第7章 液压基本回路

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AT1
AT2
AT3
（2）功率和效率
输入功率 PP=pp·qp 输出功率 Po= p1·q1 =pp·q1 功率损失 ΔP=Pp－P1= pp·qp－ pp·q1 =pp(qp －q1 ) = pp·qT
效率
P1 p1q1 q1 1 Pp p qp qp
1
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（3）适用范围
旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，
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3、节流阀旁路节流调速回路 (1)工作原理
qp =C
q1 qT 油箱
AT ↑ qT ↑ q1 ↓ v↓
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(2)速度负载特性
qT=CATΔpφ Δp=pp－0= p1 p1 =F/A1
q pt q p q q1 v A1 A1 F F ψ q pt k( ) CAT ( ) A1 A1 v A qpt—泵的理论流量； k—泵的泄漏系数
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一、利用蓄能器 的保压回路
保压时间的 长短取决于蓄能 器容量。 调节压力继 电器的工作区间 即可调节缸中压 力的最大值和最 小值。
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二、利用蓄能器的保压回路
多缸系统中的 保压回路，这种回 路当主油路压力降 低时，单向阀3关 闭，支路由蓄能器 保压补偿泄漏，压 力继电器5的作用 是当支路压力达到 预定值时发出信号， 使主油路开始动作。
第七章 液压基本回路
基本回路： 由若干元件组成的具有特定功能的回路。 研究意义： 是设计、分析设备液压系统的基础。
1
第七章 液压基本回路
某个液压系统，不论是简单还是复杂，都是 由一些液压基本回路构成的。其类型有： 调节执行元件(液压缸或液压马达)速度的调 速回路；
控制液压系统全局或局部压力的调压、减压 回路或增压回路；
1
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F F ψ q pt k( ) CAT ( ) A1 A1 v A ①AT ↑ v↓ v A >A >A ②F 0 Δp 0 分流为0 q p vmax=
1
T1
T2
T3
A1
③ AT一定，F↑ v↓ F ④F一定， AT ↑ v↓ ⑤最大承载能力随AT增加而减小，低速承载能力差
双作用增压 回路动画
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四、卸荷回路
功用： 电机不须频繁启闭,泵可在零压或很低压下运转。 泵在很小功率下运转的情况 p=0 Po=pq （零p 、q） q=0
目的：
↓△P，↓发热、↓泵和电机负载，↑泵的寿命。
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一、用换向阀卸荷的回路
1.三位换向阀的中位机能卸荷
动画
23
一、用换向阀卸荷的回路
2.二位二通阀卸荷
内 控
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六、平衡回路
外 控
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第三节 速度控制回路
作用：
速度控制回路是研究液压系统的速 度调节和变换问题。
功用：实现执行元件无级调节速度
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第三节 速度控制回路
种类： 1）调速回路 （调节执行元件的速度） （1）节流调速回路； （2）容积调速回路； （3）容积节流调速回路
2）快速回路 （提供执行元件的快速运动）
pT —节流阀前后的压强差， pT
p p p1
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1.进油路节流调速回路
油路节流调速回路的速度负载特性方程
q1 AT F v C ( Pp ) A1 A1 A1 AT C 1 ( Pp A1 F ) A1
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1.进油路节流调速回路
（1）速度负载特性曲线：
电磁换向阀的换向回路应用最为广泛 对于流量较大和换向平稳性要求较高的场合，采用手 动、机动或电磁作先导阀，液动为主阀的换向回路。 2.双向变量泵
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第一节 方向控制回路
二、锁紧回路
定义：又称闭锁回路，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。 作用：使液压缸能在任意位置停留，且停留后 不会在外力作用下移动位置。
5
二、锁紧回路
1.采用换向阀O、M机能的换向阀锁紧回路
1）回路性能特点：
∵ 滑阀存在泄漏 ∴ 锁紧效果差 2）应用： 锁紧时间短，
锁紧要求不高场合。
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二、锁紧回路
锁紧回路
2.液控单向阀的锁紧回路 回路性能特点： 为使控制油压卸压， 换向阀应采用H型 或Y型中位机能。 应用： 汽车起重机支腿 ； 飞机起落架锁紧 ； 矿山采掘机械 液压支架锁紧。
(1)工作原理
P1A1=F+P2A2
A1 F p2 p p A2 A2
Δp=p2－0
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(2)特性
A1 F CAT ( p p ) q2 A2 A2 v A2 A2
v
CAT A
1 2
( p p A1 F )

可见，与进口节流调速回路性能基本相同。
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（一）节流调速回路
溢流损失 节流损失
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1.进油路节流调速回路 （2）功率和效率 效率
P1 p1q1 1 Pp p pq p
负载恒定或变化很小时0.2～0.6，
负载变化时ηmax=0.385。
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2.回油路节流调速回路
(1)工作原理
qp =C
q1 q2 v = A1 A2
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2.回油路节流调速回路
2）容积调速回路（变量泵+变量液压马达）：用 调节变量泵或变量马达的排量来调速； 3）容积节流调速回路（变量泵+流量阀）
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（一）节流调速回路 1.定义 用定量泵供油，采用流量控制阀调节执 行元件的流量，以实现速度调节。 2.组成： 定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。 3.工作原理 通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控 制流进或流出执行元件的流量，以调节其运 动速度。
二级调压回路动画
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3. 多级调压回路
换向阀： 中位：阀1调定； 1YA得电： 阀2调定 2YA得电： 阀3调定
三级调压 回路动画
15
第二节 压力控制回路
二、减压回路
功用：使某一支路获得低于泵压的稳定压力。 分类： 单级减压——用一个减压阀即可 多级减压——减压阀+远程调压阀即可
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第二节 压力控制回路
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（二）容积调速回路
泵—缸式 按所用执行元件不同 泵—马达式 变 —定 定—变 变—变
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根据油路的循环方式，容积调速回路可以分为 开式回路和闭式回路，后者采用较多。 在开式回路中，液压泵从油箱吸油，执行元件 的回油直接回油箱。这种回路结构简单，油液在油 箱中能得到充分冷却，但油箱体积较大，空气和脏 物易进入回路。
二、减压回路
减压回路
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二级减压回路动画
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第二节 压力控制回路
三、增压回路
1.定义：
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。
2.功用：低压输入，高压输出，节约能耗。
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三、增压回路
一、单作用增压器的增压回路
增压回路-单作用回路动画1
动画2
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三、增压回路
二、双作用增压器的增压回路
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（一）节流调速回路
4.分类
节流阀节流调速
1）节流阀节流调速
调速阀节流调速
进油路 回油路 旁油路
2）按流量阀安装位置不同
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如果调节回路里只有节流阀？
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1.进油路节流调速回路
qp
节流阀 → 液压缸
溢流阀 → 油箱
注意
节流阀串联在泵 和缸之间
进油节流调速回路正常 工作的条件:泵的出口 压力为溢流阀的调定压 力并保持定值。
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三、自动补油保压回路
Baidu Nhomakorabea
30
三、自动补油保压回路
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三、自动补油保压回路
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三、自动补油保压回路
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三、自动补油保压回路
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三、自动补油保压回路
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第二节 压力控制回路
六、平衡回路
功用： 防止立式缸或垂直部件因自重 而下滑或下行超速。
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六、平衡回路
采用单向顺序阀的平衡回路
平衡回路-单向顺序阀动画
1、变量泵－定量液压执行元件调速回路特性
2、在各种速度下，液压马达能产生的转矩和液压 缸能产生的推力分别为：
进油路、回油路节流调速回路结构简 单，但效率较低，只宜用在负载变化不大， 低速、小功率场合，如某些机床的进给系 统中。
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3、节流阀旁路节流调速回路
将节流阀装在与 执行元件并联的支路 上，即与缸并联，溢 流阀做安全阀，利用 节流阀把液压泵供油 的一部分排回油箱实 现速度调节。 Pp取决于负载，
Pp = p1=△p = F/A
卸荷回路-二位二通阀动画
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二、先导溢流阀卸荷回路
卸荷回路-电磁溢流阀动画
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外控型顺序阀实现低压泵卸荷
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第二节 压力控制回路
五、保压回路
在液压系统中，常要求液压执行机构在一定的 行程位置上停止运动或在有微小的位移下稳定地维 持住一定的压力，这就要采用保压回路。
功用：稳定维持系统压力。
特点：压力可长时间内保持在一定范围。
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第二节 压力控制回路
作用：
压力控制回路是用压力阀来控制和调 节液压系统主油路或某一支路的压力，以 满足执行元件速度换接回路所需的力或力 矩的要求。
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第二节 压力控制回路
种类：
（一） 调压回路 （二） 减压回路 （三） 卸荷回路 （四） 保压回路 （五） 增压回路 （六）平衡回路
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第二节 压力控制回路
1、变量泵－定量液压执行元件调速回路
泵的流量是根据执行元件的运动速度要求来调 节的，需要多少流量就供给多少流量，没有多余流 量从溢流阀溢走。 当不考虑管路损失时，泵的供油压力等于执行 元件的工作压力并由负载决定，随负载的增减而增 减，允许最大工作压力由安全阀调定。
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1、变量泵－定量液压执行元件调速回路特性
在闭式回路中，执行元件的回油直接与泵的吸 油腔相连，结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和 脏物不易进入回路，但油液的冷却条件差，需附设 辅助泵补油、冷却和换油等。
补油泵的流量一般为主泵流量的10%~15%， 压力通常为0.3~1MPa左右。
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1、变量泵－定量液压执行元件调速回路
变量泵-缸
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变量泵-定量马达容积调速
1、当不计漏损时，液压马达或液压缸的最高与最低运动 速度决定于变量泵的最大与最小流量。
q pm ax nmax Vm 液压马达 q p min n min Vm q pm ax vmax A1 液压缸 q p min v min A1 68
改变执行元件运动方向的换向回路。
2
第一节 方向控制回路
作用：
在液压系统中，起控制执行元件的启动、 停止及换向作用的回路。
种类： 1. 2. 换向回路 锁紧回路
3
第一节 方向控制回路
一、换向回路 1.换向阀
单作用液压缸（重力或弹簧返回）：二位三通 双作用液压缸：二位四通(或五通)及三位四通(或五通)
①调节AT，可实现无级调速。 ②AT一定，F↑ v↓
③F一定，AT ↑v↑
④最大承载能力
Fmax=pp· A1 ， Fmax 由溢流阀调定。 F不变时，调速属于恒推力调速。
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1.进油路节流调速回路 （2）功率和效率
输入功率 输出功率
PP=pp·qp P1=f·v=p1·q1
功率损失 ΔP=Pp－P1= pp·qp－ p1·q1 = pp （ q1 +Δq ）－（ pp－Δp ）·q1 =pp· Δq + Δp ·q1
3）速度换接回路 （实现两种不同速度之间换接）
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第三节 速度控制回路
一、调速回路 液压马达转速nM：
nM=q/V m v=q/A
q变化 V m马达排量变化
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液压缸的运动速度v：
nM、v变化
一、调速回路
1）节流调速回路（定量泵+流量阀）：由定量泵 供油，用流量阀调节进入或流出执行机构的流量 来实现调速；
泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功
率随负载而变化，所以比前两种回路效率高。
适用于负载变化不大，高速重载荷，对速度平 稳性要求不高的较大功率场合。
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（二）容积调速回路
用改变液压泵或液压马达的排量来实现调速。
特点：



∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功 率场合。 ∴而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失， 故效率高，发热小，一般用于大功率场合。 缺点： 变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。
q1 q2 v = A1 A2
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1.进油路节流调速回路
活塞上的受力平 衡方程为： P1A1=P2A2+F P2=0，P1=F/A
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1.进油路节流调速回路
缸的流量方程为：
q1 CA T p

CA T (P p
F ) A 1
C —与油液种类等有关的系数；
AT —节流阀的开口面积；
一、调压回路 功用：
保持系统或局部压力恒定或不超过某一 数值。
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第二节 压力控制回路
一、调压回路
分类：
单级 二级 多级
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1. 单级调压回路
原理：
用节流阀调节 速度时， 溢流阀稳压溢 流调节泵压。
单级调压 原理动画
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远程调压系统
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2. 二级调压回路
换向阀 ： 常位 K口关闭， 一级调压。 得电 K口打开， 二级调压。 要求：p2调定 > p4调定