第七章：基本回路 液压技术电子教案 汽车液压传动

液压马达的效率之积。
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应 用
变量液压泵与定量液压马达的容积式调速回路的效率
较高，有一定的调速范围和恒转矩特性，在功率较大的
液压系统中获得广泛应用。
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3.定量泵和变量液压马达组成的容积式调速回路
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回路特性
1）调速范围较小。
2）输出转矩为变值，与液压马达的排量成正比 。 3）PM max qVp pp 。调速称为恒功率调速 。
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1.利用液压泵的保压回路
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2.利用蓄能器的保压回路
a)利用蓄能器 b)多个执行元件 1－液压泵 2－单向阀 3－继电器 4－蓄能器
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3.自动补油保压回路
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五、卸荷回路
在液压系统中，执行机构常在不停止液压泵运转（即
发动机不熄火）的状态下停止工作。这时如果采用卸荷
最大承载能力
回路的最大承载能力为 Fmax pp A1 。当液压缸面积
不变，在泵的供油压力已经调定的情况下，其承载能力
不随节流阀通流面积的改变而改变，故属恒推力或恒转
矩调速。
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功率和效率
P Pp P pp qVp p1qV 1 pp (qV 1 qVY ) ( pp pT )qV 1 1
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（一）节流阀式调速回路
节流阀式调速回路有不同的分类方法。按流量阀在回路
中位置的不同可分为进油节流调速回路、回油节流调速回
路和旁路节流调速回路。
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1.进油节流调速回路
qV 1 KAT F m KAT ( pp ) 1 m ( A1 pp F ) m A1 A1 A1 A1
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基本内容
一、调速回路
二、快速运动回路
三、速度换接回路
四、同步回路
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一、调速回路
调速就是调节执行元件的运动速度。
qV A
qV n VM
根据改变流量的方法不同来分，液压系统的调速方法可以有以下三 种： 节流调速——采用定量泵供油，由流量阀调节进入执行元件的流量 来实现调节执行元件运动速度的方法； 容积调速——采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现 调节执行元件运动速度的方法； 容积节流调速——采用变量泵和流量阀相配合的调速方法，又称联 合调速。
qVp VM

Vp np VM
调节变量泵的排量便可控制液压马达的速度，因为变 量泵的转速和液压马达排量都为常数。由于变量泵能将 流量调得很小，故可以获得较低的工作速度，因此调速 范围较大，可达40左右，从而实现连续的无级调速。当
回路中的液压泵改变供油方向时，液压马达就能实现平
稳换向。
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（3）输出负载特性 若不计系统损失，可以得到液压马
达的输出转矩为
TM
ppVM 2
c
液压马达的输出转矩是不变的，即与液压泵的排量无关， 所以称这种调速回路为恒转矩调速回路。
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(4)功率与效率特性 若不计系统损失，液压马达输出功率等于液
压泵输出功率，液压马达的输出功率为 P P Vp np pp ppVM nM M p 正常情况下，变量液压泵 与定量液压马达的容积调速 回路没有溢流损失和节流损 失，所以回路的效率较高。 忽略管路的压力损失，回路 的总效率等于变量液压泵与
液压马达的转速为
2TM Vp np k2 qVp VM nM VM VM
由于变量泵和液压马达的泄漏量，使马达转速随着负 载转矩的增大而减小。当泵的排量Vp很小时，负载转矩
不太大，马达就停止转动，这说明当液压泵以小排量
（低速）工作时，回路承载能力较差。
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(2) 调速范围
nM
1）开大节流阀开口，活塞运动速度减小；关小节流阀开口，活塞 运动速度增大。 2）节流阀调定后(AT 不变)，负载增加时活塞运动速度减小。从它 的速度负载特性曲线可以看出，其刚性比进、回油调速回路更软。 3）当节流阀通流截面较大(工作机构运动速度较低)时，所能承受的 最大载荷较小。同时，当载荷较大，节流开口较小时，速度受载荷的 影响小，所以旁路节流调速回路适用于高速大载荷的情况。 4）液压泵输出油液的压力随负载的变化而变化，同时回路中只有 节流功率损失，而无溢流损失。因此，该回路的效率较高、发热量小。 由于旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故应用 比前两种回路少，只用在负载变化小，对运动平稳性要求低的高速大 功率场合。
结 论
1) 重载区域的速度刚性比轻 载区域的速度刚性差。 2)当执行元件负载一定，节 流阀通流面积越小，速度刚性 越大。 3)增大液压缸的有效工作面 积，提高液压泵的供油压力， 可以提高速度刚性。 4)进口节流阀式节流调速回 路的速度刚性不受液压泵泄漏
的影响。
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qV 1 KAT F m KAT ( pp ) 1 m ( A1 pp F ) m A1 A1 A1 A1
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（二）调速阀式节流调速回路
前面分析的用节流阀调速的三种节流调速回路，有一
个共同的缺点，就是执行元件的速度都随负载增加而减
小。这主要是由于负载变化引起了节流阀前后压差的变
化，从而改变了通过节流阀流量的缘故。 使用节流阀的节流调速回路，速度负载特性都比较软， 变载荷下的运动平稳性比较差。为了克服这个缺点，回 路中的节流阀可用调速阀来代替 。
a)回路 b)调速特性 1—液压泵 2—溢流阀
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2.变量泵和液压马达组成的容积式调速回路
2TM Vp np k2 qVp VM nM VM VM
a) 回路 b) 速度—负载特性 1—辅助泵 2、3—溢流阀 4—变量泵
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(1)速度—负载特性 在不考虑管路压力损失和泄漏时，
2）回油节流调速在起动时，活塞有前冲现象。进油节 流调速回路中，起动冲击较小。 3）进油节流调速回路比回油节流调速回路较容易实现 压力控制。
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3.旁路节流调速回路
m qV 1 qVp KAT ( F A1 ) A1 A1
a）回路
b) 速度负载特性
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旁路节流调速回路的特点
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调速阀式进油节流调速回路
a)回路图
b)速度负载特性
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溢流节流阀式进油节流调速回路
溢流节流阀中的差压式溢流阀具
有自动恒定节流阀两端压力差的作
用。因此，当液压缸负载变化时，
节流阀工作压差不变，通过的流量 也不变，使液压缸的速度稳定。 在变负载下工作时，这种回路比 调速阀式进油和回油节流调速回路
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1.单作用增压缸增压回路
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2.双作用增压缸增压回路
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四、保压回路
所谓保压回路，就是在执行元件停止工作或仅有工件
变形所产生的微小位移的情况下，使系统压力基本上保
持不变。 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，但是阀类元件的泄漏使得这种回路的保压时间 不能维持太久。
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2.回油节流调速回路
qV 2 KAT F m KAT ( pp ) 1 m ( A1 pp F ) m A2 A1 A1 A1
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两种调速回路的不同之处
1）回油节流调速功率损失大，但具有承受负值负载的
能力；而进油节流调速，工作部件在负值负载作用下，
会失控而造成前冲。
这种回路调速范围较小，一般不超过3，此外变量马达 不能在运转中通过零点换向，系统的起动也不够平稳，需 在系统中添置其他元件加以解决，所以这种回路很少单独
路来实现。
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1.单级调压回路
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2.二级调压回路
源自文库
1—高压溢流阀 2—低压溢流阀
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3.多级调压回路
(1)采用多个溢流阀的多级调压回路
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（2）采用电液比例溢流阀的调压回路
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二、减压回路
减压回路的功用是使系统中的某一部分油路较主油路
具有较低的稳定压力。
最常见的减压回路是在需要减压的油路前串联定值减 压阀。例如汽车自动变速器中，变矩器润滑油路所需补 偿压力和液动换挡阀所需的控制压力，一般都低于挡位 离合器油缸所需工作压力。为此，可在变矩器和换挡阀
的效率高。
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（三）容积式调速回路
容积式调速回路是用改变泵或马达的排量来实现调速的，
常采用闭式系统。其优点是效率高，油液温升小，适用于
高速、大功率调速系统。其缺点是采用变量泵或变量马达
的结构较复杂，且油路也相对复杂，一般需要有补油油路 和设备、散热回路和设备，所以成本较高。 目前，全液压驱动的汽车、拖拉机和其他行走车辆，它 们行走部分的传动，都采用液压泵和液压马达组成的闭式
第七章 液压基本回路
第一节 压力控制回路
第二节 速度控制回路
第三节 方向控制回路
重点： 熟悉与掌握基本回路的组成、工作原理和性能
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第一节 压力控制回路
压力控制回路是利用压力控制阀作为回路主要控制元件
控制系统全局或系统局部压力，以满足执行元件输出所需
要的力或力矩要求的回路。
在汽车的液压系统中，保证有足够的力或力矩输出是设 计压力控制回路最基本的优化目标。 这类回路包括：调压与限压回路、减压回路、增压回路、 保压回路、卸荷回路和平衡回路等多种回路。
a) 回路图 b) 速度负载特性曲线
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速度负载特性
速度负载特性是指执行元件的速度随负载变化而变化的
性能，可用速度负载特性来描述。
F 1 K tan
1 2( pp A1 F ) 2 A1 K ( pp A1 F ) 2 KAT 3 2
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c
pp qVY pT qV 1 p1qV 1 P F 1
Pp pp qVp pp qVp
由于存在两部分功率损失，故这种调速回路的效率较 低。特别是在低速小负载的情况下，虽然速度刚度大， 但效率很低。因此，在液压缸要实现快速和慢速两种运 动，并且速度差别较大时，采用一个定量液压泵供油是 非常不合适的。
机液压系统中。
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1.采用单向顺序阀的平衡回路
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2.采用液控单向顺序阀的平衡回路
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3.采用远程控制阀的平衡回路
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第二节 速度控制回路
液压传动系统中的速度控制回路，是控制和调节液压
执行元件运动速度的单元回路。
根据被控制执行元件的运动状态、方式以及调节方法，
速度控制回路可分为：调节液压执行元件的速度的调速 回路、使之获得快速运动的快速运动回路、实现快慢速 切换的速度换接回路和多个执行元件的同步运动回路等。
控制油路中分别设置减压阀，各自的输出压力视需要而
调定。
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1.单级减压回路
1—液压泵 2 —溢流阀
3 —减压阀
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2.二级减压回路
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三、增压回路
增压回路是用来提高系统中某一支油路的压力，实现压
力放大的回路。
它能用较低压力的泵来获得较高的工作压力，此外，还 可利用压缩空气助力来获得较高的油压力，使系统简单、 经济。 如汽车的离合器操纵和制动器操纵采用了这样的回路。
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6.利用蓄能器的卸荷回路
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六、平衡回路
为了防止立式液压缸与垂直工作部件由于自重而自行
下滑，或在下行运动中由于自重而造成超速运动，使运
动不平稳，可采用平衡回路，即在立式液压缸下行的回 油路上设置一顺序阀，使之产生适当的阻力，以平衡自 重。 平衡回路常用在城市垃圾处理车液压系统和汽车起重
回路，就可使液压泵输出的油液在低压下流回油箱(即液 压泵卸荷，从而节省发动机的功率，减少油液发热，延 长泵的寿命。
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1.换向阀卸荷回路
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2. 利用二位二通电磁换向阀卸荷回路
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3.利用多路阀卸荷回路
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4.利用先导式溢流阀卸荷回路
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5.利用限压式变量泵的卸荷回路
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基本内容
一、调压回路
二、减压回路
三、增压回路 四、保压回路 五、卸荷回路 六、平衡回路
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一、调压回路
液压系统的压力应当与负载相适应，才能合理使用动
力，减少不必要的动力消耗。调压回路的功用是控制系
统的压力保持恒定或限制其最大值，以便与负载相匹配。 定量液压泵系统中的压力调定主要用溢流阀，变量液 压泵系统中用溢流阀限制系统的最大工作压力，防止系 统过载。当系统需要多个压力时，可以采用多级调压回
传动系统。
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根据液压泵和液压马达(或液压缸)的组合不同，容积式
调速回路有三种形式：
变量泵和定量执行元件（液压马达或液压缸）组成的
调速回路； 定量泵和变量液压马达组成的调速回路； 变量泵和变量液压马达组成的调速回路。
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1.变量泵和液压缸组成的容积式调速回路

qVp A1

Vp np k1 F A1 A1