液压流量控制阀和速度控制回路

3.2减压回路
、二级减压回路
二级减压回路
说明：在减压阀2的遥控口通过电磁阀4接入小规格调压阀3，便可获得两种 稳定的低压，减压阀2的出口压力由其本身来调定。当电磁阀4通电时，减 压阀2的出口压力就由调压阀3进行设定。
3.2减压回路
、多路减压回路
多路减压回路
说明：在同一液压源供油的系统里可以设置多个不同工作压力的减压回 路。如图所示：两个支路分别以15Mpa和8Mpa压力工作时可分别用各自的 减压阀进行控制。
卸荷阀卸荷回路
3.6平衡回路
、用液控单向阀的平衡回路
说明：液压缸停止运动时，依靠 液控单向阀的反向密封性，能锁 紧运动部件，防止自行下滑。回 路通常都串入单向节流阀2，起 到控制活塞下行速度的作用。以 防止液压缸下行时产生的冲击及 振荡。
用液控单向阀的平衡回路
3.6平衡回路
、用远控平衡阀的平衡回路
用单向节流阀的平衡回路
四、速度控制回路
在液压系统中，一般液压源是共用的，要解决各执行元件的 不同速度要求，只能用速度控制回路来调节。
4.1节流调速回路
节流调速装置都是通过改变节流口的大小来控制流量，故调速范围 大，但由节流引起的能量损失大、效率低、容易引起油液发热；
以节流元件安装在油路上的位置不同，可分为进口节流调速、出口节 流调速、旁路节流调速及双向节流调速。
旁路节流调速回路
4.2增速回路
差动连接增速回路
说明：当手动换向阀处于左 位时,液压缸为差动连接,活 塞快速向右运行。液压泵供 给液压缸的流量为qv,液压缸 无杆腔和有杆腔的有效作用 面积分别为A1和A2,则液压缸 活塞运动速度为V=qv/(A1-A2)
差动连接增速回路
4.2增速回路

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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。

v qt3 qt2 qt1 Fmax F
可见回路中的kv不受负载的 影响，只要加大液压缸的 面积A1减少泵的泄漏就可 能提高速度刚性。 4、应用场合： 适用于负载功率大，运 动速度高的场合，如推土 机、升降机、插床、拉床 等。
二、泵—缸式闭式调速回路
1-- 辅助泵 2-- 溢流阀 3-- 换向阀 a 7 4-- 液动阀 5-- 单向阀 b 6-- 安全阀 7-- 变量泵 6 5 9 8 8-- 安全阀 4 9-- 单向阀

工作原理：通过流量控制阀控制流入执行元件或从 执行元件流出的流量以调节其速度。 按其在工作中泵出口压力是否随负载变化分为：

{ 变压式节流调速回路：旁路
定压式节流调速回路：进口、出口
（一）定压式节流调速回路：
定量泵+溢流阀，泵压力经溢流阀调定不随负载而 变。 1、进油节流调速回路 如图，pp、qp一定， 通过调节节流口的 大小，改变进入液 压缸的流量，即可 调节缸的速度。泵 多余流量经溢流阀 回油箱，故无溢流 阀则不能调速。
4、应用场合：适用于对运动平稳性要求较高，功率较大 的系统如插、拉、刨等机床的主运动系统。
第三节 容积调速回路


工作原理：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节 执行元件的运动速度。 特点：此回路，由于液压泵输出的油液直接进入执行元件， 没有溢流损失和节流损失，而且工件压力随负载变化而变化， 因而效率高，发热少。 缺点：变量泵和变量马达结构比较复杂，成本较高。 使用场合：用于负载功率大，运动速度高的液压系统中如拉 床、龙门刨床系统、工程机械、矿山机械等. 分类：1）按油液循环方式不同，分为：开式、闭式。
液压缸的输出功率：
P1=F*v=p1*q1=(qp- q)p1

式 中 ：F — 外负载力； p2 — 液压缸回油腔压力，p20。
p1
F A1
pT —节流阀前后的压强差，
pT pp p1
缸的流量方程为：
q1 CAT (pT )m
q1
CAT ( p p
p1 )m
CAT ( p p
F )m A1
第第5五页页，/共共449页8。页
q 1
A1
CAT A1
( pp
A节2
A节1 v
Fmax
F 在不同节流面积下，速度－负载特性曲线。 F
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调速阀节流调速回路的功率特性曲线，如下图所示。
P ΔP1
由图可知：
（a）调速阀回路的输入功率Pp和溢流阀损失功率
ΔP1不随负载而变化。
ΔP2
（b）调速阀回路输出功率P，随负载增加而线性 上升。
第1第0十页页，/共共49页4。8页
（e）运动平稳性
活塞运动时，当负载突然变小时，活塞将产生突然前冲现象。
可知： ① 进油节流调速回路的速度稳定性差。 ②节流调速会发热，压力越大，发热越严重。这将对液压缸泄漏和速度稳定性产生
影响。
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2） 回油路节流调速回路
（a）速度负载特性
元件的流量，实现调节执行元件运动速度。
注意
节流阀串联在 泵和缸之间
进油节流调速回路正常工作的 条件:泵的出口压力为溢流阀的 调定压力并保持定值。
原理动画
第第4四页页，/共共494页8。页
（a）速度负载特性
V 当不考虑泄漏和压缩时，
活塞运动速度为：
q1
A1
活塞受力平衡方程为：

图7-13b 调速特性曲线
q1
当进入液压缸的工作流量为 、泵的供油
q q 流量应为
，供油压力p为 ，1 此时
p 液压缸工作腔压力的p正常工作范围是
p2
A2 16）
回路的效率为 ：
c
(p1
p2 AA12)q1 ppqp
p1 p2 pp
A2 A1
（7-17）
（2）差压式变量泵和节流阀的调速回路
图7-6a 采用电接触式压力表控制的保压回路
2. 采用蓄能器的保压回路 图7-6b 采用蓄能器的保压回路
3.采用辅助泵的保压回路 图7-6c 采用辅助泵的保压回路
7.2 速度控制回路
7.2.1 速度调节与控制原理 7.2.2 定量泵节流调速回路 7.2.3 容积调速回路 7.2.4 快速运动回路
7.1.5 平衡回路 平衡回路的作用： 1.采用单向顺序阀的平衡回路
图7-5a 采用单向顺序阀的平衡回路
2.采用液控单向阀的平衡回路 图7-5b 采用液控单向阀的平衡回路
3.采用远控平衡阀的平衡口路 图7-5c 采用远控平衡阀的平衡回路
7.1.6 保压回路 保压回路的功能： 1．采用电接触式压力表控制的保压回路
（3）三种调速回路的刚度比较。根据式（7-12），可得速度负载 特性曲线，如图7-9b所示。
（4）三种调速回路功率损失的比较。旁路节流调速回路只有节流 损失，而无溢流损失，因而功率损失比进油和回油两种节流阀调 速回路小，效率高。
（5）停机后的启动性能。长期停机后，当液压泵重新启动时，回 油节流阀调速回路背压不能立即建立会引起瞬间工作机构的前冲 现象。而在进油节流调速回路中，因为进油路上有节流阀控制流 量，只要在开车时关小节流阀即可避免启动冲击。

∵ 本回路的pP为一定值 ∴ 称定压式容积节流调速回路 又∵ 若负载变化大时，节流损失大，低速工 作时，泄漏量大，系统效率降低 ∴ 用于低速、轻载时间较长且变载的场合
时，效率很低。 故 本回路多用于机床进给系统中。
（2）差压式变量泵和节流阀调速回路工 作原理
动画演示
工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。 qP > q1时，pP↑，定子右移，e↓，qP↓ < qP < q1时，pP↓，定子左移，e↑，qP↑ 直至qP = q1，v=c。
qP > q1，pP↑，通过反馈，qp↓qP= q1
<
> v=c
q P < q1，pP↓，e↑,qP↑qP= q1 0、5Mpa(中低压)
△pmin = pP - p1= < 调速阀正常工作，△P最小 过大，△P大易发热 1 Mpa（高压）
若△P <
过小，v稳定性不好
限压式变量泵和调速阀调速回路特点
而发生振动。
差压式变量泵和节流阀调速回路应用
适用于负载变化大、速度 较低的中小功率系统。
❖ 7.2.2 快速运动回路
快速回路功用：使执行元件获得必要的高速，以提 高效率，充分利用功率。
❖ 1、液压缸差动路工作原理
电磁铁动作顺序表
电磁铁 动作顺序
1YA
2YA 3YA
❖ 1、节流调速回路 组成：定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
原理：通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制
流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。
分类：
节流阀节流调速 按采用流量阀不同 < 调速阀节流调速
进油路 按流量阀安装位置不同 < 回油路
旁油路
❖ （1）进油节流调速回路

2 偏心槽式节流口
3
轴向三角槽式节流 口
4 周向缝隙式节流口
5 轴向缝隙式节流口
特点
结构简单，针阀作轴向移动，但水力半径小，易 堵塞，受油温影响较大，流量稳定性差，适用于 对节流性能要求不高的系统
在阀芯上开有截面为三角槽的周向偏心槽，通过 转动阀芯改变通流面积。流量稳定性较好，但在 阀芯上有径向不平衡力，使阀芯转动费力，易堵 塞。一般用于低压、大流量和对流量稳定性要求 不高的系统中
四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的 并联工作。液压缸充满油，从静止到启动平稳；制动时运动惯性 引起液压冲击较大；换向位置精度高
四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移 动。液压缸从静止到启动有冲击；制动比O型平稳；换向位置变动 大
P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作 用下可移动。液压缸从静止到启动有冲击；制动性能介于O型和H 型之间
第五章 液压控制阀
第一节 方向控制阀 第二节 压力控制阀 第三节 流量控制阀 第四节 其它类型的液压控制阀
液压控制阀
在液压系统中，为保证执行机构能按设计要求安全可靠地 工作，必须对液压系统中的油液的方向、流量和压力上进 行控制，这些实施控制的元件称液压控制阀。
按用途分为： 方向阀、流量控制阀和压力控制阀三类。
P2口压力很高为减小控制压力， 可采用带卸荷阀芯的液控单向阀， 反向开启控制压力小，最小控制 压力0.05p2
1-控制活塞；2-推杆；3-锥阀；4弹簧座；5-弹簧；6-卸荷阀芯。
2.液控单向阀
液控单向阀具有良好的单向 密封性能，常用于执行元件 需要长时间保压、锁紧的情 况，也用于防止立式液压缸 在自重作用下下滑等。

1
2
Δ
节
B
1
B
图3-54
进口节流调速回路
特点-工作过程中 ①泵的流量Q和泵供油压力pB是不变的，带动 泵的电动机功率也是不变的； ②流量Q和油压pB ，却按最高速度和最大负载 来选择； ③当系统在低速、轻载下工作时，有相当大的 一部分功率被损耗掉，损失的功率变成热能 使系统油温升高； ④由于液压缸回油腔没有背压，所以运动平稳 性较差；
缓冲与补油 回路等。
一、限压回路 作用-限制液压系统的额定工作压力和最高工作 压力，保证系统的安全。
图3-29 定量泵系统压力调定回路
图3-30 变量泵系统安全回路
二、调压回路 作用-系统有若干个工作压力的需要，为满足系 统的需求，则有几级工作压力的限制。 1.二级调压回路 （下页图） 图中有两个溢流阀，各自调整的压力不同，但 需要与其他阀配合使用。
（2）用二位电磁铁组成的卸荷回路
（附图）
这两种方法简单，但换向阀切换时会产生换向 冲击（液压冲击），仅适用于低压、小流量 （<40L/min）的系统中。
2.电磁溢流阀组成的卸荷回路 该回路适用于大流量的液压系统中，电磁阀与 溢流阀共阀体，选择规格较大的阀。
电磁溢流阀组成的卸荷回路
（动画7-3先导型溢流阀卸载）回路.swf)
△
节
图3-57
旁路节流调速回路
特点－ ①节流阀开口为零时，液压缸速度最大。随着 节流阀开口的增大，液压缸速度逐渐减小； ②当节流阀开口增大后液阻很小，液压泵压力 就不会高，系统的承载能力将显著减小； ③这种回路，节流阀的开度不能过大，只能在 小流量范围内进行调节，调节范围小。 从调速范围、小流量稳定性及承受负负载力等 方面来看出口节流调速性能最好，进口节流 调速次之，旁路式最差。

逻辑控制的发展历程
第一代为滑阀式元件
可动部件是滑柱，在阀孔内移动，利用了空气轴承 的原理，反应速度快，但要求很高的制造精度 。
第二代为注塑型元件
可动件为橡胶塑料膜片，结构简单，成本低，适于 大批量生产 。
第三代为集成化组合式元件
综合利用了磁、电的功能，便于组成通用程序回路 或者与电子可编程控器（PC）匹配组成气——电子 混合控制系统。
加压控制原理
泄压控制原理
差压控制原理
延时控制原理
2、 电磁控制换向阀
（1）直动式电磁阀
用电磁铁产生的电磁力直接推动换向阀阀心换向的阀称 为直动式电磁阀。根据阀心复位的控制方式可分为直动 式单电磁控制弹簧复位和直动式双电磁控制两种。
（2）先导式电磁阀
由微型直动式电磁铁控制输出的气压推动主阀阀心实现 阀通路切换的阀类，称为先导式电磁阀。它实际上是由 电磁控制和气压控制（加压、泄压、差压等）组成的一 种复合控制，通常称为先导式电磁控制。
气动压力控制阀的分类
安全阀
顺序阀
三、流量控制阀
气动流量控制阀主要包括以下两种： 一种设置在回路中，对回路所通过的空 气流量进行控制，这类阀有节流阀、单 向节流阀、柔性节流阀、行程节流阀； 另一种连接在换向阀的排气口处，对换 向阀的排气量进行控制，这类阀称为排 气节流阀。
柔性节流阀
排气节流阀
（2）泄压控制
泄压控制是指加在阀心控制端的压力信号的压力值是渐降 的，当压力降至某一定值时，使阀心迅速移动换向的控制， 其也有单气控和双气控之分。控制原理
（3）差压控制
差压控制是利用阀心两端受气压作用的有效面积不等，在气 压作用下产生的作用力之差而使阀切换的。控制原理
（4）延时控制