第七章液压基本回路(含习题)

液动机的流量，以实现工作速度的调节，并使 泵的供油量与液动机所需流量相适应。
限压式变量泵与调速阀组成的联合调速回路
限压式变量泵与调速阀组成的联合调速回路
工作原理
泵的输出油液经调速阀进入液压缸，回油经 背压阀流回油箱，缸速v由调速阀中节流口的开度 控制。由于调速阀中节流口的压差保持不变，只 要阀口面积调定，则通过的流量 q1一定，而泵会 自动调节其输出流量 qp。 特点
Tm =Δp·Vm·ηmm/(2π) Pom= 2π·nm·Tm= p ·qp·ηom
特点： 输出转速 nm 随马达排量 Vm 而变化； 马达输出功率恒定； 无溢流损失和节流损失，效率高； 当 Vm→0 时，nm→∞，故不宜用变量马达来 反向。 适用于具有恒功率负载特性且调速范围不大
的液压传动系统。
要求，因此应用广泛，特别适合于大功率场合。 容积调速回路无溢流损失和节流损失，因此效率
高，发热少，缺点是变量泵和变量马达的结构复杂， 价格较高。适用于大功率设备的液压系统中。
Volume -throttle speed-regulating circuit 联合调速回路 Fig. 7-13 采用变量泵供油，流量阀控制流入或流出
计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，当负载 F 增大时：
a
b
F
v
1 压力表 a 的读数（ ），b 的读数（ ）。
A. 增大
B. 减小
C. 基本不变
D. 可能增大也可能减小
答案：C、B
2 活塞杆运动速度v（ ），泵输入功Hale Waihona Puke Baidu（ ）。
A. 增大
B. 减小
C. 基本不变
D. 可能增大也可能减小
答案：B、C
Volume speed-regulating circuit 容积调速回路 容积调速靠改变泵或马达的排量来调节速度。
用于控制系统的工作压力，使之保持基本恒定 或限定其最高数值，或使工作机构在运动过程的各 个阶段中具有不同压力。
Pressure limited circuit 限压回路 Fixed displacement pump system 定量泵系统 调速时溢流阀为常开状态（溢流），系 统压力保持为溢流阀的调定压力。 Variable displacement pump system变量泵系统 正常情况下阀口关闭，溢流阀作安全阀用。
Throttle speed-regulating circuit 节流调速回路 采用定量泵供油，通过调节流量阀的阀口开
度来调节流量，进而调节执行元件的运动速度。 进油路节流调速回路 Fig. 7-7 a） 回油路节流调速回路 Fig. 7-7 b） 旁油路节流调速回路 Fig. 7-9
【课堂练习】图示调速回路，节流阀处于节流调速工 况，两压力表a、b分别测量液压缸两腔的压力。不
防止立式执行机构因自重而自行下落，或在其下 行时避免出现失控超速的回路。
内控式平衡阀平衡回路 Fig.7-5 a） 用于物重变化不大的场合。
外控式平衡阀平衡回路 Fig.7-5 c） 液控单向阀平衡回路 Fig.7-5 b）
锁紧性能好。单向节流阀用于控制下行时的流 量，防止活塞下行时的冲击，提高运动平稳性。
Chapter 7 Basic Hydraulic Circuits
液压基本回路
Introductions 引言 7.1 Pressure Control Circuits 压力控制回路 7.2 Speed Control Circuits 速度控制回路 7.3 Directional Control Circuits 方向控制回路 7.4 Other Circuits 其它回路
无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都 存在背压，故都需要提高供油压力。但这两种基本回路 的区别在于功用和背压的大小不同。背压回路主要用于 提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压 不大。平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达 平衡运动部件的自重，以防运动部件自行下滑发生事故， 其背压应根据运动部件的重量而定。
调速阀并联实现速度换接 调速阀串联实现速度换接
思 考 题（Ex. 7-9）
若采用调速阀串 联回路实现两档慢速 运动的速度换接，为 什么要求阀B的调定 流量比阀A的小？油 液经由两调速阀流入 执行元件时，调速阀 A是否正常工作？
7.3 Directional Control Circuits 方向控制回路
7.2 Speed Control Circuits 速度控制回路
速度控制回路研究的是液压系统的速度调节和 速度变换问题，分为调速回路、增速回路和速度换 接回路三种。
1. Speed-regulating circuit 调速回路
用于调节执行元件的工作运动速度。 常用的调速方法有节流调速、容积调速和联合 调速（容积节流调速）。
4. Pressure-increasing circuit 增压回路 Fig. 7-4
使某一油路的压力高于系统压力的回路。
采用增压缸。
A1
A2
p1
p2
单作用增压缸
A1
A2
p2
双作用增压缸
p1
Fig. 7-4 b）
5. Pressure-venting circuit 卸荷回路 Fig. 7-2
Other circuits 其它回路
7.1 Pressure Control Circuits
压力控制回路
压力控制回路是利用压力控制阀来控制液压 系统或某一分支系统的压力，以满足执行元件对 力（力矩）的要求。有调压、保压、减压、增压、 卸荷、平衡等多种回路。
1. Pressure regulated circuit 调压回路
内控平衡阀平衡回路 外控平衡阀平衡回路 液控单向阀平衡回路
液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡
回路有何区别？
答：液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运 动平稳性或减少爬行现象。这就要在回油路上设置背压 阀，以形成一定的回油阻力，一般背压为0.3~0.8MPa， 背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、顺序阀，也可以是 溢流阀、节流阀等。
差动连接增速回路
双泵供油增速回路
增速液压缸增速回路
蓄能器增速回路
变量泵增速回路
3. Speed shift circuit 速度换接回路
用于实现不同工作速度间的平稳换接 。 Speed shift between fast and slow 快、慢速度间的换接回路 利用压力变化实现的速度换接 行程控制实现的速度换接 Fig. 7-19 a）
用来使系统中的某一部分油路具有较低的稳 定压力。
在需要减压的那部分油路前串联一减压阀。 One-stage Pressure-reducing circuit 单级减压回路 Fig. 7-3 a） Two-stage Pressure-reducing circuit 二级减压回路 Fig. 7-3 b）
Introduction 引言
A hydraulic system consists of some basic hydraulic circuits。
液压系统是由一些基本回路组成。
A hydraulic circuit is made up of hydraulic components and pipelines to accomplish special function。
A. 增加 C. 不变
B. 减少 D. 无法判断 答案：C、A
2. Repid motion circuit 增速回路
增速回路用来获得快速空行程，以提高系统 的工作效率。
差动连接增速回路 Fig. 7-15 双泵供油增速回路 Fig. 7-16 增速液压缸增速回路 Fig. 7-17 变量泵增速回路 蓄能器增速回路 Fig. 7-18
利用压力变化实现速度换接
行程控制实现速度换接
Speed shift of two slow speeds 两种慢速运动间的换接回路 Fig. 7-20
利用调速阀并联回路实现速度换接 Fig. 7-20 b） 两调速阀的流量可单独调，互不影响。
利用调速阀串联回路实现速度换接 Fig. 7-20 a） 阀 B 的调定流量应比阀 A 的小。
回路效率比节流调速高，发热少，缸速由调 速阀调节，可保证速度不受负载变化的影响，运
动平稳性好（不受泵的泄漏影响）。
【课堂练习】在限压式变量泵与调速阀组成的容积节 流调速回路中，若负载从 F1 降到 F2 而调速 阀开口不变时，泵的工作压力（ ）；若负 载保持定值而调速阀开口变小时，泵工作压
力（ ）。
使油泵在很小的输出功率下运转。 二位二通换向阀卸荷回路
卸荷彻底，但冲击大。 换向阀中位机能卸荷回路 Fig. 7-2 a）
利用M、H、K型换向滑阀处于中位时卸荷。 结构简单，但在压力较高、流量较大的回路 中将产生换向阀换切的冲击。
二位二通换向阀卸荷回路
至 系 统
M型中位机能换向阀的卸荷回路
电磁溢流阀卸荷回路 Fig. 7-2 b） 冲击小，广泛采用。但卸荷不彻底。
变量泵—定量马达调速回路 Fig. 7-11 变量泵—液压缸调速回路 定量泵—变量马达调速回路 变量泵—变量马达调速回路 Fig. 7-12
变量泵控制定量液动机
nm = qp·ηvm/Vm = np·Vp·ηvp·ηvm/Vm
T =Δp ·Vm·ηmm/(2π)
v = qp /A = np·Vp·ηvp/A
Speed control circuits 速度控制回路 Control and regulate motion speed of actuators。 控制和调节执行元件的运动速度。
Directional control circuits 方向控制回路 Control and shift motion directions of actuator 。 控制执行元件的运动方向。
变量泵—变量马达调速回路
nm =qp·ηvm/Vm=np·ηvp·ηvm ·Vp/Vm Tm = p ·Vm·ηmm/（2π） Pom = 2π·nm·Tm=p ·qp·ηom
特点： 调速范围大； 有较高的工作效率； 能实现低速时大扭矩，高速时输出较大的功率。 变量泵—变量马达调速回路满足一般机械的负载
基本回路是由相关液压元件组成，并能完成特定功 能的简单油路。 Classifications 分类（According to functions）
Pressure control circuits 压力控制回路 Control entire or partial operating pressure。 控制整个液压系统或局部的工作压力。
F = p ·A·ηm
特点： 速度 v (nm)随变量泵排量Vp的改变而变化， 受负载变化的影响小； 输出恒定扭矩（或恒力）； 无溢流损失和节流损失，效率高。 这种回路主要用于负载扭矩变化不大，调速
范围较大的传动装置中。
定量泵—变量马达调速回路
nm = qp·ηvm/Vm = np·Vp·ηvp·ηvm/Vm
双泵供油卸荷阀卸荷 工进时低压大流量泵卸荷。
蓄能器卸荷 Fig. 7-2 d） 采用卸荷溢流阀
限压式变量泵卸荷回路 Fig. 7-2 c） 流量卸荷，输出流量只补充系统的泄漏。
电磁溢流阀卸荷回路
至 系 统
双泵供油卸荷阀卸荷回路
至 系 统
卸荷溢流阀
限压式变量泵卸荷回路
6. Pressure counter-balance circuit 平衡回路 Fig.7-5
2. Pressure-holding circuit 保压回路 Fig. 7-6
使执行元件在行程终端时仍保持工作压力。 单向阀保压回路 锥面密封，密封效果好。 蓄能器保压回路 限压式变量泵保压
单向阀保压回路
蓄能器保压回路
3. Pressure-reducing circuit 减压回路 Fig. 7-3
定量泵系统
变量泵系统
限压回路
Pressure regulated from remote port 远程调压回路 Fig. 7-1 a）
主阀（先导式溢流阀）的调定压力应高于远 程调压阀（直动式溢流阀）的最高压力值。主溢 流阀不起调压作用，泵的工作压力由远程调压阀 调节。
Multistage pressure regulated circuit 多级调压回路 Fig. 7-1 b）