液压传动第七章液压基本回路

液压传动主讲教师：吴海燕whyfool@第七章常用液压基本回路所谓基本回路，就是由一些液压元件组成的，用来完成特定功能的油路结构。

按基本回路在系统中功能分为压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多执行元件控制回路。

§7.1 压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀控制整个液压系统或其分支油路的工作压力，以满足执行元件对力或力矩的要求。

主要有调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡回路和释压回路等。

❖7.1.1 调压回路调压回路的功用是调定或限制液压系统的最高工作压力。

多用溢流阀来实现。

1、单级调压回路（书溢流阀调定系统压力❖2、二级调压回路图示位置压力由高压溢流阀3调节。

4通电，压力由远程调压阀5调节。

先导溢流阀实现远程调压的条件：5的调定压力低于3的调定压力。

动画演示图7-15 二级调压回路低压图7-16 二级调压回路远程调压阀❖3、多级调压回路图示，由阀1调压，压力较高。

YA+，由阀2或3调压，压力较低。

为获得多级压力，阀2或3的调定压力必须小于阀1的调定压力，否则，阀1将不起作用。

动画演示3级调压❖4、无极调压回路采用比例溢流阀❖7.1.2 减压回路减压回路的功用是单独调节系统中某一分油路的压力，使其低于系统压力的调定值。

单级减压——用一个减压阀即可分类< 多级减压——减压阀+远程调压阀即可无级减压——比例减压阀即可动画演示二级减压回路动画演示无极减压回路❖7.1.3 增压回路增压回路用来使系统某一分油路获得比系统压力高但流量不大的油液。

1、单作用增压缸的增压回路原理：p2 = p1A1/ A2=p1D2/d2特点：只能断续增压。

动画演示❖2、双作用增压缸的增压回路特点：能实现连续增压动画演示❖7.1.4 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。

第7章液压基本回路不论机械设备的液压传动系统如何复杂，都是由一些液压基本回路组成的。

所谓基本回路，就是由有关的液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。

按其在液压系统中的功用，基本回路可分为：压力控制回路——控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路——控制和调节执行元件的速度；方向控制回路——控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路——控制多个执行元件相互间的动作。

本章讨论的是最常见的液压基本回路，熟悉和掌握它们的组成、工作原理及其应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。

7.1 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、平衡、增压等回路。

7.1.1调压回路调压回路的功能在于调定或限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程的不同阶段实现多级压力变换。

一般是由溢流阀来实现这一功能的。

1.单级调压回路图7.1所示为单级调压回路，这是液压系统中最为常见的回路。

调速阀调节进入液压缸的流量，定量泵提供的多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀起溢流恒压作用，保持系统压力稳定，且不受负载变化的影响。

调节溢流阀可调整系统的工作压力。

当取消系统中的调速阀时，系统压力随液压缸所受负载而变，溢流阀起安全阀作用，限定系统的最高工作压力。

系统过载时，安全阀开启，定量泵泵出的压力油经安全阀流回油箱。

2.多级调压回路图7.2所示为二级调压回路。

先导式溢流阀1的外控口串接二位二通换向阀2和远程调压阀3，构成二级调压回路。

当两个压力阀的调定压力为p3＜p1时，系统可通过图7.1单级调压回路换向阀的左位和右位分别获得p3和p1两种压力。

如果在溢流阀的外控口，通过多位换向阀的不同通油口，并联多个调压阀，即可构成多级调压回路。

图7.3为三级调压回路。

主溢流阀1的遥控口通过三位四通换向阀4分别接具有不同调定压力的远程调压阀2和3，当换向阀左位时，压力由阀2调定；换向阀右位时，压力由阀3调定；换向阀中位时，由主溢流阀1来调定系统最高的压力。

课时授课计划教学过程：复习： 1、滤油器的结构及功能2、蓄能器的功能3、油箱的结构4、管路、接头、热交换器的种类。

新课：第七章液压基本回路第一节能量回路一、定量泵—溢流阀组成的液压能源回路图7-1所示的能源回路的优点是：结构简单，反应迅速，压力波动比较小。

缺点是：由于定量泵不能改变输出流量，在负载不需要全流量工作时，多余的流量通过溢流阀流回油箱，所以效率较低，尤其当负载流量为零时，泵的流量几乎全部由溢流阀溢流，泵的输出功率绝大部分消耗在溢流阀的节流口上，这将产生大量的热，使油温很快升高。

因此，这种能源一般用在供油压力较低的液压系统中。

能源系统的流量按系统的峰值流量设计，如果伺服所需要的峰值流量的持续时间很短，并且允许供油压力有一定变动，则可以用蓄能器贮存足够的能量以适应短期峰值流量的要求，以减小泵的容量，并使功率损失和油温升高小些。

蓄能器还可起到减小泵的压力脉动和冲击的作用，使系统工作更加平稳。

二、定量泵—蓄能器—自动卸荷阀组成的液压能源回路图7-2所示的液压能源回路克服了图7-1所示回路溢流损失大的缺点，其特点是结构比较简单，功率损失小，适用于高压，但压力波动较大，并且由于供油压力在一定范围内缓慢变化，对伺服系统将引起伺服放大系数的变化，因而对某些要求较高的系统不合适。

另外，所用元件较多，为了使泵有较长时间的卸荷，蓄能器的容量较大，整个能源装置的体积、重量都较大。

这种能源回路一般用在峰值流量系统只有很微小的运动的间歇工作系统中。

三、恒压力变量泵式（自动调压泵）液压能源回路图7-3所示为恒压力变量泵式（自动调压栗〉液压能源回路。

这种能源回路的优点是输出流量取决于系统的需要，因而效率高，经济效果好，适用于高压和大功率系统，既适用于流量变化很大的系统，也适用于间歇工作的系统，为目前航空液压伺服系统所广泛采用。

第二节基本回路一、顺序动作回路顺序动作回路是实现多个并联液压缸顺序动作的控制回路。

按控制方式不同，可分为压力控制、行程控制和时间控制三类。

思考题与习题7-1试说明由行程阀与液动阀组成的自动换向回路的工作原理。

泵压p p、溢流功率损失ΔP y和回路效率η。

⑵当A T=0.01㎝2和0.02㎝2时，若负载F=0，则泵压和缸的两腔压力p1和p2多大？⑶当F=10kN时，若节流阀最小稳定流量为50×10-3 L/min，对应的A T和缸速νmin多大？若将回路改为进油节流调速回路，则A T和νmin多大？232两项比较说明什么问题？7-6能否用普通的定值减压阀后面串联节流阀来代替调速阀工作？在三种节流调速回路中试用，其结果会有什么差别？为什么？q=30L/min。

不计管道和换向阀压力损失。

试问：⑴欲使缸速恒定。

不计调压偏差，溢流阀最小调定压力p y多大？⑵卸荷时能量损失多大？⑶背压若增加了Δp b，溢流阀定压力的增量Δp y应有多大？7-9如图所示，双泵供油、差动快进—工进速度换接回路有关数据如下：泵的输出流量q1=16L/min，q2=16L/min，所输油液的密度ρ=900㎏/m3，运动粘度υ=20×10-6㎡/s；缸的大小腔面积A1=100cm2，A2=60 cm2；快进时的负载F=1kN；油液流过方向阀时的压力损233失Δpυ=0.25MPa，连接缸两腔的油管ABCD的内径d=1.8㎝,其中ABC段因较长(L=3m),计算时需计其沿程压力损失,其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。

试求：⑴快进时缸速v和压力表读数。

⑵工进时若压力表读数为8MPa，此时回路承载能力多大（因流量小，不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？7-10图示调速回路中，泵的排量V P=105ml/r，转速n P=1000r/min，容积效率ηvp=0.95。

溢流阀调定压力p y=7MPa。

液压马达排量V M=160ml/r，容积效率ηvM=0.95，机械效率ηmM=0.8，负载扭矩T=16N·m。

节流阀最大开度A Tmax=0.2㎝²(可视为薄刃孔口),其流量系数C q=0.62,油液密度ρ=900㎏/m³.不计其它损失.试求: ⑴通过节流阀的流量和液压缸⑴缸的左腔压力p1；⑵当负载F=0和F=9000N时的右腔压力p2；⑶设泵的总效率为0.75，求系统的总效率。

第7章液压基本回路•液压基本回路是为了实现特定的功能把有关的液压元件组合起来的典型油路结构；•液压基本回路是组成液压系统的基础。

液压基本回路包括：*压力控制回路*速度控制回路*方向控制回路*多执行元件回路7.1 压力控制回路功能：控制液压系统整体或局部的压力，主要包括：▪调压回路▪减压回路▪增压回路▪卸荷回路▪平衡回路▪保压回路1、调压回路•功能：调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。

•一般用溢流阀来实现这一功能。

•调压回路的分类：•单级调压回路•多级调压回路•无级调压回路先导式溢流阀电液比例溢流阀2、减压回路•功能：使液压系统中某一部分油路的压力低于主油路的压力设定值。

•一般用减压阀来实现这一功能。

•减压回路的分类：•单级减压回路•多级减压回路•无级减压回路3、增压回路•功能：提高系统中局部油路中的压力，使局部压力远高于系统油源的压力。

•单作用增压回路：只能间歇增压。

4、卸荷回路•功能：在执行元件短时间不工作时，不需要频繁启、停原动机，而是使泵源在很小的输出功率下运转。

•卸荷的实质：使液压泵的输出流量或者压力接近于零，分别称为流量卸荷与压力卸荷。

•卸荷方式：•用换向阀中位机能的卸荷回路（压力卸荷）•用先导型溢流阀的卸荷回路（压力卸荷）•限压式变量泵的卸荷回路（流量卸荷）•采用蓄能器的保压卸荷回路换向阀M、H、K型中位机能均可实现压力卸荷限压式变量泵可实现保压卸荷用先导型溢流阀实现的压力卸荷卸荷时采用蓄能器补充泄漏保持液压缸大腔的压力限压式变量泵工作原理及特性曲线5、平衡回路•功能：使承受重力作用的执行元件的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或因自重而超速失控。

采用单向顺序阀不可长时间定位采用液控单向阀定位可靠单向节流阀用于平稳下行6、保压回路•功能：使系统在执行元件不动或仅有微小位移的工况下保持稳定的压力。

•保压性能有两个指标：保压时间和压力稳定性。

电接触式压力表4监视预设压力的上下限值，控制换向阀2动作，液控单向阀3实现保压蓄能器保压卸荷回路7.2 速度控制回路控制与调节液压执行元件的速度。

快进油路：控制油路进油路：滤油器1→泵2→阀4的先导阀的左位→左单向阀→阀4的主阀的左端。

回油路：阀4的右端→右节流阀→阀4的先导阀的左位→油箱。

主油路进油路：滤油器1→变量泵2→单向阀3→阀4的主阀的左位→行程阀6下位→液压缸5左腔。

回油路：液压缸5右腔→阀4的主阀的左位→单向阀12→行程阀6下位→液压缸5左腔。

一工进的进回油路线：进油路：滤油器1→泵2→单向阀3→阀4的主阀的左位→调速阀11→换向阀9右位→液压缸5左腔。

回油路：液压缸5右腔→阀4的主阀的左位→顺序阀13→背压阀14→油箱。

19．说明下图所示双泵供油的回路的工作原理，如何正确调整阀3、4的调定压力？答1)低压大流量，1、2同时供油；高压小流量，1供油，2卸荷2)阀3的调定压力大于4的调定压力20．图示回路可实行“快进――工进――快退――原位停止。

（1）、完成电磁铁动作表（2）、试求：1）快进时是怎么走油的，基本回路是什么？2）还有哪些基本回路（指出2种以上） 答： 1)2）快进时泵打出的油液经过1DT 全部进入液压缸的无杆腔，有杆腔出来的油液经过3DT 和1DT 形成差动回路，与泵打上来的油液进入无杆腔。

基本回路是差动连接。

基本回路有回油路节流调速回路；泄荷回路 21． 在图示的系统中，两溢流阀的调定压力分别为60×105Pa 、20×105Pa 。

1）当p y1＝60×105Pa ，p y2＝20×105Pa ，DT 吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？2）当p y1＝20×105Pa ，p y2＝60×105Pa ，DT 吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？答：1）DT 失电时活塞向右运动，远程调压阀1进出口压力相等，由于作用在阀芯两端的压差为零，阀1始终处于关闭状态不起作用，泵的压力由p y2决定：p pmax ＝p y2＝20×105Pa ；DT 吸合时活塞向左运动，缸的大腔压力为零，泵的最大工作压力将由p y1、p y2中较小的值决定：p pmax ＝p y2＝20×105Pa 。