22~29讲液压基本回路

液压与气压传动授课教案
科目液压与气
压传动
课
题
液压基本回路的认知
授课
日期
课
时
16
班级1701
授
课方式工作过程导向+探究式学习+任务驱动教学法
课后作
业
16
所用
时间
720分钟
教学目标应
知
1.液压基本回路分类；
2.液压基本回路工作过程；
3.各元件在回路中的作用；
4.基本回路的分析方法。

教具资
源
投影仪
教室
课件应
会
1、能说出液压基本回路的种类、作用；
2、能说出元件在回路中的作用；
3、会分析液压基本回路。

重点1、能说出液压基本回路的种类、作用；
2、能说出元件在回路中的作用；
3、会分析液压基本回路。

难
点
元件在回路中的作用、分析
液压基本回路。

教学情境
某施工企业购买一台厦工ZL50型装载机，其工作装置采用液压传动，如果你是操作手，请说出该装载机铲斗油路所涉及的液压元件？型号如何？分析该装载机铲斗液压油路的工作过程？
教学准备
一、教学材料：
1、教案；
2、课件；
3、作业要求；
二、下节课教学安排：
1、任务布置
2、预习要求
教学分析及对策
大纲要求
熟悉液压液压基本回路的种类、作用；熟悉液压基本回路涉及的元件作用、工作过程；熟悉液压基本回路的分析方法；会分析液压基本回路。

教材内容分析
1、教学内容：本此讲授内容为教材中“液压液压基本回路”这一节的内容包括“方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和多缸动作回路”，需要8学时完成；
2、内容安排：首先布置任务，然后按照方向控制回路（2学时）、压力控制回路（2学时）、速度控制回路（2学时）和多缸动作回路（2学时），层次分明，增加液压其他液压基本回路知识。

3、作业：需要根据授课内容补充作业，学生课外搜集信息、预习。

教学对象分析
1、学生基础：学生没有接触液压液压基本回路，但是学习了液压基础和动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件知识，学习能力有一定的提升，但接受新知识能力还是参差不齐，教学时必须要考虑学生接受能力的问题；
2、分组教学：采用分组教学、团队合作的方式，培养团队协作能力和团队精神，在分组时将学习能力较好的学生和学习能力差的学生综合分配，组合成一组，一方面要求学习能力较好的学生帮助组内其他同学完成任务，充分发挥“小教师”的作用，以点带面，避免教学死角的出现，对于学习能力差的学生需要教师重点辅导和关注，同时适当降低任务要求；
主要教学思路
设计宗旨：
根据本课程对应的工作岗位，虚拟了一个工程机械操作手的角色，将教学内容以操作手在实际工作中遇到难题，进而想办法解决的方式进行讲解，本课也不例外，将本课的教学内容融入到工作任务当中，以实际工作任务引入本课内容，引起学生的学习兴趣：
大致思路：
以工作过程为导向，以对应工作岗位的实际工作任务引入本课内容——提出任务——探究式学习，让学生先试着分析任务，找寻完成任务的方法——肯定、点评学生的收获——和学生一起分析任务——明确任务——做必要的指点和讲解——以学生为主体完成任务，教师重在引导——教师做必要的小结和点评——拓展提问，布置作业和下一节的预习任务。

注意事项：
1、教师重在引导和启发，不要“只顾灌输，不顾效果”，要充分发挥学生
的主观能动性，培养学生的分析能力、学习能力、拓展能力和综合应用能力。

2、充分利用现代教学手段激发学生的学习兴趣；
教学方法探究式学习+任务驱动教学法
教学过程
教学内容与课堂组织教学组织及教学手段的实施
【教学回顾】5分钟快速复习上节课的内容，重点强调上节课的重点和难点。

提问了解学生掌握情况，复习上次课的重点内容，询问预习情况
【新课导入】3分钟前面我们已经作为操作手解决了液压控制元件认知问题，解决难题的同时也学到了很多，那么今天你们作为操作
手又遇到了什么难题需要解决呢？
工作过程导入，提出任务——由对应工作岗位提出仿真工作任务：
某施工企业购买一台厦工ZL50型装载机，其工作装置采用液压传动，如果你是操作手，请说出该装载机铲斗油路所涉及的液压元件？型号如何？分析该装载机铲斗液压油路的工作过程？
采用多媒体把教案当中安排的具体项目要求、学习的内容，掌握的知识交待清楚，确保每个学生都完全了解今天的任务。

【新课教学】
一、探究式学习7分钟
1、提问，要求学生以小组的形式，根据发放的教学资料讨论以下问题，并试着通过找寻解决办法：
（1）如果接到工作任务的是你，你能按时顺利完成吗？如果能，你的解决办法是什么？如果不能，你的困难和问题是什么？把它们清楚的罗列出来。

（2）你打算怎样解决所遇到的问题和困难，进而完成工作任务？
2、肯定、赞扬学生的积极思考和勇于尝试，指出学生想法和提议中值得肯定的地方，不足的地方不要直接否定，留个悬念，请他们关注后面的分析，自己去分析对错优劣。

教师采用多媒体，将提问的2个问题投影出来，引导启发学生积极思考，鼓励通过实操寻找解决办法，鼓励同学之间的相互交流，提示学生组织好要口头表达的语句，准备回答问题。

学生讨论、探究时，教师巡视，初步了解学生的进展，鼓励完成较好的组更上一层楼，点拨完全没有头绪的组。

【板书】
1、你的问题？
2、怎样解决？
二、分析任务5分钟
1、引导思考
和学生一起分析刚才的问题，在刚才学生的答案的基础上进一步引导学生自主思考。

问题1：
如果接到工作任务的是你，你能按时顺利完成吗？如果能，你的解决办法是什么？如果不能，你的困难和问题是什么？把它们清楚的罗列出来。

对应参考答案：
（1）不知道液压基本回路的种类、型号、结构；
（2）不会分析。

问题2：
你打算怎样解决所遇到的问题和困难，进而完成工作任务？
对应参考答案：
首先明确问题的要求，然后试着找到解决问题的办法，可以通过以下途径找到解决办法：（1）直接请教经验丰富的同事或朋友；
（2）查阅ZL50型装载机使用说明书；
（3）求助网络或书籍。

2、引导学生分析
以上各种解决办法的优缺点各是什么？各种解决办法的可行性如何？
3、分析任务阶段小结
对刚才的分析过程加以小结，肯定学生的积极思考和勇于尝试。

对照着课件，每个问题先通过提问引导学生，学生考虑不到的部分再加以补充。

【板书】
【板书】
通过提问引导学生，学生考虑不到的部分再加以补充。

培养学生的分析能力。

多鼓励，多肯定，多赞扬。

4、明确任务
由刚才的分析明确提出本课三大任务：
任务一：方向控制回路分析；
任务二：压力控制回路分析。

任务三：速度控制回路分析
任务四：多缸动作回路分析【板书】
解决办法：
1.直接请教高手
2.查阅ZL50型装载机
使用说明书
（3）求助网络或书籍。

问题：
（1）不知道辅助元件的种类、型号、结构；
（2）不会分析。

本课任务：
任务一：方向控制回路分析；
任务二：、压力控制回路分析。

任务三：速度控制回路分析
任务四：多缸动作回路分析
三、完成任务一：方向控制回路分析
（一）探究式学习20分钟
1、化分子任务
根据方向控制回路分析分析任务情况，将其划分二个子任务：
子任务1：方向控制回路分析认知；10分钟
子任务2：方向控制回路分析；10分钟
2、教师利用多媒体课件播放方向控制回路分析视频、动画、图片，学生认知方向控制回路并进行工作过程分析。

教师首先通过课件播放方向控制回路作用、结构、
种类、工作过程，要求学生试着说出方向控制回路
的作用、结构、种类、工作过程。

3、学生认知体验后的小结
打开课件和学生一起根据刚才的认知分析来
总结方向控制回路的作用、结构、种类、工作过程。

［难点化解］
通过课件演示，使学生清楚方向控制回路的作
用、结构、种类、工作过程。

【板书】
利用“多媒体课件”演示方向控制回路作用、结构、种类、工作过程，确保每个学生都看清楚教师的说明。

确保每个学生都参与这个非常重要的环节，如果需要可以让分析完成的学生来简述他的认知。

确保每个学生都参与这个非常重要的环节，化解难点。

（二）完成任务子任务一：10分钟；子任务二：45分钟
1、教师布置任务
要求学生根据项目具体要求，完成子任务1到子任务2，请先完成的同学主动帮助身边没有完成
的同学，全组所有组员都顺利完成后举手示意；
2、学生试分析
教师巡回辅导答疑，了解学生进展和掌握程度，搜集学生完成过程中出现的问题；
3、阶段小结
及时就发现的问题加以讲解和强调，必要时辅以讲解，讲解完毕后学生继续练习。

4、学生认知情况展示，老师点评
每小组派人说出本组认知情况，点评其优点及
教师巡回辅导，辅导重在点拨，重点跟进平时基础较差的学生。

对提前完成的同学提出更高要求：帮助身边同学解决问题。

讲解时确保每个学生都认真参与这个非常重要的环节。

多鼓励，多肯定，多赞扬。

不足之处尽量引导学生自己发现、总结。

子任务1：方向控制回路分析认知；10分钟
子任务2：方向控制回路分析；10分钟
不足。

5、总结提高
将完成任务一的思路和过程从头到尾完整的梳理一遍，在需要课件演示的地方辅以演示，强调容易出错的地方，播放视频。

6、本课小结，布置作业5分钟
1）内容回顾
回顾本课所遇到的问题和解决问题的过程，强调本课的重点和难点，强调遇到问题时如何解决问题。

2）布置作业：
（1）简述液压基本回路种类有哪些？
（2）换向回路作用有哪些？
（3）分析采用液控单向阀的闭锁回路？
（4）预习下一个子任务的相关知识
演示时确保每个学生都不会错过总结这个非常重要的环节，在总结中提高。

小结和布置作业时确保每个学生都接收到信息。

五、完成任务三：速度控制回路分析。

（一）探究式学习20分钟
1、化分子任务
根据速度控制回路分析任务情况，将其划分二
个子任务：
子任务1：速度控制回路认知；10分钟
子任务2：速度控制回路分析；10分钟
2、教师利用多媒体课件播放速度控制回路认知与工作过程，学生初步体验
教师首先通过课件播放速度控制回路认知与工作过程分析，要求学生试着说出速度控制回路元件作用与工作过程；
3、学生试分析
学生通过看视频和动画以及教材资料，讨论速度控制回路认知与工作过程。

4、学生实分析验后的小结
询问学生的分析结果，询问分析中出现了什么【板书】
投影时确保每个学生都看清楚教视频和动画的内容。

教师巡视了解学生进展，点拨、辅导进度较差的学生；
确保每个学生都参与这个非常重要的环节，如果需要可以让分析完成的学生来简述他的分析结果。

子任务1：速度控制回路认知；10分钟
子任务2：速度控制回路分析；10分钟
问题，就出现的问题加以讲解，强调分析探讨的要
领。

［难点化解］速度控制回路分析。

通过课件演示，使学生清楚速度控制回路分析。

（二）完成任务65分钟
1、教师布置任务
要求学生完成速度控制回路认知与工作过程分析，熟悉速度控制回路认知与工作过程分析。

2、学生试操作
学生根据刚才的分析经验和教师的讲解，试着完成任务。

3、阶段小结
及时就发现的问题加以讲解和强调，必要时辅以视频演示，讲解完毕后学生继续练习。

4、学生作品展示，老师点评
展示完成较好的学生作品，点评其优点及不足。

5、总结提高
将完成任务二的思路和制作过程从头到尾完
整的梳理一遍，在需要演示的地方辅以视频演示，
强调容易出错的地方。

6、本课小结，布置作业5分钟
1）内容回顾
回顾本课所遇到的问题和解决问题的过程，强
调本课的重点和难点，强调遇到问题时如何解决问
题。

2）布置作业：
（1）简述常见速度控制基本回路有哪些？
（2）分析进油节流调速回路？
（3）分析回油节流调速回路。

（4）预习下一个任务教学资料
确保每个学生都参与这个非常重要的环节，化解难点。

教师巡回辅导答疑，搜集学生完成过程中出现的问题；对提前完成的同学提出更高要求：或帮助身边同学解决问题。

确保每个学生都参与这个非常重要的环节。

多鼓励，多肯定，多赞扬。

不足之处尽量引导学生自己发现、总结
确保每个学生都参与这个非常重要的环节，在总结中提高。

小结和布置作业时确保每个学生都接收到信息。

六、完成任务四：多缸动作回路分析。

（一）探究式学习20分钟
1、化分子任务
根据多缸动作回路分析任务情况，将其划分二
个子任务：
子任务1：多缸动作回路认知；10分钟
子任务2：多缸动作回路分析；10分钟
2、教师利用多媒体课件播放多缸动作回路认知与工作过程，学生初步体验
教师首先通过课件播放多缸动作回路认知与工作过程分析，要求学生试着说出多缸动作回路元件作用与工作过程；
3、学生试分析
学生通过看视频和动画以及教材资料，讨论多缸动作回路认知与工作过程。

4、学生实分析验后的小结
询问学生的分析结果，询问分析中出现了什么问题，就出现的问题加以讲解，强调分析探讨的要领。

［难点化解］多缸动作回路分析。

通过课件演示，使学生清楚多缸动作回路分析。

（二）完成任务65分钟
1、教师布置任务
要求学生完成多缸动作回路认知与工作过程分析，熟悉多缸动作回路认知与工作过程分析。

2、学生试操作
学生根据刚才的分析经验和教师的讲解，试着完成任务。

3、阶段小结
及时就发现的问题加以讲解和强调，必要时辅以视频演示，讲解完毕后学生继续练习。

4、学生作品展示，老师点评
展示完成较好的学生作品，点评其优点及不足。

5、总结提高【板书】
投影时确保每个学生都看清楚教视频和动画的内容。

教师巡视了解学生进展，点拨、辅导进度较差的学生；
确保每个学生都参与这个非常重要的环节，如果需要可以让分析完成的学生来简述他的分析结果。

确保每个学生都参与这个非常重要的环节，化解难点。

教师巡回辅导答疑，搜集学生完成过程中出现的问题；对提前完成的同学提出更高要求：或帮助身边同学解决问题。

确保每个学生都参与这个非常重要的环节。

多鼓励，多肯定，多赞扬。

不足之处尽量引导学生自己发现、总结
子任务1：多缸动作回路认知；10分钟
子任务2：多缸动作回路分析；10分钟
将完成任务二的思路和制作过程从头到尾完整的梳理一遍，在需要演示的地方辅以视频演示，强调容易出错的地方。

6、本课小结，布置作业 5分钟
1）内容回顾
回顾本课所遇到的问题和解决问题的过程，强调本课的重点和难点，强调遇到问题时如何解决问题。

2）布置作业：
（1）简述常见多缸动作基本回路有哪些？
（2）分析采用行程阀控制的顺序动作回路？ （3）分析用开关控制的顺序动作回路。

（4）预习下一个任务教学资料 七、进行液压回路综合训练 3学时
确保每个学生都参与这个非常重要的环
节，在总结中提高。

小结和布置作业时确保每个学生都接收到信息。

教 学 资 料
常用的液压基本回路，按其功能可以分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和顺序动作回路等四大类。

一、方向控制回路
方向控制回路是控制液流的通、断和流动方向的回路。

在液压系统中用于实现执行元件的启动、停止以及改变运动方向。

方向控制回路包括换向和锁紧两种基本回路。

1、换向回路
换向回路的作用是改变执行元件的运动方向。

液压系统中执行元件运动方向的变换一般由换向阀实现。

如图所示为采用二位四通电磁换向阀的换向回路。

电磁铁通电时，阀心左移，压力油进入液压缸右腔，推动活塞杆向左移动（工作进给）；电磁铁断电时，弹簧力使阀心右移复位，压力油进入液压缸左腔，推动活塞杆向右移动（快速退回）。

2、锁紧回路
闭锁回路（又称锁紧回路）用以实现使执行元件在任意位置上停止，并防止其停止后蹿动。

常用的闭锁回路如下：
1. 采用滑阀机能为中间封闭或PO连接的换向阀组成的闭锁回路图a为采用三位四通中间封闭机能换向阀的闭锁回路。

图b为三位四通PO连接机能换向阀，具有相同的锁紧功能。

不同的是前者液压泵不卸荷，并联的其他执行元件运动不受影响，后者液压泵卸荷。

这种闭锁回路结构简单，但由于换向阀密封性差，存在泄漏，所以闭锁效果较差。

a 采用锁紧功能的换向阀组成的换向回路
b 采用液控单向阀的闭锁回路
2. 采用液控单向阀的闭锁回路右图所示为采用液控单向阀的闭锁回路。

液控单向阀有良好的密封性，锁紧效果较好。

二、压力控制回路
利用各种压力阀控制系统或系统某一部分油液压力的回路称为压力控制回路。

在系统中用来实现调压、减压、增压、卸荷和多级压力等控制，满足执行元件对力或转矩的要求。

1、调压回路
根据系统负载的大小来调节系统工作压力的回路叫调压回路。

调压回路主要由溢流阀组成。

1）单级调压回路 a图为由溢流阀组成的压力调定回路，用于定量液压泵系统中。

在液压泵出口处并联设置的溢流阀，可以控制液压系统的最高压力值。

必须指出，为了使系统压力近于恒定，液压泵输出油液的流量除满足系统工作用油量和补偿系统泄漏外，还必须保证有油液经溢流阀流回油箱。

所以，这种回路效率较低，一般用于流量不大的场合。

2）二级调压回路 b所示为二级调压回路，可实现两种不同的系统压力控制。

由先导型溢流阀1和直动式溢流阀3各调一级。

a单级调压回路 b 二级调压回路
3）多级调压回路如图所示由溢流阀1、2、3分
别控制系统压力，从而组成三级压力调压回路。

多级调压回路
2、减压回路
在定量液压泵供油的液压系统中，溢流阀按主系统
的工作压力进行调定。

若系统中某个执行元件或某个支
路所需要的工作压力低于溢流阀所调定的主系统压力
（如控制系统、润滑系统等）。

这时就要采用减压回路。

减压回路主要由减压阀组成。

如图所示为采用减压阀组成的减压回路。

减压阀出
口的油液压力可以在5×105Pa以上到比溢流阀所调定
的压力小5×105Pa的范围内调节。

采用减压阀的减压回路
采用单向减压阀的减压回路
如图所示为采用单向减压阀组成的减压
回路。

液压泵输出的压力油液，以溢流阀调定
的压力进入液压缸2，以减压阀减压后的压力
进入液压缸1。

活塞返程时，油液可经单向阀
直接回油箱。

3、增压回路
增压回路是用来使局部油路或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力。

增压的方法很多，右图为采用增压液压缸的增压回路。

当工作液压缸活塞上升（回程）时，补充油箱中的油液可以通过单向阀进入增压液压缸的b 缸，以补充这一部分管路的泄漏。

4、卸荷回路
当液压系统中的执行元件停止运动或需要长时间保持压力时，卸荷回路的功用是在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，即输出的油液以最小的压力直接流回油箱，以减小功率损耗，降低系统发热，延长液压泵和电机的使用寿命。

下面介绍两种常用的卸荷回路。

（1）采用二位二通换向阀的卸荷回路。

图a 所示当执行元件停止运动时，使二位二通换向阀电磁铁通电，其右位接入系统，这时液压泵输出的油液通过该阀流回油箱，使液压泵卸荷。

应用这种卸荷回路，二位二通换向阀的流量规格应能流过液压泵的最大流量。

（2）采用三位换向阀的卸荷回路 图b 为采用三位四通换向阀的中位滑阀机能实现卸荷的回路。

图示换向阀的滑阀机能为中间开启型，油口A ，B ，P ，O 全部连通。

液压泵输出的油液经换向阀中间通道直接流回油箱，实现液压泵卸荷。

此外中位滑阀机能为PO 型或PAO 型时也可实现液压泵卸荷。

三、速度控制回路
1、调速回路
调速方法有定量泵的节流调速、变量泵的容积调速和容积节流复合调速等三种。

1）节流调速回路 定量泵节流调速是在定量液压泵供油的液压系统中安装节流阀来调节进入液压缸的油液流量，从而调节执行元件工作行程速度。

根据节流阀在油路中安装位置的不同，可分为进油节流调速 、回油节流调速、旁路节
流调速等多种形式。

常用的是进油节流调速与回油节流
调速两种回路。

（1）进油节流调速回路 把流量控制阀装在执行元
件的进油路上的调速回路称为进油节流调速回路，如图
a
） b ） 采用二位二通换向阀的卸荷回路 采用三位换向阀的卸荷回路
变量液压泵调速回路 所示。

回路工作时，液压泵输出的油液（压力p B 由溢流阀调定），经可调节流阀进入液压缸右腔，推动活塞向左运动，左腔的油液则流回油箱。

液压缸右腔的油液压力p 1由作用在活塞上的负载阻力F 的大小决定。

液压缸左腔的油液压力p 2≈0。

进入液压缸油液的流量q v1由可调节流阀调节，多余的油液q v2经溢流阀回油箱。

进油节流调速回路的特点如下：
①结构简单，使用方便。

由于活塞运动速度v 与可调节流口通流截面积A 0成正比，调节A 0即可方便地调节活塞运动的速度。

②液压缸回油腔和回油管路中油液压力很低（接近于零），当采用单活塞杆液压缸在工作进给时无活塞杆腔进油，因活塞有效作用面积较大可以获得较大的推力和较低的速度。

③速度稳定性差。

④由于回油腔没有背压力（回油路压力为零），当负载突然变小、为零或为负值时，活塞会产生突然前冲（快进），因此运动平稳性差。

⑤因液压泵输出的流量和压力在系统工作时经调定后均不变，所以液压泵的输出功率为定值。

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)回油节流调速回路 把流量控制阀装在执行元件的回油路上的调速回路称为回油节流调速回路，如图所示。

回油节流调速回路有两个明显的优点：一是
可调节流阀装在回油路上，回油路上有较大的背
压，因此在外界负载变化时可起缓冲作用，运动
的平稳性比进油节流调速回路要好。

二是回油节
流调速回路中，经可调节流阀后压力损耗而发
热，导致温度升高的油液直接流回油箱，容易散
热。

回油节流调速回路广泛应用于功率不大、负
载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统
中。

2）容积调速回路 如图为使用变量液压泵的调速回路，属于容积调速回路，它通过改变变量液压泵的输出流量实现调节执行元件的运动速度。

液压系统工作时，变量液压泵输出的压力油液全部进
入液压缸，推动活塞运动。

调节变量液压泵转子与定子之
间的偏心距（单作用叶片泵或径向柱塞泵）或斜盘的倾斜
角度（轴向柱塞泵），改变泵的输出流量，就可以改变活塞
的运动速度，实现调速。

回路中的溢流阀起安全保护作用，
正常工作时常闭，当系统过载时才打开溢流，因此，溢流
阀限定了系统的最高压力。

与节流调速相比较，采用变量液压泵的容积调速具有压力损耗和流量损耗小的优点，因而回路发热量小，效率
回油节流调速回路。