液压基本回路

释压、平衡等回路。
3
一、调压回路
功用
1、使液压系统整体 或某一部分的压 力保持恒定或不 超过某个数值。
4
2、可以实现多级压力 的变换。 •当 DT+ 时，p = pB
pA p
•当 DT- 时，p = pA
pB DT
5
6
二、减压回路
作用：使系统中的某一部分油路具有较低的稳定 压力。 关于回路的几点说明：
32
整理(1)，(2)，(3)式，可得：
33
2、机械特性曲线
34
由图可知：当溢流阀的调整压力pp和节流
阀的通流截面积AT1调定之后 1）、对于调速阀而言: F↑↓ →v 不变 2）、对于节流阀而言: ①、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1pp时，v = 0 即活塞停止运动； ③、定压式节流调速回路的承载能力是不 受AT1的变化影响的。
35
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响的程度，它是回路对负载变化抗 衡能力的一种说明。
某处的斜率↓→kv↑→机械特性越硬→活塞 运动速度受负载变化的影响↓→活塞在负载下 的运动越平稳。
36
影响kv的因素： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ的变化受其它条件的限制)
3、效率
1)、当液压缸在恒载下工作时（F不变）：
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
39
2)、当液压缸在变载下工作时： 当AT1不变时，若F↑↓→p1↑↓→q1 ↓↑
∵ P1= p1q1
∴ 当p1= 0 或 p1= pp 时，P1= 0 因此，当p1在0 ～ pp之间变化时，P1有一 最大值，即：

液压基本回路—增压回路
四、增压回路
使系统某一支路获得 较系统调定压力高的工作
压力
其特征是由增压缸供 油，从而使执行元件2有
较大的出力。
液压基本回路--平衡回路
五、平衡回路

平衡回路的功用在于使执行元件 的回油路上保持一定的背压值，以平 衡重力负载，使之不会因重力而自行 下降。 1.采用单向顺序阀的平衡回路 调整顺序阀的开启压力，使其和 液压缸下腔承压面积的乘积略大于垂 直运动部件的重力，则在重力的作用 下液压缸活塞不能自行下降，这时的 单向顺序阀称为平衡阀。适用于工作 负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。
液压基本回路锁紧回路
2.采用液控单向阀的锁紧 回路 当系统停止工作时， 液控单向阀将执行元件的
进出油口关闭，执行元件
被锁紧。
液压基本回路多执行元件控制回路
第四节 多执行元件 控制回路 通过压力、流 量、行程控制来实 现多执行元件的预 定动作要求。 一、顺序动作回路 1.压力控制的顺序动 作回路 1)由顺序阀控制的顺 序动作回路

单 向 顺 序 阀
液压基本回路--平衡回路
2.采用液控制单向阀的平衡回路 不工作时液控制单向阀关 闭，油缸下腔的油液无法排出， 油缸无法下降。当油液上腔通 压力油时，控制油液进入液控 单向阀，使其打开，油缸下腔 的油液排出，油缸下降。
在回路中用液控单向阀闭 锁油液，泄漏少，闭锁性好。 单向节流阀可保证活塞下行运 动的平稳性。
变量泵油缸容积调速回路
速度控制回路--快速和速度换接回路
二、快速动作回路和速度换接回路
(一)快速运动回路

功能：使执行元件获得尽可能大的
工作速度，以提高生产效率，并使
功率得到合理的利用。 1.液压缸差动连接快速运动回路 差动连接和非差动连接的速度之比：

3. 自动补油的保压回路
应用：保压时间长，压力稳 定性要求高的场合
7-2 速度控制回路
调速回路 快速运动回路 速度换接回路
一、 调速回路
概述
q 液压缸: v = A q 马达: n = V
A = C , q b, v b . qb , V b , nb
调速方法
{
有级变速 无级变速
{
1. 节流调速 2. 容积调速 3. 容积节流调速
二、快速运动回路
作用：空载时加快执行元件的运动速度。
1.差动
动画演示
2. 双泵供油
快进：双泵供油 工进：左泵卸荷， 右泵压力由溢流阀调定 快退：双泵供油
三、速度换接回路
作用：在一个工作循环中，实现不同速度的转换。 1.用行程阀
下位：快进 上位：工进
动画演示
2. 调速阀并联
3.调速阀串联
AT 3 < AT 2
1.变量泵-定量马达式调速回路 调速特性：
（1）转速
qM nM = ηv qM = qP = VP nP VM VP nP nM = ηv VM
当nP , VM 一定, VP b, nM b .
调速范围较大 RC ≈ 40
（2） 转矩
pM VM TM = ηm 2π TM 与 qP 无关, VP b, TM = C.
第七章 液压基本回路
压力回路 速度控制回路 方向控制回路 多缸工作控制回路 其它回路
§7-1 压力控制回路
调压回路 减压回路 卸荷回路 平衡回路 保压回路
一、调压回路
作用：调整或限定系统压力。 作用 1.单级调压回路
a.调整系统压力并保持
A
电磁阀断电，最高压力由A调定, 电磁阀通电，系统压力由B调定. p1 > p 2

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7.2 压力控制回路
• 7.2.4 卸荷回路
• 当系统中执行元件短时间工作时，常使液压泵在很小的功率下作空运 转，而不是频繁启动驱动液压泵的原动机。因为泵的输出功率为其输 出压力与输出流量之积，当其中的一项数值等于或接近于零时，即为 液压泵卸荷。这样可以减少液压泵磨损，降低功率消耗，减小温升。 卸荷的方式有两类:一类是液压缸卸荷，执行元件不需要保持压力;另 一类是液压泵卸荷，但执行元件仍需保持压力。 • 1.执行元件不需保压的卸荷回路 • (1)换向阀中位机能的卸荷回路 • 图7-11所示为采用M型(或H型)中位机能换向阀实现液压泵卸荷的回 路。当换向阀处于中位时，液压泵出口通油箱，泵卸荷。
第7章 液压基本回路
• • • • 7.1 7.2 7.3 7.4 方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路 多缸动作控制回路
7.1 方向控制回路
• 在液压系统中，工作机构的启动、停止或变化运动方向等都是利用控 制进入执行元件液流的通、断及改变流动方向来实现的。实现这些功 能的回路称为方向控制回路。常见的方向控制回路有换向回路和锁紧 回路。
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7.3 速度控制回路
• • • • • • • 进油路节流调速回路的特点如下: ①结构简单，使用简单 ②可以获得较大的推力和较低的速度 ③速度稳定性差 ④运动平稳性差 ⑤系统效率低，传递功率低 用节流阀的进油节流调速回路一般应用于功率较小、负载变化不大的 液压系统中。 • (2)回油路节流调速回路 • 把流量控制阀安装在执行元件通往油箱的回油路上的调速回路称为回 油节流调速回路，如图7-16所示。
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7.3 速度控制回路
• (3)旁油路节流调速回路 • 如图7-17所示，将节流阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成 了旁油路节流调速回路。该回路中，节流阀调节了液压泵溢回油箱的 流量q2，从而控制了进入液压缸的流量q1，调节流量阀的通流面积， 即可实现调速。这时，溢流阀作为安全阀，常态时关闭。回路中只有 节流损失，无溢流损失，功率损失较小，系统效率较高。 • 旁油路节流调速回路主要用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的 场合。 • 使用节流阀的节流调速回路，速度受负载变化的影响比较大，亦即速 度稳定性较差，为了克服这个缺点，在回路中可用调速阀替代节流阀。

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在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下
液压缸的运动速度 V = q / A 液压马达的转速 n = q / Vm 式中： q——输入液压执行元件的流量； A——液压缸的有效面积； Vm——液压马达的排量。
由以上两式可知，要想调速，改变进入液压 执行元件的流量或改变变量液压马达的排量 的方法来实现。为了改变进入液压执行元件 的流量，可有三种方法：
六、增压回路
1. 增压原理 2. 增压回路
二、 速度控制回路
速度控制回路:是调节和变换执行元件运 动速度的回路。 速度控制回路包括：调速回路、快速运动回 路，速度换接回路，其中调速回路是液压系 统用来传递动力的，它在基本回路中占有重 要地位。
（一）调速回路
调速回路：用于调节液压执行元件速度的回 路。
（2）特点 ①速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交， 其最大承载能力随 AT 的增大而减小，即旁路 节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围 也小。 ②旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失， 发热少，效率高些。 ③由于旁路节流调速回路负载特性很软，低 速承载能力又差，故其应用比前两种回路少， 只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要 求不高而要求功率损失较小的系统中。
1 2 1 2 1 2
i
if p
p
A 2 A , then
1 2
F p 2p p A
0 c 2
i
p ：液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失；
i
p ：液压缸出口至合成管路前的压力损失；
0
p ：合成管路的压力损失；
c
3. 采用蓄能器的快速运动回路
（1）回路组成 （2）回路原理 （3）特点 ①可用小流量泵获快 速运动 ②只适用于短期需要 大流量的场合。

(二)容积调速回路 容积调速回路分为变量泵调速回路、变量马达调速回路和变量 泵-变量马达调速回路三种，如图9-8所示。 与节流调速相比较，容积调速的主要优点是压力和流量的损耗 小，发热少；但缺点是难于获得较高的运动平稳性，且变量泵和变 量马达的结构复杂，价格较贵。
a）变量泵调速回路
图9-8 容积调速回路 b）变量马达调速回路 c）变量泵-变量马达调速回路
v = q 1 / A = C A T ( Dp ) j / A = C A T ( p p - F / A ) j / A
图9-7
回油路节流调速回路
所得公式与进油路节流调速公式完全相同，可知回油路节流调
速的一些基本性能也都和进油路节流调速相同，其不同之点有：
1) 回油路节流调速回路运动比较平稳。 2) 进油路节流调速回路较易实现压力控制。
运动速度随之减小；反之，则速度增大。
3 ) 运动平稳性较差。
２．回油路节流调速回路
如图9-7所示，活塞受力关系仍为：
p1A= F + p2A
但
则
p1 = pp
p2 = p1- F / A = pp – F / A
故节流阀前后的压力差为 Dp = p 2 所以活塞运动的速度为 = pp - F / A
图9-6
进油路节流调速 回路
p1 A= F + p2A
式中
p1 ——液压缸右腔的工作压力；
p2 ——液压缸左腔的背压，在此 p2≈0； A ——活塞有效作用面积。
F ——活塞的负载阻力。
整理上式得ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
p1 = F / A
故节流阀前后的压力差为
Dp = p p - p 1 = p p - F / A 因通过节流阀进入液压缸的流量为

另外，油箱结构尺寸较大，占有一定空间。 闭式回路—液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行
机构的回油腔吸油。闭式回路结构紧凑，只需很小的补油箱，但 冷却条件差，为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油 泵的流量为主泵流量的10%～15%，压力调节为3×105～10×105Pa。
节流调速回路分类
支路（旁路）节流调速
（1）工作原理 溢流阀正常工作是关闭
的，只有过载时才打开， 作安全阀使用。见右图。
支路（旁路）节流调速
（2）速度—负载特性
pT p1 F A1
qT
CT AT
pTm
CT
AT
(
F A1
)m
q1 qB qT
v
q1
qB
CT
AT
(
F A1
)m
A1
A1
支路（旁路）节流调速
当m 0.5时
3
Kv
dF dv
2A12 F CT AT
2 A1F qB A1v
支路（旁路）节流调速
支路（旁路）节流调速
支路（旁路）节流调速
结论：
➢这种回路只有节流损失而无溢流损失；泵压随 负载变化，即节流损失和输入功率随负载而增 减。因此，本回路比前两种回路效率高。
➢由于本回路的速度－负载特性很软，低速承载 能力差，故其应用比前两种回路少，只用于高 速、重载、对速度平稳性要求不高的较大功率 的系统，如牛头刨床主运动系统、输送机械液 压系统等。
蓄能器保压回路
利用限压式变量油泵的保压回路
在讲单作用式叶片变量泵 时，已提到过，当定子与转 子圆心偏移量（单作用式叶 片变量泵）很小或斜盘倾斜 角很小时，泵的流量仅能维 持自身泄漏，对油路不输出 油液，但泵仍在一定压力下 运转，对外输出恒定压力， 则可使系统压力恒定（参见 泵一章有关内容），此时泵 输出功率较小（功率＝流量 ×压力）。

2. 回油节流调速回路（动画演示）
(1) 该 回路速度负载特性、最大承载 能力、损失功率和效率基本相同。
(2) 与进油节流调速回路的比较
a. 承受负值负载的能力 b.运动平稳性 c.发热及泄漏的影响 d.实现压力控制的方便性 e.停车后的起动性能
3.旁路节流调速回路（动画演示）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
动画演示
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3.采用液控单向阀的平衡回路 4.采用远控平衡阀的平衡回路
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（四）卸荷回路
１．功用
是在液压泵不停止 转动时，使其输出的 流量或压力在很低的 情况下工作。
２．类型
（１）换向阀卸荷回路
M、H、K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷 。 （动画）
（２）二通插装阀卸荷回路(动画)
当二位二通电磁阀通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全开，泵 即卸荷。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（七）泄压回路
１．功用 液压系统在保压过程中，由
于油液压缩和机械部分产生弹 性变形，因而储存了相当的能 量，若立即换向，则会产生压 力冲击。因而对容量大的液压 缸和高压系统应在保压与换向 之间采取泄压措施。

pp (q1 q) ( pp p)q1
ppq pq1
流量损失 溢流阀导致
压力损失 节流阀导致
液 压 与 气 压专 传题 动六
： 液 压 基 本 回 路
两回路的不同点：
➢ 回油节流调速回路形成一定背压，能 承受一定的负值负载，并提高了缸的 速度平稳性。
➢ 进油节流调速回路较易实现压力控制
1
2 推端动，两阀推顺心动序左阀阀移心的，右此移时，
换此向时调阀换定变向压成阀力右又位回工到作左。
位工作。
如此往复，实现自动
换向
液
压
与 气
例2：用行程阀控制的自动换向回路
压专
传题
动六
：
液
压
基
本
回
路
液 压 与 气 压专 传题 动六
： 液 压 基 本 回 路
（二）锁紧回路 使液压缸能在任意位置停留，且停留
液 压 与 气 压专 传题 动六
： 液 压 基 本 回 路
速度 控制 回路
三、速度控制回路
快速运动回路
调速回路
概念？
速度换接回路
由速为进液速空度地提的的压度载能转高速流系能进由换加效度量统在入 快 为以率 应有执 一加 速 工调， 能 所行 定工 运 进节空 超 增元 范状 动 速载 越 加件 围态 稳 度快 泵的 内时 定
液 压 与 气 压专 传题 动六
： 液 压 基 本 回 路
1.单级（一级）调压回路将系统的压力 调定为一个稳定的值
前面讲的溢
流阀的溢流
A
稳压和远程
调压回路都
属于单级调
压回路
液 压 与 气 压专 传题 动六
： 液 压 基 本 回 路

泵出口压力p=p1
多级调压回路 由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组 成。
多级调压回路 由先导型溢流 阀、远程调压 阀和电磁换向 阀组成。
（3）压力卸荷回路
• 功用 在液压系统执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而 使泵在很小的输出功率下运转。（减少功率损耗，降低系统发热， 延长电机和液压泵的寿命） • 卸载方式：压力卸载；流量卸载（仅适用于变量泵） • ①用换向阀中位机能的卸载回路 • 泵可借助M型、H型或K型换向阀中位机能来 • 实现降压卸载。
最简单的锁紧回路：利用三位四通换向阀的M型、O型中位机能的 锁紧回路 。由于滑阀的泄漏活塞不能长时间保持停止位置不动，锁 紧精度不高。 用液控单向阀的锁紧回路 在缸的两侧油路上串接一液控单向阀（液压锁），活塞可在行程的任 何位置上长期锁紧，锁紧精度只受缸的泄漏和油液压缩性的影响。 为了保证锁紧迅速、准确，换向阀应采用H型或Y型中位机能。
3.定向回路 • 定向回路的作用是当液压系统中某些管路液流方向发生变化时， 可以保持其它某些液流方向不变。定向回路有四个单向阀组成， 与电桥相似，所以也叫桥式整流回路。
二、压力控制回路
• 压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力， 以满足执行元件对力和转矩的要求。 • 包括: 调压、限压回路 卸载回路 减压回路 增压回路 平衡回路 保压回路 泄压回路 （1）压力限定回路 用安全阀限定系统的最大工作压力，防止系统过载，对系统和元件 起安全保护作用。
当系统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时，溢流阀才开启，对 系统起安全保护作用。
（2）调压回路
功用 调定液压系统的工作压力，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。 单级调压回路

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。

•
• • • •
• • 液压缸差动连接回路：当换向阀处于右位时，缸成差动连接，泵输出的油和缸返回的 油合流，进入缸的无杆腔，实现活塞快速运动。当活塞两端有效面积为2：1时，快进 速度将是非差动连接的2倍。 采用蓄能器的快速运动回路：当换向阀处于左位或右位时，泵和蓄能器同时向缸供油， 实现快速运动。当换向阀处于中位时缸停止工作，泵经单向阀向蓄能器充液，蓄能器 压力升高到液控顺序阀的调定压力时，泵卸荷。 双泵供油回路：图中1为大流量泵，2为小流量泵，两泵同时向系统供油时可实现执行 元件的快速运动；转入工作行程中，系统压力升高，打开液控顺序阀3（卸荷阀）使大 流量泵卸荷，仅由泵2向系统供油。
二、减压回路
减压回路的功用是，使系统中的某一部分油 路具有较低的稳定压力，如图所示。回路 中的单向阀3供主油路压力降低（低于减压 阀2的调整压力）时防止油液倒流。起短时 保压作用。也可采用类似两级或多级调压 的方法获得两级或多级调压。还可采用比 例减压阀来实现无级减压。
• 为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5Mpa， 最高调整压力至少比系统压力小0.5Mpa。当减压回路中的执行元件 需要调速时，调速元件应放在减压阀的下游，以避免减压阀泄漏（指 由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件速度产生影响。
第七章
液压基本回路
液压基本回路的分类
• 按其在液压 系统中的功能分可分为： • 压力控制回路：调压回路(单级 多级 无级） 减压回路 增压回路 卸荷 回路 • 速度控制回路：调速回路 速度换接回路 • 方向控制：换向回路 闭锁回路 • 顺序动作回路：用压力控制的顺序动作回 路 用行程阀控制的顺序
第一节 压力控制回路 一、调压回路
四、卸荷回路
卸荷回路的功用是，在液压泵驱动电机不频繁起闭， 且使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功 率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。 •