第8章 压力控制回路分析

液压基本回路原理与分析液压基本回路是用于实现液体压力、流量及方向等控制的典型回路。

它由有关液压元件组成。

现代液压传动系统虽然越来越复杂，但仍然是由一些基本回路组成的。

因此，掌握基本回路的构成，特点及作用原理，是设计液压传动系统的基础。

1. 压力控制回路压力控制回路是以控制回路压力，使之完成特定功能的回路。

压力控制回路种类很多。

例如液压泵的输出压力控制有恒压、多级、无级连续压力控制及控制压力上下限等回路。

在设计液压系统、选择液压基本回路时，一定要根据设计要求、方案特点，适当场合等认真考虑。

当载荷变化较大时，应考虑多级压力控制回路；在一个工作循环的某一段时间内执行元件停止工作不需要液压能时，则考虑卸荷回路；当某支路需要稳定的低于动力油源的压力时，应考虑减压回路；在有升降运动部件的液压系统中，应考虑平衡回路；当惯性较大的运动部件停止、容易产生冲击时，应考虑缓冲或制动回路等。

即使在同一种的压力控制基本回路中，也要结合具体要求仔细研究，才能选择出最佳方案。

例如选择卸荷回路时，不但要考虑重复加载的频繁程度，还要考虑功率损失、温升、流量和压力的瞬时变化等因素。

在压力不高、功率较小。

工作间歇较长的系统中，可采用液压泵停止运转的卸荷回路，即构成高效率的液压回路。

对于大功率液压系统，可采用改变泵排量的卸荷回路；对频繁地重复加载的工况，可采用换向阀的卸荷回路或卸荷阀与蓄能器组成的卸荷回路等。

1.1调压回路液压系统中压力必须与载荷相适应，才能即满足工作要求又减少动力损耗。

这就要通过调压回路实现。

调压回路是指控制整个液压系统或系统局部的油液压力，使之保持恒定或限制其最高值。

1.1.1用溢流阀调压回路1.1.1.1远程调压回路特点：系统的压力可由与先导式溢流阀1的遥控口相连通的远程调压阀2进行远程调节。

远程调压阀2的调整压力应小于溢流阀1的调整压力，否则阀2不起作用。

特点：用三个溢流阀进行遥控连接，使系统有三种不同压力调定值。

第八章变电所二次回路和自动装置8-1 变电所二次回路按功能分为哪几部分各部分的作用是什么答：变电所二次回路按功能分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控制回路及操作电源回路等。

①断路器控制回路的主要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，起动信号回路发出声响和灯光信号。

②信号回路是用来指示一次电路设备运行状态的二次回路。

信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号。

③保护回路是用来对变电所设备进行保护。

④监视和测量回路是用来对变电所各线路进行监视和测量，以满足电气设备安全运行的需要。

⑤自动控制回路是用来实现自动重合闸和备用电源自动投入。

⑥操作电源回路是用来提供断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控制回路等所需的电源。

8-2 二次回路图主要有哪些内容各有何特点答：二次回路图主要有二次回路原理图、二次回路展开图、二次回路安装接线图。

①二次回路原理图主要是用来表示继电保护、断路器控制、信号等回路的工作原理，在该图中一、二次回路画在一起，继电器线圈和其触点画在一起，有利于叙述工作原理，但由于导线交叉太多，它的应用受到一定的限制。

②二次回路展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。

交流回路又分为电流回路和电压回路，直流回路又有直流操作回路与信号回路，在展开图中继电器线圈和触点分别画在相应的回路，用规定的图形和文字符号表示。

③二次回路安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装、维护必不可少的图纸。

8-3 操作电源有哪几种，直流操作电源又有哪几种各有何特点答：二次回路的操作电源主要有直流操作电源和交流操作电源两类，直流操作电源有蓄电池和硅整流直流电源两种。

蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。

①铅酸蓄电池具有一定危险性和污染性，需要专门的蓄电池室放置，投资大。

液压传动与气动技术课程教案-压力控制回路一、教学目标1. 理解压力控制回路的基本原理及作用。

2. 熟悉压力控制回路的主要组件及其功能。

3. 学会分析压力控制回路的工作过程。

4. 能够设计并应用压力控制回路。

二、教学内容1. 压力控制回路的基本原理及作用1.1 压力控制回路的定义1.2 压力控制回路的作用1.3 压力控制回路的分类2. 压力控制回路的主要组件2.1 压力控制阀2.2 压力传感器2.3 管道和连接件2.4 执行器3. 压力控制回路的工作过程3.1 压力控制回路的开启与关闭3.2 压力控制回路的调节3.3 压力控制回路的稳定性和响应速度4. 压力控制回路的设计与应用4.1 设计原则4.2 设计步骤4.3 应用实例三、教学方法1. 讲授：讲解压力控制回路的基本原理、主要组件及其功能、工作过程等。

2. 演示：通过实物或动画演示压力控制回路的工作原理和应用。

3. 案例分析：分析实际应用中的压力控制回路案例，加深学生对压力控制回路的理解。

4. 小组讨论：分组讨论压力控制回路的设计和应用，促进学生之间的交流与合作。

四、教学评估1. 课堂问答：通过提问检查学生对压力控制回路的基本概念和原理的理解。

2. 练习题：布置相关的练习题，检验学生对压力控制回路的掌握程度。

五、教学资源1. 教材：液压传动与气动技术相关教材。

2. 课件：压力控制回路的图片、图表、动画等。

3. 实物：压力控制阀、压力传感器等元件。

4. 辅助工具：演示桌、幻灯机等。

六、教学安排1. 课时：本章节共计4课时，每课时45分钟。

2. 教学顺序：在介绍了液压传动与气动技术的基本概念和原理后，进行本章节的讲解。

七、教学步骤1. 引入：通过一个实际应用案例，引出压力控制回路的概念和重要性。

2. 讲解：讲解压力控制回路的基本原理、主要组件及其功能、工作过程等。

3. 演示：通过实物或动画演示压力控制回路的工作原理和应用。

4. 案例分析：分析实际应用中的压力控制回路案例，加深学生对压力控制回路的理解。

第8章液压与气压传动8-1 液压传动概述教学目的与要求：1、了解液压传动的基本概念。

2、熟悉液压传动的组成。

3、掌握液压传动的工作原理和特点。

教学重点与难点：1、重点：液压传动的工作原理和特点。

2、难点：压传动的基本概念。

教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：机械传动、电气传动、液压传动与气压传动是目前运用最为广泛的四大类传动方式。

液压传动是以液体为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

新课传授：一、液压传动工作原理液压传动系统的工作过程如下图所示。

二、液压传动的组成液压传动系统主要由以下四部分组成。

（1）动力元件把机械能转化为液压能的装置，常见的动力元件为液压泵。

（2）执行元件把油液的液压能转换成机械能的装置，执行元件为液压缸、液压马达。

（3）控制元件控制调节系统中油液压力、流量或流向的装置，常见的控制元件有各种阀类元件，如换向阀、压力阀、流量阀等。

（4）辅助元件保护系统正常工作的装置，如过滤器、蓄能器及各种管接头等。

三、液压系统的特点1.液压传动在应用上与机械传动相比有以下优点①速度、扭矩、功率均可无级调节，而且能迅速换向和改变速度，调速范围宽。

②在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑，布局灵活。

③易于实现过载保护，安全可靠。

④便于液压系统的设计、制造和使用维修。

⑤易于控制和调节，实现数字控制。

2.液压传动的缺点①传动效率低。

②不宜在温度很高或很低的条件下工作。

③液压元件结构精密，制造精度较高，给使用和维修带来一定困难。

④液压系统不能保证精确的传动比。

四、液压系统的特点1、静压传递规律F１/A１= F２/A２= p不计活塞重量，则Ｇ＝Ｆ２＝ｐＡ２。

液压系统中的工作压力取决于外负载。

2.流量与平均速度（1）流量流量指单位时间内流过某一截面处的液体体积，即ｑＶ＝Ｖ/ｔ（2）平均流速液体在单位时间内平均移动的距离称为平均流速，即ｖ＝ｑＶ/Ａ（3）活塞运动速度与流量、流道截面的关系根据物质不灭定律，油液流动时既不能增多也不会减少，由于油液又被认为是几乎不可压缩的，所以油液流经无分支管道时，每一横截面上通过的流量一定是相等的，即ｑＶ１＝ｑＶ２＝ｑＶ３因为Ｑ＝Ａｖ，故Ａ１ｖ１＝Ａ2ｖ２＝Ａ３ｖ３液体在无分支管道中流动时，通过不同截面的流速与其截面积大小成反比，而流量不变，即管道截面小的地方流速大，反之流速小。

8．1 液压回路在设计和分析上与气动回路主要有以下不同点：（1）液压油的粘性远远的高于压缩空气，所以不适合远距离传递能量，所以一般每台液压设备都应单独配备液压泵进行供能。

为避免造成过大的压力损失和保证较高响应速度，液压控制回路也不宜过于复杂，或尽量采用电气控制。

（2）液压系统的工作压力要远远大于气动系统的工作压力，对元件和回路安全性的要求也应更加严格。

（3）气动系统中的排气可以直接排入大气，液压系统的回油则必须通过管路接回油箱，管路数量也相应增加。

所以回路设计时应尽量简化，避免管路过于复杂。

例如：气动系统中控制双作用气缸常用五通换向阀，一个换向阀有两个排气口，这样可以根据需要分别安装排气节流阀，方便对气缸运动速度的调节。

而在液压系统中则基本上都采用四通换向阀，以减少回油管的数量，降低配管的复杂程度。

（4）液压油在中、低压下一般可以认为是不可压缩的，所以液压系统中对执行元件的定位准确性、速度稳定性等各方面的要求一般较高。

对于回路中出现的气蚀、冲击、噪声等现象也不能忽略不计。

（5）液压油与压缩空气不同，它的粘度受温度的影响很大，这一点在液压系统设计时也是不能不考虑的。

（6）气动系统的压缩空气通过贮气罐输出，压力波动小，在分析时我们可以将其看作为恒压源；在定量泵作为供能部件的液压系统中，由于液压泵输出流量恒定，则可以将其看作恒流源。

两者的区别在进行回路分析和设计时是必须要注意的。

8．2座阀式结构的液压控制阀其阀芯大于管路直径，是从端面上对液流进行控制的；滑阀式结构的液压控制阀和气动系统中的滑阀一样是通过圆柱形阀芯在阀套内作轴向运动来实现控制作用的。

座阀式结构可以保证关闭时的严密性，但由于背压的存在使得让阀芯运动所需的操作力也相应提高；滑阀的阀芯和阀套间都存在着很小的间隙，当间隙均匀且充满油液时，阀芯运动只要克服磨擦力和弹簧力（如果有的话）即可，操作力是很小的。

但由于有间隙的存在，在高压时会造成油液的泄漏加剧，严重影响系统性能，所以滑阀式结构的液压控制阀不适合用于高压系统。

一、实习背景随着工业自动化程度的不断提高，液压系统在工业生产中的应用越来越广泛。

压力控制回路作为液压系统的重要组成部分，其性能直接影响着液压系统的稳定性和工作效率。

为了更好地理解和掌握液压系统中的压力控制回路，我们进行了为期一周的实习，通过对压力控制回路的实际操作和分析，加深了对相关知识的理解。

二、实习目的1. 了解液压系统中的压力控制回路及其工作原理。

2. 掌握压力控制回路的组成和常见类型。

3. 熟悉压力控制回路在实际应用中的调试和维护方法。

4. 提高液压系统故障分析和排除能力。

三、实习内容1. 压力控制回路基础知识实习期间，我们首先学习了压力控制回路的基本概念、工作原理和分类。

压力控制回路主要包括调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路和多级压力控制回路等。

2. 压力控制回路组成压力控制回路主要由液压泵、液压缸、压力阀、管道和辅助元件等组成。

其中，压力阀是控制回路的核心元件，包括溢流阀、减压阀、增压阀、卸荷阀等。

3. 调压回路调压回路的作用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。

实习中，我们学习了单级调压回路和二级调压回路的原理和组成。

通过实验，掌握了溢流阀和远程调压阀在调压回路中的应用。

4. 减压回路减压回路的作用是降低液压系统或部分回路的压力，以满足执行元件对力或转矩的要求。

实习中，我们学习了减压回路的原理和组成，并进行了实际操作。

5. 增压回路增压回路的作用是提高液压系统或部分回路的压力，以满足执行元件对力或转矩的要求。

实习中，我们学习了增压回路的原理和组成，并进行了实际操作。

6. 卸荷回路卸荷回路的作用是使液压泵处于无载荷运转状态，在执行元件工作间歇或停止工作时，将不需要液压能，或将自动将液压泵排出油液卸回油箱，以便达到减少动力消耗和降低系统发热的目的。

实习中，我们学习了卸荷回路的原理和组成，并进行了实际操作。

7. 多级压力控制回路多级压力控制回路可实现两种以上的压力控制，以满足不同执行元件对力或转矩的要求。