第6章-液压基本回路

1、引言 基本回路是由有关的液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路 例如用来调节执行元件运动速度的调速回路； 用来控制系统中液体压力的调压回路； 用来改变执行元件运动方向的换向回路等。 熟悉基本回路是分析和设计液压传动系统的重要基础。 本章重点介绍常用的压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多缸工作回路。学习液压基本回路时，应注意掌握基本回路的构成、工作原理、性能和应用等四个方面。 压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统中液体的压力，以满足执行元件对力或转矩的要求。这类回路包括调压、减压、卸荷、保压、背压、平衡、增压等回路。定义定义 调压回路调压回路 减压回路减压回路 增压回路

2、增压回路 卸荷回路卸荷回路 保压回路保压回路 平衡回路平衡回路目录目录 调压回路 调压回路的功用是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限定值。 1.单级调压回路 2.多级调压回路 3. 无级调压 减压回路 减压回路的作用是使系统中的某一部分油路或某个执行元件获得比系统压减压回路的作用是使系统中的某一部分油路或某个执行元件获得比系统压力低的稳定压力。力低的稳定压力。 6.1.3 增压回路 增压回路用以提高系统中局部油路的压力，它能增压回路用以提高系统中局部油路的压力，它能使局部压力远高于油源的压力使局部压力远高于油源的压力。 1. 单作用增压缸的增压回路 2. 双作用增压缸的增压回

3、路 卸荷回路 卸荷回路的功用是指在液压泵驱动电机不频繁卸荷回路的功用是指在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率输出接近于零启闭的情况下，使液压泵在功率输出接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命热，延长泵和电动机的寿命类型类型1.1. 利用复合泵的卸荷回路利用复合泵的卸荷回路2.2. 利用二位二通换向阀旁路卸荷的回路利用二位二通换向阀旁路卸荷的回路3.3. 利用换向阀卸荷的回路利用换向阀卸荷的回路4.4. 利用溢流阀远程控制口卸荷的回路利用溢流阀远程控制口卸荷的回路保压回路 有的机械设备在工作时，常常要求液压执

4、行机构在其有的机械设备在工作时，常常要求液压执行机构在其行程终止时，保持压力一段时间，这时需要采用保压行程终止时，保持压力一段时间，这时需要采用保压回路。所谓保压回路，就是使系统在液压缸不动或仅回路。所谓保压回路，就是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定的维持住压力，有工件变形所产生的微小位移下稳定的维持住压力，最简单的保压回路是使用密封性较好的液控单向阀的最简单的保压回路是使用密封性较好的液控单向阀的回路，但是阀类元件处的泄露是这种保压时间不能持回路，但是阀类元件处的泄露是这种保压时间不能持久久。类型类型1.1. 利用液压泵保压的保压回路利用液压泵保压的保压回路2.2. 利

5、用蓄能器的保压回路利用蓄能器的保压回路3.3. 自动补油保压回路自动补油保压回路平衡回路 平衡回路的作用在于防止垂直或倾斜放置的液平衡回路的作用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落类型类型1.1.内控原理内控原理2.2.外控原理外控原理3.3.利用液控单向阀利用液控单向阀 速度控制回路 液压传动系统中的速度控制回路包括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回路、快速运动和工件进给速度以及工作进给速度间的速度换接回路。定义定义一、调速回路 节流调速回路 容积调速回路 容积节流调速回路 二、快速运动回路 三、速

6、度换接回路目录目录调速回路液压缸的运动速度液压缸的运动速度Aqv MVqn 液压马达的转速液压马达的转速改变速度改变速度输入液压执行元件的流量输入液压执行元件的流量q改变液压缸的有效面积改变液压缸的有效面积A改变液压马达的排量改变液压马达的排量VMq输入液压执行元件的流量A液压缸的有效面积VM液压马达的排量调速回路调速回路调调 速速方方 法法用用定量泵定量泵和和流量阀流量阀来来调速。采用调速。采用用用改变变量泵或改变变量泵或变量液压马达的变量液压马达的排量排量调速调速用用变量泵变量泵和和流量阀流量阀来达到调速目的来达到调速目的节流节流调速调速容积容积调速调速 容积节容积节流调速流调速调速回路节

7、流调速回路（一）进油节流调速回路（一）进油节流调速回路节流阀串联在液压泵和液压节流阀串联在液压泵和液压缸之间。液压泵输出的油液一部缸之间。液压泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，分经节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，液压泵多余的油推动活塞运动，液压泵多余的油液经过溢流阀排回油箱，这是正液经过溢流阀排回油箱，这是正常工作的必要条件。溢流阀溢流，常工作的必要条件。溢流阀溢流，泵的出口压力泵的出口压力pp就是溢流阀的调就是溢流阀的调整压力并基本保持恒定（定压）。整压力并基本保持恒定（定压）。调节节流阀的通流面积，即可调调节节流阀的通流面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节节通过节流阀的

8、流量，从而调节液压缸的运动速度。液压缸的运动速度。液压泵输出功率液压泵输出功率 液压缸输出功率液压缸输出功率功率损失功率损失回路效率回路效率 速度负载速度负载特性特性功率功率效率效率 最大承载最大承载能力能力mpTAFpAKAAqv1111pmaxApFpppqpP 111qpP 1pqqpPypppppcqpqpqpFv11调速回路节流调速回路（1 1）当节流阀通流面积一定时，）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度刚度越大。负载越小，速度刚度越大。 （2 2）当负载一定时，节流阀通流）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度越大。面积越小，速度刚度越大。 （3 3）适当增大液压缸有效面积

9、和）适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高速度刚提高液压泵供油压力可提高速度刚度。度。活塞运动速度活塞运动速度v与节流阀通流面积与节流阀通流面积AT成正比成正比 通常用速度刚度通常用速度刚度k kv v表示负载变化表示负载变化对速度的影响程度。对速度的影响程度。vmFApvFkpv1tan1调速回路节流调速回路调速回路节流调速回路21进油路有节流阀，流量输入平稳，无冲击，当进油路有节流阀，流量输入平稳，无冲击，当流量进入单杆液压缸无杆腔时，因为有效工作流量进入单杆液压缸无杆腔时，因为有效工作面积较大，可以获得较低的运动速度面积较大，可以获得较低的运动速度。进油节流调速回路特点进油节流

10、调速回路特点回路上没有背压，当负载变化时，运动速度不回路上没有背压，当负载变化时，运动速度不够平稳。够平稳。总之，这种回路结构简单，成本较低，而且调速范围较大（一般总之，这种回路结构简单，成本较低，而且调速范围较大（一般可达可达100以上），启动时冲击较小，因此仍广泛应用于一般负载以上），启动时冲击较小，因此仍广泛应用于一般负载变化较小的小功率液压系统中。变化较小的小功率液压系统中。调速回路节流调速回路( (二）回油路节流调速二）回油路节流调速 在这种调速回路中，把节流阀在这种调速回路中，把节流阀串联在液压缸的回油路上，如图所串联在液压缸的回油路上，如图所示，借助节流阀控制液压缸的排油示，借助

11、节流阀控制液压缸的排油量量q q2 2来实现速度调节。由于进入液来实现速度调节。由于进入液压缸的流量压缸的流量q q1 1受到回油路上排出流受到回油路上排出流量量q q2 2的限制，因此用节流阀来调节的限制，因此用节流阀来调节液压缸排油量液压缸排油量q q2 2，也就调节了进油，也就调节了进油量量q q1 1。定量泵多余的油液经溢流阀。定量泵多余的油液经溢流阀流回油箱流回油箱, ,溢流阀调整压力（溢流阀调整压力（p pp p）基本稳定（定压）基本稳定（定压）液压泵输出功率液压泵输出功率 液压缸输出功率液压缸输出功率功率损失功率损失回路效率回路效率 速度负载速度负载特性特性功率功率效率效率 最大

12、承载最大承载能力能力222122222)(AAFAApKAApKAApKAAqvmpTmTmT1pmaxApFpppqpP 221p1qpqpP2pqqpPyppppppcqpqAAppqpFv1122调速回路节流调速回路1回油腔有背压，运动比较平稳，能防止负载突然回油腔有背压，运动比较平稳，能防止负载突然为零时引起的前冲，并能承受一定程度的负值负为零时引起的前冲，并能承受一定程度的负值负载载回油节流调速回路特点2通过节流阀的流量流往油箱，热油得到冷却，改通过节流阀的流量流往油箱，热油得到冷却，改善了散热条件善了散热条件停机以后，回油腔油会缓慢流入油箱，再次启动停机以后，回油腔油会缓慢流入油箱

13、，再次启动时，容易产生启动冲击时，容易产生启动冲击3回油路节流调速回路同样只适用于小功率、负载变化不大的系回油路节流调速回路同样只适用于小功率、负载变化不大的系统。在生产中，其应用比进油节流调速回路普遍统。在生产中，其应用比进油节流调速回路普遍。调速回路节流调速回路调速回路节流调速回路进、回油路节流调速回路比较进、回油路节流调速回路比较1 1、承受负值负载能力、承受负值负载能力 进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下效率等方面性能是相同的，差别如下: : 就低速平稳性而言，回油节流调速优于进口调速，回油就

14、低速平稳性而言，回油节流调速优于进口调速，回油节流调速的最低稳定速度较进口调速低。节流调速的最低稳定速度较进口调速低。2 2、运动平稳性、运动平稳性 回油节流调速回路回油腔有一定的背压，能在负值负载回油节流调速回路回油腔有一定的背压，能在负值负载下工作；而进油节流调速回路回油腔没有背压，不能在负值下工作；而进油节流调速回路回油腔没有背压，不能在负值负载下工作。负载下工作。3 3、实现压力控制的方便性、实现压力控制的方便性 4 4、油液发热对泄漏的影响、油液发热对泄漏的影响 5 5、起动时前冲、起动时前冲 发热和泄露对进油节流调速的影响均大于对回油节流调发热和泄露对进油节流调速的影响均大于对回油

15、节流调速的影响。速的影响。 回油节流调速回路中，进油路上没有节流阀控制流量，回油节流调速回路中，进油路上没有节流阀控制流量，活塞会前冲；进油节流调速回路中，进油路上有节流阀控制活塞会前冲；进油节流调速回路中，进油路上有节流阀控制流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲。流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲。进油节流调速回路实现压力控制很方便；回油节流调速进油节流调速回路实现压力控制很方便；回油节流调速回路虽然能实现压力控制但是其可靠性差，一般不采用。回路虽然能实现压力控制但是其可靠性差，一般不采用。调速回路节流调速回路（三）旁油路节流调速回路（三）旁油路节流调速回路 这种节流调速回路将节流阀装这种节流

16、调速回路将节流阀装在与液压缸并联的支路上，如图所在与液压缸并联的支路上，如图所示。只要调节通过旁路节流阀流量示。只要调节通过旁路节流阀流量q qT T，就能调节进入液压缸的流量就能调节进入液压缸的流量q q1 1，也就，也就调节了活塞运动速度。通过节流回调节了活塞运动速度。通过节流回油箱的的流量多，则进入液压缸的油箱的的流量多，则进入液压缸的流量就少，活塞运动速度就慢；反流量就少，活塞运动速度就慢；反之，活塞运动速度就快。这里的溢之，活塞运动速度就快。这里的溢流阀作安全阀用，其调定压力应大流阀作安全阀用，其调定压力应大于克服最大负载所需的压力。正常于克服最大负载所需的压力。正常工作时溢流阀处于

17、关闭状态。工作时溢流阀处于关闭状态。调速回路节流调速回路调速回路节流调速回路最大承载能力随节流阀通流面积最大承载能力随节流阀通流面积AT的增加而减的增加而减小，即旁路节流调速回路的低速承载能力很差，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。调速范围也小。旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率损失输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率损失随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高。速度负载速度负载特性特性最大承载最大承载能力能力功率功率效率效率1

18、111111AAFKAAFkqAqvmT调速回路节流调速回路调速回路调速回路节流调速回路节流调速回路（1）当节流阀通流面积一定而负载增加时，速度显著下降，即特性很软；（2）当节流阀通流面积一时，负载越大，速度刚度越大；（3）当负载一定时，节流阀通流面积越小（即活塞运动速度高），速度刚度越大。该回路适用于高速重载的场合。调速回路容积调速回路定义定义 容积调速回路是通过改变泵的排量或容积调速回路是通过改变泵的排量或（和）液压马达的排量来调节液压马达（或（和）液压马达的排量来调节液压马达（或液压缸）速度的回路。液压缸）速度的回路。形式形式 变量泵和定量液压执行元件变量泵和定量液压执行元件 定量泵和变

19、量马达定量泵和变量马达 变量泵和变量马达变量泵和变量马达 根据油路循环方式，容积调速回路可以分为开式回路或闭式回路。（一）开式回路液压泵从油箱吸油，液压执行元件的回油直接回油箱。回路结构简单，油液能得到充分冷却，但油箱体积大，空气和赃物易进入回路。（二）闭式回路执行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，空气和赃物不易进入回路，但油液冷却条件差，需附设辅助泵补油、冷却和换油。调速回路容积调速回路调速回路容积调速回路 图a中的执行元件为液压缸。图b的执行元件为液压马达，该回路是闭式回路，溢流阀2起安全作用，用以防止系统过载，为了补充泵和液压马达的泄漏增加了补油泵4和溢流阀5，溢

20、流阀5用来调节补油泵的补油压力，同时置换部分已发热的油液，降低系统温升。图a中，改变变量泵的排量即可调节活塞运动的速度v，2为安全阀，限制回路的最大压力。（一）变量泵和定量液压执行元件的容积调速回路变量泵和定量液压执行元件的容积调速回路111AAFkqAqvltp活塞运动速度调速回路容积调速回路111AAFkqAqvltp活塞运动速度由于变量泵的泄漏，活塞运动速度会随负载的加大而减小。负载增大到某一值，低速下会出现活塞停止现象。MpMVqn马达转速因液压马达排量为定值，故调节变量泵流量qp即可马达的转速nM进行调节。2pMMVT马达输出转矩当负载转矩恒定时，马达的输出转矩和回路工作压力都恒定不

21、变，则马达的输出功率和转速成正比。调速回路容积调速回路（二）定量泵和变量马达的容积调速回路量泵和变量马达的容积调速回路（闭式回路）定量泵1输出流量不变，改变变量马达的排量VM就可以液压马达的转速。3为安全阀，2为变量马达，5是向系统补油的辅助泵，4为调节补油压力的溢流阀。图9-3 定量泵变量马达容积调速回路（a)闭式（b)开式（三）变量泵和变量马达的容积调速回路量泵和变量马达的容积调速回路调速回路容积调速回路该回路采用了双向变量泵和双向变量马达。变量泵1正向或反向供油，马达即正转或反转。单向阀4、5用于使辅助泵3能双向补油，单向阀6、7使安全阀8在两个方向都起过载保护作用。由于液压泵和液压马达

22、排量均可改变，故扩大了调速范围。调速回路容积节流调速回路 容积节流调速回路的工作原理是采用压力补容积节流调速回路的工作原理是采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调定进入液压缸或偿型变量泵供油，用流量控制阀调定进入液压缸或由液压缸流出的流量来调节液压缸的运动速度，并由液压缸流出的流量来调节液压缸的运动速度，并使变量泵输油量自动与液压缸所需流量相适应。这使变量泵输油量自动与液压缸所需流量相适应。这种回路无溢流损失、效率较高、低速稳定性好、调种回路无溢流损失、效率较高、低速稳定性好、调节方便，广泛应用于机床液压系统。节方便，广泛应用于机床液压系统。定义定义形式形式 限压式变量泵和调速阀的容积节流调

23、速回路 差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路该回路由变量泵1供油，压力油经2进入液压缸，回油经背压阀4返回油箱，液压缸运动速度由调速阀中的节流阀的通流面积AT来控制。 调速阀不仅能保证进入液压缸的流量稳定，而且使泵的供油量自动与液压缸所需流量相适应，使得泵的供油压力基本恒定。差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路 节流阀控制进入液压缸的流量q1，并使变量泵输出流量qp自动与q1相适应。当qpq1时，泵的供油压力上升，控制柱塞进一步压缩弹簧，定子右移，减小泵的偏心距，使供油量下降qp=q1。反之则会加大泵的偏心距，使供油量增大至qpq1。快速运动回路 快速

24、运动回路又称增速回路，其功能在于使液压执行元件获得所需的高速，缩短机械空程运行时间，以提高系统的工作效率。液压缸差动连接回路液压缸差动连接回路当只有电磁铁1YA通电时，换向阀3左位工作，压力油可进入液压缸的左腔，同时，经阀4的左位与液压缸右腔连通，因活塞左端受力面积大，故活塞差动快速右移。此时，若3YA电磁铁通电，阀4换为右位，则压力油只能进入缸左腔，缸右腔油经阀4右位、调速阀5回油，实现活塞慢速运动。当2YA，3YA同时通电时，压力油经阀3右位、单向阀6、阀4右位进入缸右腔，缸左腔回油，活塞左移。采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路当换向阀5处于中位，液压缸不工作时，液压泵1经单向阀2向蓄能器4充油。当蓄能器内的油压达到液控顺序阀3的调定压力时，阀3被打开，使液压泵卸荷。当换向阀5处于左位或右位，液压缸工作时，液压泵1和蓄能器4同时向液压缸供油，其实现快速运动。双泵供油的快速运动回路双泵供油的快速运动回