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
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
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。
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。
液压控制系统的工作原理及应用
液压控制系统的工作原理及应用1. 液压控制系统简介液压控制系统是一种利用液体传递能量来实现控制和传动的系统。
它采用液体作为传动介质，通过液体流动产生的压力来实现控制执行元件的运动。
液压控制系统具有传动功率大、动力源稳定、传递力矩平稳等优势，广泛应用于机械、航空、汽车、冶金等领域。
2. 液压控制系统的工作原理液压控制系统的工作原理基于压力传递和力的传递两个基本原理：液体在容器中产生压力，通过管道、阀门等元件将压力传递至执行元件，从而产生力。
液体在封闭的容器内不可压缩，当一个内部施加了压力的液体容器与另一个容器相连时，压力会均匀分布到所有与之相连的容器内。
3. 液压控制系统的组成液压控制系统主要由以下几个组成部分构成：•液压动力系统：由液压泵、液压缸、液压马达等元件组成，负责产生压力、产生力并进行能量转换。
•液压控制元件：包括液控阀、压力阀、流量阀等，用于控制液体的流动和压力，实现对液压系统的控制。
•液压执行元件：例如液压缸、液压马达等，根据控制信号从液压系统中获得能量，并将其转换为机械能，完成工作任务。
•液压传动管路：用于传递液体和能量转换的管道系统，确保液体流动畅通、能量传递有效。
4. 液压控制系统的应用领域液压控制系统在工业领域有着广泛的应用，以下是其中几个典型的应用领域：4.1 工程机械领域•压路机：利用液压控制系统来实现对加重轮、刮刀等部件的控制，调整工作状态。
•起重机：利用液压控制系统进行起重等各种动作，实现对物体的起升、推拉等操作。
4.2 冶金行业•滚轧机：液压控制系统用于调节辊缝、调整辊缝开度，进而调整轧制产品的厚度和形状。
•压铸机：利用液压控制系统控制压铸机的开合及注射动作，实现对压铸产品的制作。
4.3 汽车工业•制动系统：利用液压控制系统来实现汽车制动系统的离合装置、刹车装置等动作。
•悬挂系统：液压控制系统用于控制汽车悬挂系统的高低调节、硬软调节等功能。
4.4 航空航天领域•飞机襟翼/襟翼：飞机的襟翼/襟翼采用液压控制系统来实现展开和收回动作，以改变飞机的升降力和飞行速度。
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(常同立编著,清华大学出版社)PPT课件
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应用案例 5——机器动物
高功率体积比和结构紧凑
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应用案例 5——机器动物
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应用案例 5——机器动物
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应用案例 6——两足机器人
高功率体积比和结构紧凑
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应用案例 6 —— 两足机器人
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小结
液压控制技术是一门机电液一体化新技术，它是自动控制技术的 一个重要分支。液压控制技术包括开环控制和闭环控制两类，其中液 压闭环控制较为复杂。
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第2章 参考文献
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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。
液压传动系统与液压控制系统
1-1简述液压传动系统与液压控制系统的主要差别是什么？液压传动系统与液压控制系统主要差别可以从工作任务、控制原理、控制元件、控制功能以及性能要求五个方面来叙述。
液压传动系统以传递动力为主，信息传递为辅。
基本任务是驱动和调速；液压控制系统以传递信息为主、传递动力为辅。
主要任务是使被控制量，如位移、速度或输出力等参数，能够自动、稳定、快速而准确地跟踪输入指令变化。
液压传动系统控制原理一般是开环系统；液压控制系统多为带反馈的闭环控制系统。
液压传动的控制元件多为调速阀或者变量泵手动调节流量；液压控制系统多采用液压控制阀，如伺服阀、电液比例阀或电液数字阀自动调节流量。
液压传动系统只能实现手动调速、加载和顺序控制等功能。
难以实现任意规律、连续的速度调节；液压控制系统能利用各种测量传感器对被控制量进行检测和反馈，从而实现对位置、速度、加速度、力和压力等各种物理量的自动控制。
在性能上考虑，液压传动系统追求的是传动特性的完善，侧重于静态特性要求。
主要性能指标为调速范围、低速稳定性、速度刚度和效率等；液压控制系统追求的目标是控制特性的完善，性能指标要求应包括稳态性能和动态性能两个方面。
1-2机液伺服控制系统与电液伺服控制系统有什么不同？机液伺服系统：反馈装置采用机械元件的液压控制系统，即机械控制系统；电液伺服系统：一种有电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈系统。
1-3简述图1-1(b)电液速度伺服控制系统的工作原理，并绘出其原理框图。
图1-1 (b)为电液速度伺服控制系统，它主要由指令元件、伺服放大器、电液伺服阀、液压伺服缸、速度传感器（测速发电机）、工作台及液压能源装置组成。
其工作原理为：当指令电位器给定一个指令信号ur时，通过比较器与反馈信号uf比较，输出偏差信号，偏差信号经伺服放大器输出控制电流i，控制电液伺服阀的开口，输出相应的压力油驱动液压伺服缸，带动工作台运动。
由电液速度伺服控制系统的工作原理可知，液压伺服缸活塞的运动方向由控制电流的正负极性决定，而运动速度由伺服阀的输出流量即控制电流的大小确定。
液压控制系统课程设计
液压控制系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握液压控制系统的基本原理、组成和应用，培养学生分析和解决液压控制系统实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解液压控制系统的概念、分类和特点；（2）掌握液压控制系统的四大基本组成部分及其作用；（3）熟悉液压控制系统的常见应用领域；（4）理解液压控制系统的动态特性和静态特性。
2.技能目标：（1）能够分析液压控制系统的原理图，理解各部件的工作原理；（2）能够运用液压控制原理设计简单的液压控制系统；（3）具备液压控制系统故障诊断和排除的能力；（4）能够使用相关仪器仪表对液压控制系统进行调试和检测。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对液压控制技术的兴趣，认识到其在工程领域的重要性；（2）培养学生严谨的科学态度，提高学生的创新意识和实践能力；（3）培养学生团队协作精神，增强学生的社会责任感和职业使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.液压控制系统的概念、分类和特点；2.液压控制系统的四大基本组成部分（液压泵、液压缸、液压控制阀、液压油）及其作用；3.液压控制系统的常见应用领域；4.液压控制系统的动态特性和静态特性；5.液压控制系统的故障诊断与维护；6.液压控制系统的调试与检测方法。
三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：用于传授液压控制系统的基本概念、原理和知识点；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解液压控制系统的应用和故障处理；3.实验法：安排液压控制系统实验，让学生亲自动手操作，提高实践能力；4.讨论法：学生针对液压控制系统的某一问题进行讨论，培养学生的思考和沟通能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：《液压控制系统》及相关参考书籍；2.多媒体资料：液压控制系统的动画演示、视频教程等；3.实验设备：液压控制系统实验台，各类液压元件，故障诊断仪器等；4.网络资源：液压控制系统相关、论坛、学术论文等。
液压控制系统图
工作油温度变化40度，<2% 4) 零位电流零漂
额定电流范围内变化2%
7．滞环
输入电流缓慢的在正负额定电流之间作循环时，产生相同输出流量的输入 电流的最大差值与额定电流的百分比。磁滞及机械游隙引起
图4.11 滞环
8．名义流量曲线 伺服阀流量曲线中点轨迹线
S1 S2 % S1
11.分辨率（灵敏度）
使输出流量发生变化所需的输入电流最小值与额定电流的百分比。
一般规定，从输出流量的增加状态回到输出流量减小状态所需电流增量
12.压力增益
在压力特性曲线上某点作某段的斜率为压力增益。 通常规定为最大负载压降 40%之间负载下降对输入电流曲线的平均斜率
13．频率特性
2）负载流量反馈 3）负载压力反馈 4）动压反馈 3、三级伺服阀
图4.3 力反馈两级伺服阀
图 动铁式单级伺服阀
图 动圈式单级伺服阀
图 力反馈两级伺服阀
1
N
S
7
4
2
3
xf
9 10
11
12
xv 5
6
13 p0
A
B
ps
图 直接反馈两级伺服阀
图 弹簧对中式两级伺服阀
1
N
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7
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3
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9 10
p0
图4.2 电液伺服阀基本结构图
2、构成：电液伺服阀由以下几部分组成： （1）力矩马达：将电流i转换为力矩Td（或Fd）； （2）力矩位移转换装置：将力矩Fd转换为挡板位移Xf； （3）中间级液压放大器：推动滑阀阀芯（功率级）； （4）功率级液压放大器：输出QL、PL。
液压伺服控制系统
当液压缸运动速度降低时，调节过程相反。
1.2 伺服阀
1.2.1液压伺服阀
1.滑阀 根据滑阀的工作边数不同，有单边滑阀、双边滑阀和四边滑阀。
其中，四边滑阀有四个可控节流口，控制性能最好；双边滑阀有两 个可控节流口，控制性能一般；单边滑阀有一个可控节流口，控制 性能最差。四边滑阀性能虽好，但结构工艺复杂，生产成本较高； 单边滑阀容易加工，生产成本较低。
图10.6-10.8分别为单边滑阀，双边滑阀和四边滑阀控制液压 缸的原理图。
四边滑阀在平衡状态下，根据初始开口量的不同，有负开口 （图10.9（a））、零开口（图10.9（b））和正开口（图10.9 （c））之分。
2.喷嘴挡板阀 如图1.10所示为双喷嘴挡板阀由两个单喷嘴挡板阀组成，可
以控制双作用液压缸。它由挡板、左右喷嘴、固定节流孔组成。 挡板与左右喷嘴的环形面积形成两个可变节流孔，分别为δ1和δ2， 挡板绕轴旋转，可以改变两个可变节流孔的大小。挡板处于图中 所示位置时，即δ1=δ2。此时两节流口的节流阻力相同，使左右 喷嘴的压力相同，即p1= p2，液压缸两腔受力平衡，保持原来位 置不动。
3
1.1.3 液压伺服控制系统的分类
1.按系统输入信号的变化规律分类 液压伺服控制系统按输入信号的变化规律不同可分为：定值控
制系统、程序控制系统和伺服控制系统。 2.按被控物理量的名称分类 按被控物理量的名称不同，可分为：位置伺服控制系统、速度
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。
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（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
3.3.3强制降档阀（换低速变速旋塞） 在车辆行驶过程中，如果将 加速踏板踩到底（节气门开度 ＞85％），变速器会在原来档 位的基础上自动降低一个档位， 这个过程叫强制降档。 当汽车在超速档运行，若将 加速踏板踩到底（节气门开度 达85％）时，从降档阀出来的 锁止油压被送至3-4档换档阀 上端的第三滑行变速阀上端， 这一向下的力，压下3-4档换 档阀，使阀体下移，自动变速 器从四档降至三档。
3.4.2单向球阀
在自动变速器中采用了若干 单向球阀，其作用是当液压油 进入执行元件时，单向球阀堵 死一个油孔（图5a），液压油 只能通过一个油孔进入执行元 件，油压上升减缓，减小了换 档冲击。在执行元件退出工作 时，回油将单向球阀推开（图 b），两个油孔同时回油，油压 下降很快，避免执行元件不能 及时解除而发生换档方面的故 障。
2.液压控制系统的控制原理
（1）全液压控制自动变速器
（2）电子控制自动变速器
二、液压控制系统组成及工作原理
基本原理
节气门阀 油泵
1 ↓ 2
换挡阀
2 ↓ 3
换挡阀
3 ↓ 4
换挡阀
手动阀
主调压阀
速控阀 油冷却器 副调压阀 变矩器
润滑
1.油泵
位置：一般位于液力变矩器和行星齿轮传动装置之间，由液力变矩器外壳驱动。 功用：使ATF产生一定的压力和流量 ，供给液力变矩器和液压控制系统所需的液 压油，并保证行星齿轮机构各摩擦副的润滑需要。 分类：常用的油泵有三种类型：齿轮泵、转子泵和叶片泵
3.3.2换档阀 换档阀是一种由弹簧和液压力作用的方向控制阀，当自动变速器为全液控 时，它根据作用其两端的速控油压和节气门油压的平衡状况，自动切换通往 执行元件油路来完成换档。当自动变速器为电控时，它则由电磁阀控制作用 其一端的主油压与其另一端的弹簧力的平衡状况，自动切换通往执行元件油 路来完成换档。 因为每个换档阀只有工作两个位置，只能在两个档位之间切换，故对四档 变速器而言，要有三个换档阀。
3.2.2速控阀
用来产生一个与车辆 行驶速度相关的速控油 压，作用于各换档阀的 下端，控制换档。 常见的类型为离心式 速控液压阀，由壳体、 阀体、调速阀体、重块、 弹簧等组成
3.3换档控制系统-手控阀、换挡阀、强制降档阀
3.3.1手控阀
手控阀为一个多路换向阀，由变速杆通过联动装置控制，根据变速杆位置的不同， 将主油压导入相应的各档油路。手控阀的结构如图所示，在阀体上开有多条油道， 其中只有一个进油道，其余为出油道，分别通往与变速杆对应的档位油路，对不同 的滑阀或换档执行元件进行控制，实现不同的换档要求。
工作原理: 主滑阀受四个力作用： 管路油压作用于 A 面—调压； 反压弹簧的张力—基本压力； 节气门压力作用于 C 面—根据节气门开度调 节油压； 手控阀“R”油压作用于（B-C）面—倒挡增压； 油泵运转，其压力油进入主调压阀，经调压后 的油路压力便可根据需要稳定在某一数值。 说明： （1）当节气门开度较大时，由于发动机输出 功率和变速器所传递的转矩都较大，为了防止离 合器、制动器等换挡执行元件打滑，主油路油压 应能随着节气门开度的增大而升高-节气门油压 反馈至主调压阀弹簧端，以使主油路油压升高。 （2）因为倒挡使用时间短，为了减小变速器 尺寸，倒挡离合器和倒挡制动器在设计上采用了 较少的摩擦片，但其传递的转矩又较前进挡大， 为了防止其打滑，要求倒挡工作时油压要高-手 控阀的倒挡油压反馈至主调压阀下端，以使主油 路油压升高。
至液力变矩器 来自主调压阀
3.2换档信号系统-节气门阀、速控阀 3.2.1节气门阀
节气门阀的作用是产生一个与发动机负荷 相关的节气门油压。此油压力的主要作用如下： 1.作用于主调节阀下端，使主调节阀所调节的 主油压压力与节气门开度相适应； 2.作用于副调节阀下端，控制变矩器和润滑油 压的高低； 3.作用于各换档阀的上端，作为换档信号。 踩下加速踏板时，强制降挡柱塞上移压缩 弹簧，使向上的作用力增大，节气门阀体上移， 使进油口开大，从节气门输出的油压增高。节 气门开度越大，强制降挡柱塞压缩弹簧的力越 大，阀体上移越多，相应的节气门油压越高， 从而使发动机节气门开度的大小与自动变速器 节气门输出油压有了对应关系
11.2 电子控制系统主要组成和工作原理
汽车与交通学院
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2.换挡执行机构
（1）离合器 离合器的作用是将输入或输出轴与行星齿轮机构中某个基本元件连接起来，或将行星 齿轮机构中某两个个基本元件连接在一起，使之成为一个整体转动，以传递动力。 现代自动变速器中所使用的离合器多为湿式多片式离合器，它通常由离合器鼓、离合 器活塞、回位弹簧、一组钢片、一组摩擦片、花键毂等组成
1）全液控换档阀
阀的上端作用着向 下的节气门油压和弹簧 力，下端作用着向上的 速控油压。当速控油压 力小于向下的合力时， 柱塞位于下方，此时变 速器处于低档。当速控 油压升高（车速增加） 时，速控油压将柱塞推 向上方，从而改变油路， 此时变速器自动升入高 一档。
2）电控式换档阀
换档电磁阀通过开启或关 闭换档阀控制油路的泄油孔 来控制换档阀的工作。主油 压经电磁阀后，通至换档阀 的上端。当电磁阀开启时， 泄油孔打开，没有主油压作 用在换档阀上端，换档阀在 下端弹簧力的作用下处于上 端；当电磁阀关闭时，泄油 孔关闭，主油压作用在换档 阀上端，使换档阀克服弹簧 力下移，从而改变油路，实 现档位变换。
(a)接合
(b)分离
（2）制动器 制动器的作用是约束行星齿轮机构中某个基本构件，使其不能运动，以获得必要传 动比。目前最常见的是湿式多片式制动器和带式制动器两种。 1）湿式多片制动器 湿式多片式制动器结构与离合器结构相似，由制动器活塞、回位弹簧、制动器毂、制 动器摩擦片、制动器钢片等组成。
2）带式制动器 带式制动器是利用围绕在鼓周围的制动带收缩而产生制动效果的，它由制动带和伺服 机构组成。 制动带的内侧涂有摩擦材料，以产生较大的摩擦力，帮助夹紧离合器鼓或制动器鼓。 制动带的一端固定或支撑在间隙调整装置上，另一端由伺服机构中的活塞杆或推杆驱动。 制动器的伺服机构用来控制制动带的工作。它主要由壳体、活塞、活塞杆（或推杆）、弹 簧和盖组成
3.1.2副调压阀
副调节阀的作用是根据发动机 的转速和节气门的开度自动调节 调节变矩器油压和润滑油压。变 矩器油压用于液力变矩器的工作， 由于发动机的转矩全部都要经过 变矩器传递，而变矩器传递的转 矩的能力与变矩器的工作油压有 关，因此变矩器油压的变化必须 与发动机负荷的变化一致。润滑 油压用于变速器内所有旋转零件 的润滑。 副调节阀由阀芯、阀体和弹簧 等组成
第四节:液压控制系统 第四节:
学习目标： 1.了解液压控制系统的组成 2.了解液压控制系统功能 3.了解液压控制系统工作原理 4.熟悉液压控制系统的换挡控制
一、液压控制系统概述
1.液压控制系统的组成及作用
组成： 1. 动力源：油泵（液压泵） 2. 执行机构：离合器、制动器、单向离合器 3. 控制机构：阀体、各种阀（调压阀、手控阀、换档阀、速控阀、节气 门阀、强制降档阀等）、缓冲控制装置（蓄压器、单向球阀等） 作用： 传动、润滑、冷却 液压控制系统能根据驾驶员的意图和行驶条件（节气门开度以及车速 信号）的需要，将油泵提供的压力油，通过阀体中各种阀的动作控制液压 油的输出或释放，来操纵相应离合器和制动器的动作，从而控制行星齿轮 机构，实现自动升降挡
3）叶片式油泵
组成：定子、转子、叶片及泵壳 叶片泵分为： 定量泵—油泵的排量不变。 为保证发动机低速时的正常泵油， 以满足自动变速器的工作需要， 要求油泵的排量应足够大。但发 动机高速时，因泵油量增多，此 时的泵油还必须排泄掉，从而造 成发动机动力损失。 变量泵—油泵的排量可变。 以减少高速运转时的发动机动力 损失。其结构特点是：定子不固 定，而是绕一个销轴作一定的摆 动，以改变定子和转子之间的偏 心距，从而改变油泵的排量。