第8章-压力控制回路分析

第八章液压基本回路（二）§4 速度控制回路在很多液压装置中，要求能够调节液动机的运动速度，这就需要控制液压系统的流量，或改变液动机的有效作用面积来实现调速。

一、节流调速回路在采用定量泵的液压系统中，利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。

采用节流调速，方法简单，工作可靠，成本低，但它的效率不高，容易产生温升。

1.进口节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上，无论换向阀如何换向，压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。

它通过调整节流口的大小，控制压力油进入液压缸的流量，从而改变它的运动速度。

2.出口节流调速回路（如下图）节流阀设置在换向阀与油箱之间，无论怎样换向，回油总是经过节流阀流回油箱。

通过调整节流口的大小，控制液压缸回油的流量，从而改变它的运动速度。

3.傍路节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和油箱之间，液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸，另一部分经节流阀流回油箱，通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量，从而改变它的运动速度。

4.进出口同时节流调速回路（如下图）在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。

5.双向节流调速回路（如下图）在单活塞杆液压缸的液压系统中，有时要求往复运动的速度都能独立调节，以满足工作的需要，此时可采用两个单向节流阀，分别设在液压缸的进出油管路上。

图（a）为双向进口节流调速回路。

当换向阀1处于图示位置时，压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔，液压缸向右运动，右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。

换向阀切换到右端位置时，压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动，左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。

图（b）为双向出口节流调速回路。

它的原理与双向进口节流调速回路基本相同，只是两个单向阀的方向恰好相反。

6.调速阀的桥式回路（如下图）调速阀的进出油口不能颠倒使用，当回路中必须往复流经调速阀时，可采用如图所示的桥式联接回路。

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。

第八章液压基本回路§1 概论一、液压回路的组成一般液压回路的主要元件的动力传递关系为：原动机液压泵液压阀液动机负载。

原动机将机械能输入液压系统,由液压动力元件—-液压泵转变为液压能，通过控制元件——液压阀调整控制压力油的方向、流量和压力的大小,然后传递给执行元件——液动机，使其按照一定的方向、速度和出力带动负荷运动和工作，构成液压回路。

原动机主要有交流电动机、直流电动机和内燃机等。

液压阀、液压泵和液动机等互相配合构成三种基本类型的控制回路，即压力控制回路，方向控制回路和速度控制回路。

此外，还有由此派生出来的位置控制回路和时间控制回路。

有时，一个回路可同时兼有几种职能。

二、液压回路的表示方法液压回路可用以下几种表示方法。

1.外观图它能直观地表示出各液压元件的形状、位置和管路的联接走向，不能表示出元件的内部结构和液压系统的工作原理，一般仅用于装配工作。

2.截面图它直接表现出各元件的内部结构和系统的工作原理，便于理解和查找故障，但因制图较麻烦，一般仅用于教学。

3.符号图它用简单的符号把复杂的液压系统表现出来，它既能表现出各元件之间管路的联接方法,又可以说明它的工作原理,制图也很简单.但是事先必须对各种元件的符号,工作原理和职能有充分的了解，否则看不懂符号图.这种方法被国内外广泛应用。

4.混和图为了特别说明某元件的工作原理或不便于用符号表示液压元件时，可在符号图中采用局部截面图.三、开式回路和闭式回路液压系统按照油液的循环情况可分开式回路和闭式回路.开式回路中液动机的回油流到一个大气压条件下的开式油箱，液压泵靠自吸能力将油箱中的油液输入液压工作系统。

闭式回路中液动机的回油直接输入液压泵的吸油口，形成封闭的回路。

开式回路结构简单，油液散热条件好,但是它的油箱体积较大，空气与油液的接触机会较多，因而容易混入空气，使系统工作不够稳定。

开式回路要求液压泵有较好的自吸能力，对于自吸能力较差的柱塞泵等，需设置辅助液压泵.闭式回路比开式回路效率高。

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。

第八章 液压基本回路知识汇总1.液压基本回路是指为了实现特定功能而把某些液压元件和管路按照一定的方式组合起来的油路结构。

主要有速度控制回路、压力控制回路及方向控制回路等。

2.调速回路的调速特性、机械特性及功率特性是考察调速回路性质及用途的主要评价标准。

3.节流调速回路是通过改变回路中流量控制元件的通流截面积的大小来控制流入/流出执行元件的流量，从而达到调节执行元件速度的目的。

4.进口节流调速回路和出口节流调速回路，都属于定压式节流调速回路，在这两种回路中，液压泵出口并联的溢流阀做溢流阀使用，在调速过程中一直处于打开状态，因此一般的出口压力恒定。

5.进口节流调速回路调速回路图机械特性11q A υ=，11Fp A =，1()m T T q CA p =∆，11()mT p q CA p p =-11111()mT p mq CA p A F A A υ+==-1）机械特性在同一节流阀通流面积下，负载压力越大，速度变动越大，速度刚度越小； 在相同的负载压力下，节流阀的开口越大，执行元件的速度越高，在负载相同的干扰情况下，速度变动量越大，速度刚度越小因此，进口节流调速系统适应于低速轻载的场合。

2）功率特性p p pP p q =，11111q P F Fp q A υ===111111()()p p p p p T p T P P P p q p q p q q p p q p q p q ∆=-=-=+∆--∆=∆+∆功率损失包含两部分，溢流压力损失p p q ∆和节流损失1T p q ∆。

功率特性6.在进口节流调速回路中，如果负载压力增大，则液压泵的输出功率如何变化？执行元件的运动速度如何变化？系统的溢流功率损失如何变化？7.出口节流调速回路回路原理图功率特性1）机械特性112()Tmp mCA p A F A υ+=-所以出口节流调速回路具有与进口节流调速回路同样的机械特性2）功率特性同样存在溢流损失和节流损失 8.进口与出口节流调速回路比较：承受负值负载的能力、运动平稳性、油液发热对系统影响、起动性能、调速范围 9.旁路节流调速回路111111()()p pt m pt T q q q q v A A F Fq k CA A A v A -∆-∆==--=1） 溢流阀在回路中做安全阀使用，因此液压泵的出口压力随负载变化，因此属于变压是节流调速，溢流阀中无溢流损失2） 节流阀的开口面积越大，执行元件的速度越低3） 在同一节流阀开口情况下，负载越大，速度的变化率越小，刚度越好； 4） 节流阀开口越大，执行元件的速度越低，所能承载的负载越小 5） 只有节流损失，而无溢流损失，效率高10.三种节流调速回路的比较（1）速度—负载特性曲线。