汽车机械基础单元四.6常用液压基本回路
液压基本回路(有图)
快速－慢速的换接回路
AT1
采用调速阀串联的慢 速－慢速的换接回路
AT2 AT1
AT2
AT1
AT1 ≠AT2 采用调速阀并联的慢速－慢速的换接回路
类型：
启动、停止（包括锁紧）和换向回路。
一、启停回路
执行元件需频繁启动或停止的液压系统中，一般不采 用启动和停止电机的方法。
采用二位二通、二位三通电磁阀或中位为O，Y，M型 的三位四通换向阀来实现。
活塞运动速度(负载特性方程)：
v
q2 Α2
ΚΑΤ ΔPm Α2
ΚΑΤ(Pp A1 R)m Α2m 1
分析： ①当R=0 时，
v KAT PP A1m A2m 1
(空载)
②当R=PP A1 时，v=0（停止运动）
速度刚度： Th
R v
PP A1 R mv
Tj
v AT1
3、变量泵－变量马达组成的容积调速回路
属上述二者的组合，可满足低速时有大转矩，高速时有 大功率。
p1
qP
TM
nM VM
p2
4、容积调速回路特点
① 无节流损失和溢流损失，回路效率高，系统发热小。 ② 速度稳定性好，但随着负载增加，容积效率降低，导
致低速时速度稳定性比采用调速阀的节流调速回路差。 ③ 泵和马达结构复杂，成本高。 ④ 适用于高速、大功率调速系统。
AT2
即：回油节流调速的v-R 特性与进油 AT3
节流调速完全相同。两者特性曲线完
全相同。
0
AT1 > AT2 > AT3
Rmax R
（2）特点
① ∵P2≠ 0，有背压，∴运动平稳性较好；随负载变化， 速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。
图解各种液压基本回路（动画演示）
图解各种液压基本回路（动画演示）液压基本回路是由一些液压元件组成的，用来完成特定功能的控制油路。
液压基本回路是液压系统的核心，无论多么复杂的液压系统都是由一些液压基本回路构成的，因此，掌握液压基本回路的功能是非常必要的。
从机器构成的角度来讲，任何机器都是由原动机、传动系统和工作机三部分组成的。
液压基本回路是构成液压传动系统的基本单元。
液压基本回路通常分为方向控制回路，压力控制回路和速度控制回路三大类。
方向控制回路其作用是利用换向阀控制执行元件的启动，停止，换向及锁紧等。
压力控制回路的作用是通过压力控制阀来完成系统的压力控制，实现调压，增压，减压，卸荷和顺序动作等，以满足执行元件在力或转矩及各种动作变化时对系统压力的要求。
速度在控制回路的作用是控制液压系统中执行元件的运动速度或速度切换。
一压力控制基本回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统和支路压力，实现调压、稳压、增压、减压、卸荷等目的，以满足执行元件对力或力矩的要求。
压力控制回路可分为：调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、平衡回路、保压回路、泄压回路1调压回路功效：调定和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不同阶段实现多级压力变换。
一般用溢流阀来实现这一功能。
分类：单级调压回路、多级调压回路、无级调压回路A单级调压回路节流阀可以调节进入液压缸的流量，定量泵输出的流量大于液压缸的流量时甲多余的油液便从溢流阀流回油箱。
调节溢流阀便可调节泵的供油压力，溢流阀的调定压力必须大于液压缸最大工作压力和油路上各种压力损失总和。
B二级调压回路二级调压回路：系统压力值有两种。
如图二所示状态下，当两位两通电磁换向阀断电时，液压泵的工作压力由先导溢流阀1调定为最高压力；当两位两通电磁换向阀通电后，液压泵工作压力由远程调压阀2（溢流阀）调定为较低压力。
（其中，远程调压阀2的调整压力必须小于溢流阀1的调整压力。
）C多级调压回路如图所示，在图示状态，当电磁换向阀断电中位工作时，液压泵的工作压力由先导溢流阀1调定为最高压力；当电磁换向阀4右边电磁铁通电右位时，液压泵工作压力由远程调压阀2（溢流阀）调定为较低压力。
液压基本回路(有图)
液压系统中常见的问题
1 高温问题
引起润滑不良和物理性 能退化。
2 气泡问题
空气混入后气泡会导致 写作和噪音。
3 故障问题
由于系统构造复杂，故 障排除更加麻烦。
液压系统的故障检修方法
1
分析故障原因
了解故障原因，对故障进行排除。
检查液压油、滤器和密封
2
定期更换液压油和滤芯，检查密封是
否完好。
3
维护液压系统的正常工作
液压系统的节能环保
加装变频器
通过变频器的变换达到节 能的目的。
采用流量调节器
有助于减少液压泵的排量， 减少节能。
采用液压节能元件
采用液压系统节能元件， 比如液阻炬，调速马达等， 这些设备都能够减少能耗。
液压系统对人类生活的影响
1
机械行业
液压系统可以使各种机械的性能与功能得到提高，为现代生产模式提供强有力的 支撑。
闭环液压系统的工作原理
1
信号检测器检测执行机构反馈信息
信号检测器检测执行机构的反馈信息，通过反馈回路再次进入控制阀。
2
控制阀内部将反馈信息和设定值进行比较
控制阀内部将反馈信息和设定值进行比较，产生控制信号，调整执行机构的运动 状态。
3
执行机构接受控制信号
执行机构重新进行工作，产生新的反馈信息，经过反馈回路，形成闭环控制。
液压控制阀
调节液压流量和压 力。
液压泵
将液压油从低压区 送到高压区。通常 采用齿轮泵和柱塞 泵。
液压储能器
将液体压缩以存储 能量，释放能量时 将其恢复原状。
压力控制元件的作用
压力表
测量液体在液压回路中的压力 值。
安全阀
当液体压力超过设置值时，自 动开启以减小压力。
液压基本回路
液压基本回路
1/68
第一节 压力控制回路 第二节 速度控制回路 第三节 多缸工作控制回路 第四节 其它回路
液压基本回路
2/68
第一节 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整体或 某一部分压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求 回路，这类回路包含调压、减压、增压、卸荷和平衡 等各种回路。
液压基本回路
13/68
（3）二通插装阀卸荷回路
如右图所表示为一 个二通插装阀卸荷回 路因为二通插装阀通 流能力大，因而这种 卸荷回路适合用于大流 量液压系统。正常 工作时，泵压力由溢 流阀调定。当二位四 通电磁阀通电后，主 阀上腔接通油箱，主 阀口安全打开，泵即 卸荷。
液压基本回路
14/68
五.保压回路
液压基本回路
4/68
（2）二级调压回路
如右图所表示为二级调压回 路，可实现两种不一样系统压 力控制。由先导溢流阀 2 和直 动式溢流阀 4 各调一级，当二 位二通电磁阀 3 处于图示位置 时，系统压力由阀 2 调定，当 阀 3 得电处于右位时，系统压 力由阀 4 调定，但要注意：阀 4 调定压力一定要小于阀 2 调定压力 ，不然不能实现 ； 当系统压力由阀 4调定时，先 导型溢流阀 2 先导阀口关 闭 ，但主阀开启 ，液压泵 溢流流量经主阀回油箱。
液压基本回路
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（2）用先导型溢流阀卸荷卸荷回路
如右下列图所表示，使先导型溢流阀远程控制口直接 与
二位二通电磁阀相连，便
组成一个用先导型溢流阀
卸荷回路，电磁溢流阀
中二位二通电磁换向阀
得电时，溢流阀远程控
制口接油箱，溢流阀打开
溢流，液压泵在低压下（
靠近零压）卸荷。这种卸
液压基本回路
q
A1
A1
v
q pt
k(
F A1
)
CA
T
(
F )m A1
A
1
式中 qpt—泵旳理论流量；
k—泵旳泄漏系数，其他符号意义同前。 22
（2）功率特征
旁路节流调速只有节 流损失，无溢流损失，
回路旳输入功率 Pp p1qp
功率损失较小。
回路旳输出功率 P 1 F p 1 A 1 p 1 q 1
回路旳功率损失
容积调速回路有泵-缸式回路和泵-马达式回路。 这里主要简介泵-马达式容积调速回路。
24
（一）变量泵-定量马达式 容积调速回路闭式调速回路
泵旳转速 np 和马达排量VM 视 为常数，变化泵旳排量Vp可使马 达转速 nM 和输出功率
PM 随之成百分比旳变化。马达 旳输出转矩 TM 和回路旳工作压 力Δp 取决于负载转矩，不会因 调速而发生变化，所以这种回路 常称为恒转矩调速回路。
式中 —q溢流阀旳溢流量, q。qpq1
进油路节流调速回路旳功率损失由两部分构成：溢流功
率损失 P1和p节p流q功率损失
P2 pTq1
V
Pp
P
p1q1
(3)
Pp
ppqp
18
（二） 回油路节流调速回路
采用一样旳分析措 施能够得到与进油 路节流调速回路相 同旳速度负载特征.
A C21ATm(ppA1F)m
16
（2）功率特征
图1中，液压泵输出功率即为该回路旳输入功率为：
Pp ppqp
V
而缸旳输出功率为：
q
P1FFA1
pq 11
1
回路旳功率损失为：
P P p P 1p p q p p 1 q 1
液压基本回路
第一节 压力控制回路
2、二级调压回路。 电磁阀断电，最高压力由2调定， 电磁阀通电，系统压力由4调定。
p2 p4
第一节 压力控制回路
3、多级调压回路。
pB pA
按比例进行压力调 节的回路（无级调压力回路） 通过改变比例溢流阀的 输入电流来实现无级调压， 这样可使压力切换平稳，使 系统实现远距离控制或程控。
第一节 压力控制回路
➢压力控制回路是利用压力控制阀来控制系 统整体或某一部分的压力，以满足液压执 行元件对力或转矩要求的回路。
➢压力控制回路包括：调压回路、增压回路、 卸荷回路、平衡回路等多种。
第一节 压力控制回路
一、调压回路 作用：调整或限定系统压力。 1、单级调压回路 作用：调整系统压力并保持恒
第一节 压力控制回路
二、减压回路
作用：使系统中某一部分获得 稳定的低压。
第一节 压力控制回路
二、减压回路
汽车机械基础第三节 液压基本回路
第三节液压基本回路4.3.1方向控制回路一．方向控制回路利用控制进入执行元件液流的通、断及改变流动方向来实现工作机构启动、停止或变换运动方向的回路这类回路包括换向回路和锁紧回路。
（一）换向回路采用二位四通、三位四通电磁换向阀是最普遍应用的换向方法。
尤其在自动化程度要求搞的组合机车液压系统中应用更为广泛。
三位四通电磁换向阀动作的换向回路如图所示。
该回路由液压泵、三位四通电磁换向阀、溢流阀和液压缸组成。
液压泵启动后，换向阀在中位工作时，换向阀四个油口互不相通，液压缸两腔不通压力油，处于停止状态；换向阀在左位工作时，换向阀将液压泵与液压缸左腔接通，液压缸右腔与油箱接通，使活塞左移；反之，使活塞右移。
这种换向回路的优点是换向方便，缺点是换向时有冲击且换向精度低，不宜用于频繁换向。
所以，采用电磁阀换向阀的换向回路适用于低速、轻载和换向精度要求不高的场合。
2．锁紧回路功能：使液压缸能在任意位置停留，且停留后不会在力作用下移动位置。
采用O型机能换向阀的锁紧回路采用液控单向阀的锁紧回路（1）采用换向阀O、M机能的锁紧回路采用O型或M型机能的三位换向阀,当阀芯处于中位时,液压缸的进、出口都被封闭,可以将活塞锁紧,这种锁紧回路由于受到滑阀泄漏的影响,锁紧效果较差。
图示为采用O型换向阀的锁紧回路。
这种采用O、M型换向阀的锁紧回路，由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，密封性能较差，锁紧效果差，只适用于短时间的锁紧或锁紧程度要求不高的场合。
（2）采用液控单向阀的锁紧回路。
在液压缸的进、回油路中都串接液控单向阀(又称液压锁),活塞可以在行程的任何位置锁紧。
其锁紧精度只受液压缸内少量的内泄漏影响，因此，锁紧精度较高。
采用液控单向阀的锁紧回路,换向阀的中位机能应使液控单向阀的控制油液卸压(换向阀采用H型或Y型),此时,液控单向阀便立即关闭,活塞停止运动。
假如采用O型机能,在换向阀中位时,由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死而不能使其立即关闭,直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后,液控单向阀才能关闭,影响其锁紧精度。
液压基本回路(有图)
液压泵
液压泵是主液压回路中负 责产生流体压力的元件。
辅助液压回路
1
液压阀
2
液压阀是辅助液压回路中的重要元件， 用于控制液压能量的流动和转换。
辅助液压回路概述
辅助液压回路是用于辅助主液压回路 的一组回路，实现特定的辅助功能。
液压缸
液压缸概述
液压缸是液压系统中的执行元件，用于产生力 和运动。
液压缸内部结构
自动化
液压系统将更多地与自动化技术结合，提高工作效率和准确性。
液压缸由缸筒、活塞和密封元件等部分组成。
液压缸的应用
液压缸广泛用于工业、农业、建筑等领域的各 种机械设备。
液压回路的工作流程示例
1
工作步骤1
液压泵供给液压能量。
工作步骤2
2
液压阀控制液压能量的流动和转换。
3
工作步骤3
液压缸执行具体的力和运动。
流体动力系统设计与优化
1 系统设计
根据实际需求进行合理 的系统设计和构建。
液压基本回路
液压系统是由液压泵、液压阀、液压缸等元件组成的流体动力系统。本节将 介绍液压基本回路的工作原理、组成和常见类型，以及液压回路中的元件和 功能。
主液压回路
主液压回路概述
主液压回路是液压系统中 的核心回路，负责传递液 压能量和控制工作部件的 运动。
常见的液压回路类型
单向液压回路和双向液压 回路是主液压回路的两种 常见类型。
2 优化方案
通过调整元件和参数等 方式来提高系统的效率 和性能。
3 技术创新
不断推动流体动力系统 的技术发展和创新。
常见的液压系统故障及排除方法
常见故障
如液压泵失效、液压阀堵塞等。
基本液压回路
4 卸载回路
当系统不需要动力时，使液压泵在很低压力下运转的回路称卸荷回路。 常用控制元件为卸荷阀、溢流阀和某些换向阀。卸荷回路是一种节能的压力 控制回路。图a为使用M型换向阀的卸荷回路，除M型外，H和X型换向阀也可用 于卸荷。图b为使用卸荷阀的卸荷回路，并且在泵卸荷时蓄能器使系统的其他 部位保持一定的压力，亦称卸荷保压回路。图c是利用二位二通换向阀卸荷的， 图d是利用遥控溢流阀的卸荷回路。回路中的单向阀用以防止高压油液在泵卸 荷时倒流入液压泵，并可使系统其他部位保持短时间的压力。
8.1 快速和速度转换回路
1、使用液压泵的有级调速回路
2)双泵三速回路
8.1 快速和速度转换回路
2、差动快速回路
使用差动液压缸和特定的换向阀所构成的换速回路，称之差动 快速回路。在这种回路中，差动联接时活塞运动速度为非差动时的2 倍，故称差动快速回路。
当二位三通阀3处左工位，液压缸两腔压力相等，因两腔面积不同， 故活塞右移，排出油液又进入大腔，其速度为非差动联接时的两倍，并且
定量。
11
4
6
8
9
3
2
7
10
5
1
2 锁紧回路
为使执行元件在任意位置上停止不动或防止停止后的窜动的回路。当液 压缸停止工作时，H型三位四通阀处中位，液压锁 控制管路释压而处关闭状态，液压缸两腔均无油 液进入和流出，活塞被锁紧。该回路常用工程机 械的双向锁紧。使用一个液控单向阀时，可单向 锁紧(常用于竖直方向锁紧)。换向阀也可使用Y 型阀。
图2为变量泵限压回路，用以限制泵的 最高工作压力。系统正常工作时，溢流阀 关闭，泵的工作压力由负载决定。当负载 压力达到溢流阀调定压力的115～120％时， 溢流阀开启溢流，以保障系统的安全，这 种作用的溢流阀又称之安全阀。
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2)利用蓄能器的保压回路
• 这种回路借助蓄能器来保持系 统压力，补偿系统泄漏。图467所示为利用液压虎钳夹紧工 件。将换向阀移到阀左位时， 活塞前进将虎钳夹紧，这时泵 继续输出的压力油将蓄能器充 压，直到卸荷阀被打开卸载， 此时作用在活塞上的压力由蓄 能器来维持并补充液压缸的泄 漏。当工作压力降低到比卸荷 阀所调定的压力还低时，卸荷 阀又关闭，泵的液压油再继续 送往蓄能器。此系统可节约能 源并降低油温。
• 在实际应用上，二位二通电磁 阀常和溢流阀组合在一起，此 种组合称为电磁控制溢流阀。
图4-66 利用溢流阀远程控制口卸载
3.1.4保压回路
• 有的机械设备在工作过程中,常常要求液压 执行机构在其行程终止时,保持压力一段时 间,这时需采用保压回路。所谓保压回路,也 就是使系统在液压缸不动或仅有工件变形 所产生的微小位移下稳定地维持住压力,最 简单的保压回路是使用密封性能较好的液 控单向阀的回路,但是阀类元件处的泄漏使 得这种回路的保压时间不能维持太久。常 用的保压回路有以下几种：
• 当刀具和工件接触时，液压缸活塞移动速度要变 慢且在活塞上的工作压力变大，此时往液压缸管 路的油压力上升到比右边的卸荷阀设定的工作压 力大时，卸荷阀被打开，低压大排量泵所排除的 液压油经卸荷阀送回油箱。单向阀受高压油作用
关闭，故低压泵所排出的油直接流到液压缸。所 以在切削进给的阶段，液压缸的油液全部由高压 小排量泵来供给，可达到节约能源的目的。卸荷 阀的调定压力通常比溢流阀的调定压力要低 0.5MPa以上。
a)单级
b)多级
c)无级
图4-61调压回路
3.1.2减压回路
• 减压回路的作用是使系统中的某 个执行元件获得比系统压力低的 稳定压力。最常见的减压回路通 过定值减压阀与主油路相连,如图 4-62所示。回路中的单向阀供主 油路压力降低(低于减压阀调整压 力)时防止油液倒流，起短时保压 之用，减压回路中也可以采用类 似两级或多级调压的方法获得两 级或多级减压,图3-5所示为利用 先导型减压阀1的远控口接一远 控溢流阀2，则可由阀1、阀2各 调得一种低压，但要注意，阀2 的调定压力值一定要低于阀1的 调定压力值。
3.1压力控制回路
• 压力控制回路利用压力控制阀来控制整个 系统或某个分支的工作压力，以满足执行 元件对力和力矩的要求。其中常用的是调 压回路、减压回路、卸荷回路、保压回路 和平衡回路等。
3.1.1调压回路
• 调压回路的功用是调定或限制液压系统的 最高工作压力，使液压系统或某个分支的 压力保持恒定。多用溢流阀来实现。
• 图4-65所示回路，是采用 中位串联型（M型中位机 能）换向阀，当阀位处于 中位置时，泵排出的液压 油直接经换向阀的PT通路 流回油箱，泵的工作压力 接近于零。使用此种方式 卸载，方法比较简单，但 压力损失较多，且不适用 于一个泵驱动两个或两个 以上执行元件的场所。注 意三位四通换向阀的流量 必须和泵的流量相适宜。
图4-67利用蓄能器的保压回路
3.1.5平衡回路
• 平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置 的液压缸和与之相连的工作部件因自重而 自行下落。
a) 采用单向顺序阀
b) 采用液控顺序阀
图4-68平衡回路
3.2速度控制回路
• 3.2.1调速回路
• 调速回路是液压系统用来调节执行元件运动速度的回路， 在基本回路中占有重要地位。其功能是使液压执行机构在 一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度, 因而这个转换不仅包括液压执行元件快速到慢速的换接, 而且也包括两个慢速之间的换接。在换接过程中还要保持 运动的平稳性。
图4-62减压回路
3.1.3 卸荷回路
• 1) 采用复合泵的卸荷回路： 图4-63所示利用复合泵作 液压机床的动力源。当液 压缸快速推进时，推动液 压缸活塞前进所需的压力 较左右两边的溢流阀所设 定压力还低，故大排量泵 和小排量泵的压力油全部 送到液压缸使活塞快速前 进。
图4-63采用复合泵的卸荷回路
汽车机械基础
单元四 液压液力传动
3.常用液压基本回路
液压基本回路
• 由相关液压元件组成，以实现某种特定功能的油 路称为液压基本回路。无论简单还是复杂的液压 系统，都是由一个或若干个基本回路组成的。因 而，熟悉和掌握液压基本回路的组成、工作原理 与性能，是分析认识液压系统的基础。
• 液压基本回路都是用来控制或保证执元件完成 预定运动的，包括压力控制回路、速度控制回路， 方向控制回路和其它基本回路等。其中有些回路 在学习控制元件时已介绍过。
• 调节执行元件的工作速度，可以用改变输入执行元件的流 量或由执行元件输出的流量；或改变执行元件的几何参数 等方法实现。
• 常用调速回踣有：节流调速回路；容积调速回路；容积节 流调速回路等。
图4-65 用换向阀卸载
4)利用溢流阀远程控制口卸载的回路
• 图4-66所示，将溢流阀的远程 控制口和二位二通电磁阀相接。 当二位二通电磁阀通电，溢流 阀的远程控制口通油箱，这时 溢流阀的平衡活塞上移，主阀 阀口打开，泵排出的液压油全 部流回油箱，泵出口压力几乎 是零，故泵成卸荷运转状态。 注意图中二位二通电磁阀只通 过很少流量，因此可用小流量 规格（尺寸为1/8或1/4）。
1)利用液压泵保压的保压回路
• 利用液压泵的保压回路也就是在保压过程中,液压 泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作,此时,若采 用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回箱,系统功 率损失大,易发热,故只在小功率的系统且保压时间 较短的场合下才使用；若采用变量泵，在保压时， 泵的压力较高,但输出流量几乎等于零。因而,液压 系统的功率损失小，这种保压方法且能随泄漏量 的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。
2)利用二位二通阀旁路卸荷的回路
• 图.4-64所示回路，当二 位二通阀左位工作，泵 排除的液压油以接近零 压状态流回油箱以节省 动力并避免油温上升。 图中二位二通阀系以手 动操作，亦可使用电磁 操作。注意二位二通阀 图4-64用二位二通阀旁路卸荷 的额定流量必须和泵的 流量相适宜。
3)利用换向阀卸载的回路