现代化应用领域。
因为液压控制系统具有结构简单、传动效率高、使用寿命长、工作平稳等优点，所以被广泛应用于多种场合。
在传统的制造业领域，液压控制系统被广泛应用于挖掘机、装载机、压力机、钳子，液压机械手等各种机械设备的设计和生产中。
液压控制系统分类
液压控制系统分类液压控制系统是一种利用液体传递能量和信号来实现机械运动控制的系统。
根据其工作原理和应用场景的不同，液压控制系统可以分为多种类型。
本文将对液压控制系统进行分类，并对各种类型进行详细介绍。
一、按控制方式分类1. 开关控制液压系统：开关控制液压系统是最简单的一种液压控制系统，通过手动或自动开关来控制液压元件的运动。
这种系统结构简单、成本低廉，但只能实现单一的运动形式，控制灵活性较差。
2. 比例控制液压系统：比例控制液压系统通过调节控制元件的工作量来实现对机械运动的精确控制。
常见的比例控制元件有比例阀、伺服阀等。
这种系统能够实现多种运动形式，并具有较高的控制精度和稳定性。
3. 逻辑控制液压系统：逻辑控制液压系统通过逻辑元件（如逻辑阀、逻辑门等）的组合来实现对机械运动的复杂控制。
这种系统适用于多工位、多路线的复杂生产过程，具有较高的自动化程度和控制灵活性。
二、按工作原理分类1. 传统液压控制系统：传统液压控制系统采用液压泵驱动液压油进入液压执行元件，通过控制阀来调节液压油的流量和压力以实现对机械运动的控制。
这种系统结构简单、成熟可靠，广泛应用于工程机械、冶金设备等领域。
2. 电液混合控制系统：电液混合控制系统是将电气控制和液压控制相结合的一种系统。
通过电气信号来控制液压阀的开关，进而控制液压执行元件的运动。
这种系统结构复杂，但具有响应速度快、控制精度高的优点，适用于需要频繁变换工作状态的场合。
三、按应用领域分类1. 工程机械液压系统：工程机械液压系统主要应用于挖掘机、装载机、推土机等工程机械中。
这种系统通常需要具备较大的功率和承载能力，以满足重载工况下的工作要求。
2. 冶金设备液压系统：冶金设备液压系统主要应用于冶金设备中的各种液压机械，如冷轧机、热轧机、剪切机等。
这种系统通常需要具备较高的工作速度和控制精度，以满足高效生产的要求。
3. 汽车液压系统：汽车液压系统主要应用于汽车中的制动系统、悬挂系统、转向系统等。
液压控制系统设计
液压控制系统设计
液压控制系统主要由液压源、执行器、控制装置和工作介质等主要部
分组成。
其中，液压源负责产生和控制液压能；执行器通过接受液压能来
完成机械运动；控制装置负责监测和调控液压系统的工作；工作介质则是
液压系统中传递和储存能量的媒介。
在液压控制系统设计中，需要考虑以下几个方面：
1.系统的功能要求：根据具体的应用需求，确定系统所需的功能，例
如控制的精度、速度要求、运动方式等等。
2.工作量及工作环境要求：根据实际工况，确定液压控制系统的工作
量大小和工作环境特点，例如温度、湿度、振动等。
3.液压元件的选择：根据系统的功能和工作环境要求，选择适合的液
压元件，例如液压泵、液压缸、液压阀等。
4.阀门的设计与选型：根据系统的控制要求，选择适合的液压阀门，
并设计合理的布置和组合，以实现所需的控制功能。
5.控制回路的设计：根据系统的功能要求，确定液压控制系统的基本
回路结构，包括传感器、信号处理器、控制阀等。
6.液压系统的安全性设计：考虑系统的安全性要求，采取相应的措施，如设置安全阀、溢流阀等，以确保系统不会发生意外事故。
7.系统性能的测试与调试：在系统设计完成后，需要进行系统性能的
测试与调试，以验证系统是否满足设计需求，并进行相应的调整和优化。
总之，液压控制系统设计需要综合考虑系统的功能需求、工作环境要求、液压元件的选择、阀门的设计与选型、控制回路的设计、系统的安全
性设计等因素，以实现高效、精确、可靠的控制效果。
设计过程中需要注重系统的可维护性和可扩展性，以方便后续的维护和升级。
同时，也需要注意系统的节能性能，采取相应的节能措施，以减少能源的消耗。
液压控制系统
液压控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。
通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要液压控制系统的优点： 1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。
3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。
4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。
5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。
6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。
液压控制系统的缺点： 1、损失大、效率低、发热大。
2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。
4、液压元件加工精度要求高，造价高。
5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。
编辑本段液压系统噪声控制的实例 以WLYl00型液压挖掘机的液压系统为例，对其可能产生噪声的原因、排除方法介绍如下。
1．柱塞泵或马达的噪声 (1)吸空现象是造成液压泵噪声过高的主要原因之一。
当油液中混入空气后，易在其高压区形成气穴现象，并以压力波的形式传播，造成油液振荡，导致系统产生气蚀噪声。
其主要原因有： ①液压泵的滤油器、进油管堵塞或油液粘度过高，均可造成泵进油口处真空度过高，使空气渗入。
②液压泵、先导泵轴端油封损坏，或进油管密封不良，造成空气进入o ②油箱油位过低，使液压泵进油管直接吸空。
当液压泵工作中出现较高噪声时，应首先对上述部位进行检查，发现问题及时处理。
(2)液压泵内部元件过度磨损，如柱塞泵的缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等配合件的磨损、拉伤， 使液压泵内泄漏严重，当液压泵输出高压、小流量油液时将产生流量脉动，引发较高噪声。
此时可适当加大先导系统变量机构的偏角，以改善内泄漏对泵输出流量的 影响。
液压泵的伺服阀阀芯、控制流量的活塞也会因局部磨损、拉伤，使活塞在移动过程中脉动，造成液压泵输出流量和压力的波动，从而在泵出口处产生较大振动 和噪声。
液压位置控制系统
工作原理
工作原理
通过液压泵将机械能转化为液压能，经过液压阀的调节，将液压能传递到执行 机构，驱动执行机构运动，实现位置的精确控制。
关键元件
液压泵、液压阀、执行机构等。
应用领域
工业自动化
用于自动化生产线、机械手、数控机床等领域，实现 高精度、高效率的生产。
航空航天
用于飞机和航天器的起落架、襟翼等关键部位的位置 控制。
执行元件是将液压泵输出的压力能转换为机械能的装置，常见的执行元件有液压缸和液 压马达。液压缸可以将液体的压力能转换为直线运动的机械能，而液压马达则可以将液
体的压力能转换为旋转运动的机械能。
辅助元件
总结词
除上述三种元件外，其他所有元件均称为辅助元件
详细描述
辅助元件是液压系统中除动力元件、控制元件和执行元件之外的其他元件，包括 油箱、过滤器、管路、密封件等。这些元件在液压系统中起着重要的作用，如储 存液压油、过滤油液、连接和固定管道等。
控制元件
总结词
控制液流方向、压力和流量的装置
详细描述
控制元件是液压系统中的重要组成部分，用于控制液体的流动方向、压力和流量。常见的控制元件有溢流阀、节 流阀、换向阀等。这些元件通过调节液体的压力和流量，实现对液压执行元件的运动速度和方向的控制。
执行元件
总结词
将液体的压力能转换为机械能的装置
详细描述
军事装备
用于坦克、装甲车等重型装备的位置控制，提高装备 的机动性和作战能力。
02 液压位置控制系统的组成
动力元件
总结词
提供液压能的装置
详细描述
动力元件也称为液压泵，是液压系统的动力源，能够将原动机（如电动机、内燃机等）输入的机械能 转换为液体的压力能，为整个液压系统提供动力。液压泵的种类很多，常见的有齿轮泵、叶片泵、柱 塞泵等。
自动变速器液压控制系统
复锤式速控阀 ：属于轴装型速控阀，而 且运用比较广泛 。
滑阀式和球阀式速控阀：属于箱装型速控阀
4、 节气门阀和断流阀
节气门阀的作用是调节负荷油压（节 气门油压）。
负荷油压的作用：调节主油压、变矩 器油压和润滑油压。控制换档
负荷油压与发动机负荷相关。 断流阀的作用，在节气门开度较小时 减小主油压减小，机油泵消耗的发动 机功率。
1、油泵 机油泵是自动变速器内产生液压油 的动力源.将ATF送至液力变矩器、 提供液压所需的压力油并润滑行星 齿轮机构 。 常用的机油泵有三种 类型：齿轮泵、转子泵和叶片泵， 比较常用的是齿轮泵。
内啮合齿轮泵结构：
工作原理：
内啮合的齿轮泵工作原理
机油泵主动齿轮由变矩器驱动。 齿轮退出啮合一侧为进油腔， 齿轮进入啮合一侧为出油腔。 主动齿轮转动一圈油泵输出的 油量是固定的，因此齿轮泵是 一种定量油泵。
2、调压阀
作用：根据车辆行驶的工况， 调节液压油压力。
为了使主油路油压能满足自动变速器不 同工况的要求，油压调节装置还应具备下列 功能 ：
a、主油路油压应能随发动机油门开度增大 而升高。
b、汽车在高速档（3档或4档）以较高车速 行驶时，由于此时汽车传动系统在高转速、 低扭矩状态下工作，因此可以相应地降低主 油路的油压，以减少油泵的运行阻力，节省 燃油。
油路切换式换档控制阀：车速油压低时，柱 塞偏向左侧，油路B接通，此时于低档状态。
车速油压升高后，柱塞右移，关闭油路B， 打开油路A，此时从低档进入高档。
2）电控式：换档阀的工作完全由电磁阀 控制。 控制方式：
加压控制—通过开启或关闭 换档阀控制油路的进油孔来控制换档阀 的工作。
泄压控制—通过开启或关闭 换档阀的泄油孔来控制其工作。
液压控制系统的基本组成
液压控制系统的基本组成液压控制系统是一种利用液体传递能量和信号来实现工程机械运动和工作的系统。
它由多个组成部分组成，每个部分都起着重要的作用，共同完成系统的控制和运行。
一、液压能源部分液压能源部分主要由油箱、液压泵和液压马达组成。
油箱是用来存储液压油的容器，它具有一定的容积和进出口口。
液压泵是将机械能转换为液压能的装置，它通过旋转或往复运动产生一定压力的液体。
液压马达则是将液压能转换为机械能的装置，它通过液体的压力驱动执行机构的运动。
二、执行部分执行部分主要由液压缸和液压马达组成。
液压缸是将液压能转换为机械能的装置，它通过液体的压力推动活塞运动，从而实现线性运动。
液压马达则是将液压能转换为机械能的装置，它通过液体的压力驱动转子运动，从而实现旋转运动。
三、控制部分控制部分主要由控制阀和控制阀组成。
控制阀是用来控制液体流动的装置，它根据系统需求和操作信号来调节液体的流量和压力，从而实现对系统的控制。
控制阀组则是由多个控制阀组合而成的装置，它可以实现更复杂的控制功能，如方向控制、速度控制、压力控制等。
四、辅助部分辅助部分包括油管、滤油器、油温计、油压表等。
油管是用来连接液压元件的管道，它起到输送液压油的作用。
滤油器是用来过滤液压油中的杂质和污染物，保证系统的正常运行。
油温计和油压表则用来监测液压油的温度和压力，及时发现和解决系统故障。
以上就是液压控制系统的基本组成。
液压能源部分提供了液压能，执行部分将液压能转换为机械能，控制部分根据系统需求和操作信号来控制液体流动，辅助部分则起到连接、过滤和监测的作用。
这些部分互相配合，共同构成了一个完整的液压控制系统，实现了工程机械的运动和工作。
液压控制系统在工程机械、航空航天、冶金、石油化工等领域有广泛的应用，具有高效、可靠、灵活等优点，是现代工程技术的重要组成部分。
液压控制系统
1-1 液压控制定义
液压伺服控制
液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组 成的反馈控制系统。在这种系统中，输出量(位移、速度、 力等)能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。 同时。还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放 大装置。
泵控式电液速度控制系统的工作原理方块图
反馈之形式
输入讯号与输出讯号关系
液压伺服位置控制系统
液压伺服速度控制系统
液压伺服速度控制系统
微机液压伺服控制系统
液压伺服系统组成
• • • • • •
输入元件 反馈测量元件 比较元件 放大转换元件 执行元件 控制对象
伺服控制应用实例
图1.15 液压伺服控制之车床靠模加工系统
二、按被控物理量的名称分类 位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、其它物 理量的控制系统。 三、按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形 式分类 节流式控制(阀控式)系统：阀控液压缸系统与阀 控液压马达系统 容积式控制系统：伺服变量泵系统与伺服变量马 达系统。 四、按信号传递介质的形式分类 机械液压伺服系统、电气液压伺服系统与气动 液压伺服系统等。
．可多方用于不同控制系统。 ．以小能量的输入指令经放大后而得到 大的输出。 ．是一种具有反馈（Feed Back）控制。 ．可控制受控系统的动作、速度或出力。 ．对目标值可作广范的变化。
开回路与闭回路控制
传统之开回路液压控制系统
传统点到点闭回路液压控制系统
闭回路液压伺服机构
图是泵控式电液速度控制系统的原理图。该 系统的液压动力元件由变量泵和液压马达组 成，变量泵既是液压能源又是液压控制元件。
滑阀是转换放大元件，它将输入的机械信号(阀芯位 移)转换成液压信号(流量、压力)输出，并加以功率放 大。液压缸是执行元件，输入是压力油的流量，输出 是运动速度(或位移)。滑阀阀体与液压缸体刚性连结 在一起，构成反馈回路。因此，这是个闭环控制系统 。
液压控制系统的基本组成
液压控制系统的基本组成液压控制系统是一种利用压力传递液体来实现力、运动和能量转换的控制系统。
它由多个组成部分组合而成，每个部分都有着特定的功能。
下面将对液压控制系统的基本组成进行详细介绍。
1. 液压源液压源是液压控制系统的动力来源，主要由液压泵、液压马达和液压发电机等组成。
液压泵负责将机械能转化为液压能，将液体压力提高；液压马达则将液体能量转化为机械能，实现运动；液压发电机则是通过液体能量转化为电能，为系统提供电力。
2. 液压执行元件液压执行元件是液压控制系统中负责执行特定任务的部件，主要包括液压缸和液压马达。
液压缸通过液压能将液体压力转化为线性运动，实现推拉工作；液压马达则将液体能量转化为旋转运动，实现转动工作。
3. 液压控制阀液压控制阀是液压控制系统中的核心部件，负责控制液体的流动方向、压力和流量。
常见的液压控制阀包括单向阀、溢流阀、节流阀、方向控制阀和比例控制阀等。
这些阀门能够根据系统需求进行开启、关闭或调节，从而实现对液压能的精确控制。
4. 液压储能元件液压储能元件主要包括液压蓄能器，用于存储液体能量以备系统需要时使用。
液压蓄能器能够在系统停止供液或液压源故障时继续提供能量，保证系统的稳定运行。
5. 辅助元件辅助元件是液压控制系统中的其他重要组成部分，主要包括油箱、滤清器、冷却器、管路和连接件等。
油箱用于储存液压油，并起到冷却和滤清的作用；滤清器负责过滤液压油中的杂质，保证系统的正常运行；冷却器则通过散热将液压油的温度降低，防止系统过热；管路和连接件用于连接各个液压元件，使液体能够顺畅地流动。
液压控制系统的基本组成就是以上几个部分。
通过液压源提供动力，液压执行元件实现动作，液压控制阀控制液体的流动，液压储能元件存储能量，辅助元件保证系统的正常运行。
这些部分相互配合，共同完成液压控制系统的功能。
液压控制系统的基本组成是多个部分的组合，每个部分都有着特定的功能。
了解和掌握液压控制系统的基本组成，对于正确使用和维护液压系统具有重要意义。
液压控制系统
液压控制系统§1 电液比例控制阀及控制系统 一、 概述： ·说明1)使用压力阀和流量阀 p , q 事先调整好 2)使用电磁换向阀： 不能控制流量的大小1、 电液比例控制阀组成：⎩⎨⎧→液压阀、比例电磁铁：S F I电液比例阀2、 电液比例控制系统的组成 1)组成： 2)工作过程：·e →I →F 、S →阀芯产生位移 → p 、q →执行元件·当e 发生变化时，电液比例阀可根据输入电信号的大小，连续的、按比例的对、、q p 油液的流动方向进行控制3、 比例电磁铁1) 组成：衔铁； 导套；轴承环同心螺线管控制线圈；推杆；调零机构 限位片；极靴；工作气隙；非工作气隙2) 原理：线圈通电→磁路→衔铁→推杆·比例电磁铁把电信号按比例转换成力或位移 Ⅰ区：吸和区 Ⅲ区：空行程区 Ⅱ区：工作区·改变I，∴ F M =K I IK I——比例电磁铁电流力增益F M————I ——小结电液比例压力阀电液比例流量阀电液比例方向阀一、 电液比例压力阀 1、 组成：2、 原理：·其原理与直动式溢流阀相同；调节手柄 →比例电磁铁；压力调节方式不同 线圈通电：F M ，F S ，F p ，F p > F S ，阀口打开 p —调整压力∵电磁力与电流成正比： I k F I M =弹簧力：x k F s s =液压力与弹簧力平衡：不变A k IA k p I k F x k F pA F I II M s s p ,=∴=====则进口压力和电流成正比； I 连续的、按一定的规律变化职能符号：·不同的压力控制阀比例减比例溢p p p p ≥≥二、 电液比例流量阀 比例节流阀 比例调速阀 1、 组成：⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧节流阀定差减压阀调速阀比例电磁铁2、 原理：调节螺母 →比例电磁铁； 线圈通电→改变节流口开度； 通过节流阀的流量：节流口的开度节流口的圆周长度由定差减压阀调定，不变----=∝∴-=∆∆∆=T TT m T x b bx A q p p p p c p cA q 2ϕ阀口开度x T 一定，F M = F S电磁力F M =k I I弹簧力 F S = k s x T ∴k I I= k S x T ∴ x T =( k I / k S )II k k b q sI∝∴ 输出流量与电流成正比·定差式减压阀·职能符号：三、 电液比例方向阀1、 组成：比例电磁铁: 2, 4 比例减压阀: 3 液动换向阀：5—主阀 1,6—节流阀 油口— 2、 原理：比例减压阀—先导阀 液动换向阀—主换向阀当2通入电信号：p →液动阀→减压阀→阀口减压→p 1sP M P F F AO pB c F F b a =⎩⎨⎧←→→=→→→通，通，左移，右端）右端（5563当4通入电信号，情况相反减压阀： ∵ F M =F p ∴k I I= p 1A 1∴p 1 =( k I /A 1)Ip 1—A 1—换向阀： p 1A 2 = k s x T∴ x T =(p 1A 2)/k s = (k I A 2/k s A 1)I A 2— x T —根据流量公式，T x q·该阀可作换向阀，也可作节流阀 ·节流阀1，6职能符号：电液比例复合阀ϕp cA q T ∆=—串联定差减压阀1、 组成2、 原理⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧→→→主阀左端主阀右端减压阀口主阀定差减压阀右端定差减压阀845p p2，10都不通电，主阀处于中位；2通电：主阀右端p↑，左端p=0，PA通,BO通进油：回油：I q IxT∝∝10通电：PB通，AO通·定差减压阀6：右端与主阀的P口接通，左端与主阀的A、B口接通；通过1的q只与I有关·液动换向阀7：使6的弹簧腔与1的A、B口接通1处于左位：1处于右位：·减压阀5：1）使控制油路进油压力降低2）稳定控制油路进油压力四、 应用（一） 压力控制注塑机的压力控制回路·注塑机简介：注塑机主要用于热塑性塑料成型加工。
液压控制系统
（a）齿轮泵
（b）转子泵
（c）叶片泵
（1）油泵的驱动
（2）油泵的工作原理
1）齿轮式油泵
结构： 由主动齿轮、从动齿轮、壳体、油封等组成。壳体的从动齿轮槽内有一个月牙形凸台 工作： 主动齿轮带动从动齿轮旋转，在齿轮脱离啮合的一端，容积不断增大，成为低压吸油 腔，把油吸入；在齿轮开始啮合的一端，容积不断减小，成为高压油腔，把油压出。
（3）单向离合器 作用：单方向固定行星齿轮机构中某个基本元件的转动。 常见形式：滚柱斜槽式（液力变矩器常用）和楔块式（行星齿轮变速器常用）。
3.换挡控制机构
3.1油压调节装置-主调压阀、副调压阀 3.1.1主调压阀
主调节阀根据发动机的 转速和节气门的开度自动调 节整个液压控制系统的油压， 经调节的压力为主油压，也 被称为管路压力或管路油压。 主油压是自动变速器中最基 本和最重要的油压，其作用 有二个：一是用于操作变速 器内的离合器和制动器；二 是用于进一步调节变速器内 的其他压力。 主调节阀由阀芯、阀体 和弹簧等组成
3.4缓冲安全系统-蓄压减振器、单向球阀
3.4.1蓄压减振器 蓄压减振器也称为储能减 振器或蓄压器，常用来缓和换 档冲击，一般由减振活塞和减 振弹簧组成，如图所示。它与 离合器或制动器并联安装，压 力油进入离合器或制动器活塞 液压缸A的同时也进入蓄压减 振器，将减振活塞压下，以此 方式延长液压缸A的充油时间， 使其油压的增长速度减缓，防 止离合器或制动器片瞬间接合 加载，因而减小了换档冲击。
2）转子式油泵
转子式油泵是一种特殊的内啮 合齿轮泵。内转子为外齿轮，其齿 廓曲线是外摆线。外转子为内齿轮， 其齿廓曲线是圆弧曲线。内外转子 的旋转中心不同，两者之间具有偏 心距。 一般内转子的齿数为10，外转 子的齿数为11（比内转子多一个 齿）。 发动机旋转时，变距器驱动油 泵转子朝相同的方向旋转。转子转 动，工作腔的容积发生变化：容积 由小变大，形成局部真空，将液压 油从进油口吸入；容积由大变小， 形成局部高压，将液压油从出油口 排出
自动控制技术液压控制系统
其他领域
如船舶、铁路、建筑等。
航空航天
如飞机起落架收放系统、导弹发 射装置等。
汽车工业
如液压制动系统、液压悬挂系统 等。
02 自动控制技术在液压控制 系统中应用
传感器与检测技术
压力传感器
用于实时监测液压系统中的 压力变化，将压力信号转换 为电信号进行传输和处理。
流量传感器
检测液压系统中的流量变化 ，为控制系统提供实时流量 数据，以实现精确控制。
控制阀
在液压系统中起到调节压力、 流量和方向的作用，是液压控 制系统的重要组成部分。
液压泵
为液压系统提供动力源，根据 控制器的指令调节输出压力和
流量。
自动化调整与优化策略
自动化调整
根据实时监测到的液压系统参数，自 动调整控制器和执行器的动作，以保 持系统稳定运行。
优化策略
通过对液压系统运行数据的分析，采 用先进的控制算法对系统进行优化， 提高控制精度和响应速度。
工作原理
液压控制系统基于帕斯卡原理，通过 改变密闭液体中的压强，将动力传递 到各个部分，从而实现各种机械动作 。
液压控制系统组成
动力元件
执行元件
将原动机的机械能转换成液体的压力能， 指液压系统中的油泵，它向整个液压系统 提供动力。
将液体的压力能转换为机械能，驱动负载 作直线往复运动或回转运动。
控制元件
观察系统运行时是否有异常振 动和噪声，分析原因并采取措
施。
温度过高
检查冷却器、油箱等部件，分 析油温升高的原因并处理。
预防性维护保养计划制定
定期检查
制定定期检查计划，对液压泵、阀门、油箱 等关键部件进行检查。
清洗换油
定期清洗油箱、更换液压油，保证油液清洁 度。
液压控制系统
液压控制系统：技术原理与应用实践液压控制系统，作为现代工业领域的关键技术之一，以其强大的动力传输和精确的控制性能，广泛应用于各种机械设备和工业生产过程中。
本文旨在剖析液压控制系统的技术原理，并结合实际应用场景，探讨其广泛用途及操作要点。
一、技术原理1. 基本概念液压控制系统，顾名思义，是利用液体作为传递介质，通过控制阀门、泵、缸等元件，实现能量传递和动作控制的系统。
其主要组成部分包括液压泵、液压缸、液压马达、控制阀、油箱、管路等。
2. 工作原理液压控制系统的工作原理基于帕斯卡原理，即在密闭容器内，液体受到的压力会均匀传递到容器各个方向。
当系统中的一个小面积活塞受到力的作用时，会在液体中产生压力，这个压力会传递到大面积的活塞上，从而实现力的放大和传递。
3. 控制方式（1）方向控制：通过控制换向阀，改变液体流动方向，从而实现液压缸或液压马达的正反转。
（2）压力控制：通过调节溢流阀、减压阀等元件，实现对系统压力的调节，保证系统稳定运行。
（3）流量控制：通过调节流量控制阀，改变液体流量，实现液压缸或液压马达的运动速度控制。
二、应用实践1. 工程机械液压控制系统在工程机械领域具有广泛的应用，如挖掘机、装载机、起重机等。
通过精确控制，实现机械设备的各种动作，提高作业效率。
2. 交通运输在交通运输领域，液压控制系统应用于汽车刹车系统、转向系统等，保障行车安全。
3. 冶金行业液压控制系统在冶金行业中，用于轧机、液压锻造机等设备，实现金属材料的加工成型。
4. 船舶工程在船舶工程中，液压控制系统应用于船舶的舵机、锚机等设备，保证船舶的航行安全。
5. 航空航天在航空航天领域，液压控制系统用于飞行器的起落架、襟翼等部位，实现飞行器的精确控制。
三、系统优势与挑战1. 优势（1）动力强大：液压系统能够实现大功率的输出，适用于需要大力量驱动的设备。
（2）精度高：通过精细的控制系统，可以实现高精度的运动控制，满足复杂作业需求。
液压控制系统工作原理
液压控制系统工作原理
液压控制系统是一种基于液压传动原理的控制系统，其工作原理可以概括为以下几个方面：
1. 能量转换：液压控制系统通过将机械能转换为液压能，实现驱动液压执行器的目的。
它包括一个负责能量转换的液压泵，将机械能转化为液压能，并通过液压管路将液压能传递到执行器。
2. 液压执行器：液压控制系统中的液压执行器是用来实现具体动作和控制的部件，常见的液压执行器包括液压缸和液压电动机。
液压执行器接收来自液压泵的压力信号，将压力转化为力或运动，并实现相应的动作。
3. 控制阀：液压控制系统中的控制阀经常作为核心部件，用来控制液压油的流动方向、流速和压力。
根据不同的控制需求，液压控制系统可以采用不同类型的控制阀，如升降阀、方向控制阀、流量控制阀等。
4. 传感器和反馈装置：传感器和反馈装置用来检测和感知液压系统的工作状态，并将相应的信号反馈给控制系统。
通过传感器和反馈装置，液压控制系统可以实时监测和调整系统的工作参数，保证系统的稳定性和精度。
5. 控制回路和控制算法：液压控制系统中的控制回路和控制算法用来实现对液压系统的精确控制。
它们根据输入信号和反馈信号之间的差异，通过控制阀来调整液压流动，从而实现对液
压执行器的控制。
通过以上几个方面的相互配合和协调，液压控制系统能够实现对机械运动的准确控制，广泛应用于各个领域的自动控制和机械操作中。
液压控制系统
课后作业：
1.液压控制系统是由什么部件组成的？
2.简述主调压阀的结构与工作原理。 3.分析D位2挡油路。
二、液压控制系统油路分析
A140E型变速器D位时换挡电磁阀的工作情况见表6-1
表6-1
挡位 电磁阀
A140E型变速器D位时换挡电磁阀的工作情况
1挡 接通 断电
2挡 接通 接通
3挡 断电 接通
4挡 断电 断电
No.1 No.2
1.D位1挡油路分析
如图6-9所示为D位1挡油路，ECU控制No.1电磁阀接通， No.2电磁阀断电。 （1）2-3挡换挡阀的位置。 （2）3-4挡换挡阀的位置。 （3）1-2挡换挡阀的位置。
（1）节气门阀的作用
产生与节气门开度成正比的节气门压力信号，经节 气门压力修正阀修正后，作用于主调压阀的阀芯下 端，使主调压阀所调节的管路压力随节气门开度增 大而增大。
（2）节气门阀的结构与工作原理 1）机械式节气门阀
机械式节气门阀一般与单向阀相连，单向阀的作用 是当变速器换入2挡以上，节气门开度稍大时，减小 加速踏板的作用力，使加速踏板的操作变得顺滑。
2-3换挡阀
3-4挡换挡阀
9.手控阀
10.强制降档阀：
产生强制降档的油路，受节气门阀凸轮的控制。当节气门开度 大于85%时，凸轮使换低档柱塞打开强制降档的油路，使换档阀向低 档位移动。
11.蓄压器（储能减振器）：减缓换档执行元件油 压上升的速度，以减小换档冲击。
12.单向节流阀 作用：是对流入换挡执行元件的油液进行节流，以 减缓执行元件接合时油压的增长速度，减小换挡时 的冲击。
第六章 液压控制系统
一、液压控制系统的组成
液压控制系统的工作原理是
液压控制系统的工作原理是
液压控制系统是一种利用液体传递力量和能量的控制系统。
其工作原理基于波义尔定律和帕斯卡定律。
在液压控制系统中，液体被用作传递力量和能量的介质。
系统通常由一个液压泵、一个液压缸和一套控制阀组成。
当液压泵启动时，它会产生高压液体，并将其输送到液压缸中。
液压泵的工作原理基于波义尔定律，即在封闭的容器中，液体受到的压力是均匀的，并且可以传递到容器中的任意位置。
一旦液体进入液压缸，液压缸就会产生力量，并使其活塞运动。
液压缸的工作原理也基于波义尔定律，即在液体中施加的力会均匀传递到液体中的每个位置。
控制阀是液压控制系统中的一个重要组成部分。
它可以控制液压泵的流量和压力，并且可以改变液压缸的运动速度和方向。
控制阀的工作原理基于帕斯卡定律，即液压系统中的压力传递不受液体流动的影响，只取决于系统中的压力差。
通过改变控制阀的位置和调节液压泵的工作状态，可以实现液压系统的高精度控制。
液压控制系统广泛应用于工业机械、航空航天、汽车等领域，以提供高效、精确的力量控制和运动控制。
液压控制系统
液压控制系统
是一种利用流体力学原理进行力量转换和运动控制的技术。
它
的实现依赖于液体的不可压缩性和能够在管道中如同电路中的电
流一样流动，从而形成控制动作的传递路径。
已经被广泛应用于
机械、制造、航空、航天、建筑、环保等领域，并且得到了良好
的反响。
的原理在于利用了流体的压力能和动能。
通过外围的控制系统
将压力传递到作用元件上，从而实现运动的控制。
最重要的部分
是液压泵和液压缸。
液压泵的作用是产生高压油液，把高压油液
送到液压缸，从而驱动液压缸输出控制力量。
而液压缸则把压缩
油液转化为力，从而实现机器的运动。
可以实现远距离、高精度、高速度、高可靠性的运动控制。
其
中比较常见的应用是在航空航天领域和船舶领域。
例如在船舶上，可以实现大型船舶的舵机和锚链的卷扬，从而控制船的方向和停
靠位置。
而在飞机上，可以实现起落架的缩放和滑板的收放等操作。
除此之外，还可以通过联动或复合控制实现复杂功能的控制，
例如常用的伺服控制和调速控制。
在工业生产中，也广泛应用于
制造机器人、检测仪器和医疗设备，并且得到了广泛的应用。
由
于的优点，大大提高了生产效率和产品质量，促进了经济的发展。
总之，是一种在科技、工业领域中广泛使用的动力控制技术，
具有高效、便捷、精度高等优点。
它扮演着连接机械、人工智能
和数字技术的桥梁和纽带，正推动着人类社会的发展。
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液压控制系统第一章绪论1. 液压伺服控制系统：是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统，在这种系统中，输出量能够自动的、快速而准确的复现输入量的变化规律，对输入信号进行功率放大，是一个功放装置。
2. 液压伺服控制系统的组成：分法一：（1）输入元件：给出输入信号加于系统的输入端；（2）比较元件：给出偏差信号；（3）放大转换元件（中枢环节）：将偏差信号放大、转换成液压信号。
（4）控制元件：伺服阀；（5）执行元件：液压缸和液压马达；（6）反反馈测量元件：测量系统中的输出并转换为反馈信号；（7）其他元件：伺服油源、校正装置、油箱。
分法二：执行元件、动力元件、介质、辅助元件、控制元件（伺服阀）、比较元件、伺服反馈元件。
3. 液压伺服控制系统的分类：按系统输入信号的变化规律不同分为：定值控制系统、程序控制系统、伺服控制系统。
按被控物理量的名称不同可分为：位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、力控制系统、其它物理量的控制系统。
按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式可分为：节流式控制（阀控式）系统和容积式控制（变量泵控制或变量马达控制）系统两类。
按信号传递介质的形式或信号的能量形式可分为：机械液压伺服系统、电气液压伺服系统、气动液压伺服系统。
4. 泵控与阀控系统的优缺点：阀控系统的优点是响应速度快、控制精度高、结构简单；缺点是效率低。
泵控系统的优点是效率高；缺点是响应速度慢，结构复杂，操纵变量机构所需的力较大，需要专门的操纵机构。
5. 液压伺服控制的优点：（1）液压元件的功率—重量比和力矩—惯量比大，可组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统；（2）液压动力元件快速性好，系统响应快，由于液压动力元件的力矩—惯量比大，所以加速能力强，能快速启动、制动和反向；（3）液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。
（4）此外，液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好；借助油管动力的传输比较方便；借助蓄能器，能量储存比较方便；液压执行元件有直线位移式和旋转式两种，增加它的适应性；过载保护容易；解决系统温升问题比较方便等。
6. 液压伺服控制的缺点：1）抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高；2）粘度也随油温变化而变化，油温变化对系统的性能有很大的影响；3）油液容易外漏，造成环境污染，可能引起火灾；4）液压元件制造精度要求高，成本高；5）液压能源的获得和远距离传输不如电气系统方便；6）伺服油源中要有油污控制与油温控制系统。
7. 液压传动系统与液压控制系统的异同：1）液压控制技术是在液压传动技术上发展起来的（介质相同，原件大部分相同，遵循的物理规律相同，融合了控制理论）；2）目的不同（前者传递动力，后者对运动量进行精确控制）;3）组成不同（前者5个组成部分，开环，后者7个组成部分，闭环）；4）设计概念不同（前者以静态参数设计为主，后者动静态结合，以动态性能为主）；5）特点不同（有的缺点被放大：对污染的敏感度，有的缺点被消除：传动比）第二章液压放大元件1.液压放大元件也称液压放大器，是一种以机械运动来控制流体动力的元件。
它将输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流体或压力）输出。
它既是一种能量转换元件，又是一种功率放大元件。
2.作用：小的机械量输入，大的液压量输出。
3.具有结构简单、单位体积输出功率大、工作可靠性和动态稳定性好等优点，得到广泛应用。
4.液压放大元件形式：滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀等。
5.滑阀是靠节流原理工作的，借助于阀芯与阀套间的相对运动改变节流口面积的大小，对流体流量或压力进行控制。
圆柱滑阀中最常用的是四边四通阀。
6.按进出阀的通道数划分有：四通阀、三通阀和二通阀。
四通阀有两个控制口，可控制双作用液压缸或液压马达。
三通阀只有一个控制口，只控制差动液压缸，须在液压缸活塞侧设置固定偏压。
二通阀（单边阀）只有一个可变节流口，必须和一个固定节流孔配合使用，才能控制一腔的压力，用来控制差动液压缸。
按滑阀的工作边数划分有：有四边滑阀、双边滑阀和单边滑阀。
四边滑阀有四个可控的节流口，控制性能最好；双边滑阀有两个可控的节流口，控制性能居中；单边滑阀只有一个可控的节流口，控制性能最差。
四边滑阀需保证三个轴向配合尺寸，双边滑阀需保证一个轴向配合尺寸，单边滑阀没有轴向配合尺寸。
因此，四边滑阀结构工艺复杂、成本高，单边滑阀比较容易加工成本低。
按滑阀的预开口形式分有：正开口（负重叠）、零开口（零重叠）和负开口（正重叠）按阀套窗口的形状划分有：矩形、圆形、三角形等多种按阀芯的凸肩数目划分有：二凸肩的、三凸肩的和四凸肩的滑阀7.滑阀的静态特性曲线：流量特性曲线：是指负载压降等于常数时，负数流量与阀芯位移之间的关系压力特性曲线：是指负载流量等于常数时，负数流量与阀芯位移之间的关系，比流量特性曲线有更好的线性度阀的压力-流量特性曲线是指阀芯位移Xv一定时，负载流量QL与负载压降PL之间的图形描述。
特性曲线族8.阀的三个系数（并非常数）：流量增益：公式K q= （P L是常数）它是流量特性曲线在某一点的切线斜率。
流量增益表示负载压力一定时，阀单位输入位移所引得负载流量变化的大小。
其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏。
K q大，系统快速性上升，准确性上升，稳定性下降流量-压力系数为：Kc= （Xv是常数）它是压力-流量曲线的切线斜率冠以负号。
对任何结构形式的阀来说都是负的。
它表示阀开度一定时，负载压降变化所引起的负载流量变化大小。
Kc值小，阀抵抗负载的能力大，即阀的刚度大。
K c直接影响系统阻尼压力增益（压力灵敏度）：Kp= =Kq/Kc （Q=0）它是压力特性曲线的切线斜率。
它是指QL=0时阀单位输入位移所引起的负载压力变化的大小。
此值大，阀对负载压力的控制灵敏度高。
影响系统的带载启动能力。
流量增益直接影响系统的开环增益，因而对系统的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。
流量-压力系数直接阀控执行元件（液压动力元件）的阻尼比和速度刚度。
压力增益表示阀控制执行元件组合起动大惯量或大摩擦力负载的能力。
阀的系数值随阀的工作点而变。
最重要的工作点是压力流量曲线的原点（即QL=PL=Xv=0).一个系统能在这一点为稳定工作，则在其他工作点也能稳定工作。
在原点处的阀系数称为零位阀系数。
9.压力-流量特性方程的线性化表达式为：10.滑阀受力：径向力：重量、液压卡紧力（换向阀）轴向力：①阀芯质量的惯性力F=ma(Xv),②阀芯所受液动力：a、稳态液动力=弹簧F=KXv，b、瞬态液动力；③阀芯与阀套间的摩擦力：干摩擦力、粘性摩擦力；④对中弹簧力；⑤任意外负载。
11.液动力：液流流经滑阀时，液流速度大小和方向发生变化，其动量变化对阀芯产生一个反作用力，这就是作用在阀芯上的液动力。
液动力又分为稳态液动力和瞬态液动力。
稳态液动力与阀口开量成正比，瞬态液动力与阀口开口量变化率成正比。
12.零开口四边滑阀的输出功率和效率：当P L=0时，N L=0，P L=P S时，N L=0.通过dN L/dP L=0,可求得输出功率为最大值时的PL 值为PL=2P S/3。
采用变量泵供油时采用变量泵时，不存在供油流量损失；变量泵：轴向柱塞泵，单作用叶片泵（偏心距的改变）。
采用定量泵加溢流阀作液压能源时，阀在最大输出功率时的系统最大效率为除了滑阀本身的节流损失外，还包括溢流阀的溢流损失，即供油流量损失，这种系统的效率很低，但由于其结构简单、成本低，维护方便，特别是在中、小功率的系统中，仍然得到广泛的应用。
定压源：限压式（恒压式）变量，定量泵+溢流源。
12.单喷嘴挡板阀由固定节流口、喷嘴和挡板组成。
双喷嘴挡板阀是由两个结构相同的单喷嘴挡板阀组合在一起按差动原理工作的。
双喷挡阀是四通阀，可控制双作用液压缸。
13.喷嘴挡板阀性能特点：①响应速度快，运动惯量小，频响特别高，适合作先导级；②功率系数小；③对清洁度要求高，名义过滤度3~5μ（喷嘴挡阀距离）；④污染的后果很严重，“满舵事故”；⑤输入功率很小。
常用双喷嘴挡阀尺寸小，结构对称。
与单喷嘴挡阀相比，双喷嘴挡阀由于结构对称还有以下优点：因温度和供油压力变化而产生的零漂小，即零位工作点变动小；挡板在零位时所受的液压力与液动力是平衡的。
14.射流管阀组成和原理：主要由射流管和接收器组成。
射流管可以绕支承中心转动。
接受器上有两个圆形的接收孔，二个接收孔分别与液压缸的两腔相连。
来自液压能源的恒压力、恒流量的液流通过支承中心引入射流管，经射流管喷嘴向接收器喷射。
压力油的液压能通过射流管的喷嘴转换为液流的动能（速度能），液流被接收孔接受后，又将转换为压力能。
15.射流管阀的性能特点：①较高的响应速度，大于滑阀，小于喷嘴挡板；②功放系数居中，小于滑阀，大于喷嘴挡板阀；③用途：主要用于先导级，个别情况下单独直接驱动；④抗污染能力强，（污染的后果：失效对中）；⑤性能较难预测，（缺点）；⑥易振动；⑦零泄较大；⑧受温度影响较大，粘度影响速度。
三种液压放大元件的比较：第三章液压动力元件1.动力机构=滑阀+执行元件+负载。
2.组成：液压动力元件（或称液压动力机构），是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。
3.液压放大元件可以是：液压控制阀、伺服变量泵。
液压执行元件是：液压缸或液压马达。
可组成四种基本的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸、泵控液压马达。
4.四通阀控制液压缸构成：由零开口四边滑阀和对称液压缸组成的，是最常见的一种液压动力元件。
5. 四通阀控缸原理：6. 四通阀控缸对指令输入Xv的传递函数：（对干扰输入FL的传递函数：（ωh液压固有频率；ζh液压阻尼比；Vt总压缩容积；βe有效体积弹性模量（包括油液、连接管道和缸体的机械柔度）；Ap液压缸活塞有效面积。
ωh=（m t：活塞及负载折算到活塞上的总重量ζh=（Bp：活塞及负载粘性阻尼系数，足够小时…7.影响阀控缸动力机构动态性能的参数（没有弹性负载k=0）：①速度放大系数Kq/Ap（速度增益）。
它表示阀对液压缸活塞速度控制的灵敏度。
Ap为常数，Kq大，快速性上，稳定性下，准确性上速度放大系数直接影响系统的稳定性、响应速度和精度。
提高速度放大系数可以提高系统的速度和精度，但使系统的稳定性变坏，速度放大系数随阀的流量增益变化而变化。
②液压固有频率。
ωh=（βe越大、mt、vt越小、Ap；ωh越大液压固有频率表示液压动力元件的响应速度，在液压伺服系统中，液压固有频率往往是整个系统中最低的频率，它限制了系统的响应时间，为了提高系统的响应速度，应提高液压固有频率。
③液压阻尼比ζh。
表示系统的相对稳定性，为获得满意的性能，液压阻尼比应具有适当的值。
一般液压伺服系统是低阻尼的，因此提高液压阻尼比对改善系统性能是十分重要的。