第7章-液壓基本回路課件1

1、第7章 液壓基本回路Basic Hydraulic Circuits任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都是由一個(gè)或幾個(gè)基本回路組成。 液壓基本回路是指由有關(guān)液壓元件和管道組合而成用以實(shí)現(xiàn)某種特定功能的典型油路。液壓基本回路分類 按液壓基本回路在液壓系統(tǒng)中的功用可分為： 壓力控制回路 控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的工作壓力，包括調(diào)壓、減壓、卸荷和平衡等多種回路； 速度控制回路 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度，包括調(diào)速回路、快速運(yùn)動(dòng)和速度換接回路等； 方向控制回路 控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變換和鎖停，包括換向回路和鎖緊回路等； 多缸工作控制回路 控制幾個(gè)執(zhí)行元件相互間的工作循環(huán)，包括順序動(dòng)作回路、同步回路和多缸快慢速互不干擾回路

2、等。 第7章 液壓基本回路(Basic hydraulic circuits) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 方向控制回路是利用各種方向閥來控制流體的通斷和變向，從而控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止和換向。7.1.1 換向回路 采用二位四通換向閥、三位四通換向閥都可以使雙作用執(zhí)行元件換向。二位閥只能使執(zhí)行元件正、反向運(yùn)動(dòng)，三位閥有中位，不同中位機(jī)能可使系統(tǒng)獲得不同性能。7.1 方向控制回路(Directional Control Circuits)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 鎖緊回路可使活塞在任一位置停止，可防其竄動(dòng)。 鎖緊的簡單的方法是利用三位換向閥的 M、 O型中位機(jī)能封閉液壓缸兩腔。但由于換向閥有

3、泄漏，這種鎖緊方法不夠可靠，只適用于鎖緊要求不高的回路中。 最常用的方法是采用雙液控單向閥，由于液控單向閥有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使執(zhí)行元件長期鎖緊。 鎖緊回路 7.1.2 鎖緊回路 7.1 方向控制回路(Directional Control Circuits)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執(zhí)行元件對(duì)力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。 包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、平衡等多種回路。7.2 壓力控制回路 (Pressure Control Circuits) 作用：使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個(gè)數(shù)值。 調(diào)壓回路

4、又可以分為壓力調(diào)定回路和壓力限定回路。 若系統(tǒng)中需要二種以上的壓力，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)壓回路。 在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的工作壓力可以通過溢流閥作為調(diào)壓閥來調(diào)定回路壓力，使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定。 在變量泵系統(tǒng)中，用溢流閥作為安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載，使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力不超過某個(gè)數(shù)值。 7.2.1 調(diào)壓回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力。1. 單級(jí)調(diào)壓回路 溢流閥調(diào)壓彈簧壓力表 為了便于調(diào)壓和觀察，溢流閥旁一般要就近安裝壓力表。 7.2.1 調(diào)壓回路(Pressure regulated circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)主溢流閥

5、調(diào)10MPa右圖所示為二級(jí)調(diào)壓回路。圖示狀態(tài)下，泵出口壓力由溢流閥3調(diào)定為較高壓力。2二級(jí)調(diào)壓回路遠(yuǎn)程溢流閥調(diào)4MPa 切斷7.2.1 調(diào)壓回路(Pressure regulated circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3 多級(jí)調(diào)壓回路 換向閥居中位，溢流閥 主閥1調(diào)壓10MPa開啟換向閥居左位，遠(yuǎn)程溢流 閥2調(diào)壓8MPa開啟換向閥居右位，遠(yuǎn)程溢流 閥3調(diào)壓7MPa開啟多級(jí)調(diào)壓回路動(dòng)畫7.2.1 調(diào)壓回路(Pressure regulated circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 減壓回路的功用是使系統(tǒng)中某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力。7.2.2 減壓回路 為使減壓回路工作可靠

6、，減壓閥的最低調(diào)整壓力應(yīng)不小于0.5Mpa，最高調(diào)整壓力至少比系統(tǒng)壓力小0.5Mpa。當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時(shí)，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的下游，以避免減壓閥泄漏（指由減壓閥泄油口流回油箱的油液）對(duì)執(zhí)行元件速度產(chǎn)生影響。 減壓回路可分為單級(jí)減壓和多級(jí)減壓回路。7.2.2 減壓回路7.2.2 減壓回路 (Pressure-reducing circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.2.2 減壓回路 (Pressure-reducing circuit) 圖為用于工件夾緊的減壓回路。夾緊時(shí)，為了防止系統(tǒng)壓力降低油液倒流，并短時(shí)保壓，在減壓閥后串接一個(gè)單向閥。圖示狀態(tài)，低壓由減壓閥1調(diào)定；當(dāng)二

7、通閥通電后，閥1出口壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2決定，故此回路為二級(jí)減壓回路。 換向閥居左位，減壓閥 由閥1彈簧調(diào)壓為5MPa換向閥居右位，減壓閥 由遠(yuǎn)程閥2調(diào)壓為3MPa湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 增壓回路是使系統(tǒng)中某一部分具有較高的穩(wěn)定壓力。它能使系統(tǒng)中的局部壓力遠(yuǎn)高于液壓泵的輸出壓力。增壓回路7.2.3 增壓回路(Pressure-increasing circuit)7.2.3 增壓回路單作用增壓器的增壓回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2. 雙作用增壓器的增壓回路 b）雙作用增壓器增壓回路 7.2.2 減壓回路 (Pressure-reducing circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)卸荷

8、回路的功用: 在液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電機(jī)的壽命。 液壓泵的卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種。 流量卸荷主要是使用變量泵的液壓系統(tǒng)，使泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，此方法比較簡單，但泵仍處在高壓狀態(tài)下運(yùn)行，磨損比較嚴(yán)重； 壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。 常見的壓力卸荷方式有以下幾種： 7.2.4 卸荷回路(Pressure-venting circuit) 7.2.4 卸荷回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 1 采用換向閥的卸荷回路 、和型中位機(jī)能的三位換向閥處于中位時(shí)，泵即卸荷。 7.2.4 卸荷回

9、路(Pressure-venting circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1 采用換向閥的卸荷回路 、和型中位機(jī)能的三位換向閥處于中位時(shí)，泵即卸荷。 如圖所示為采用型中位機(jī)能的電液換向閥卸荷回路。 這種回路切換時(shí)壓力沖擊小，但回路中必須設(shè)置單向閥等背壓閥，以使系統(tǒng)能保持0.3 MPa 左右的壓力，供操縱控制油路之用。 a）換向閥的卸荷回路 7.2.4 卸荷回路(Pressure-venting circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2 用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路（例） 電磁溢流閥是帶遙控口的先導(dǎo)式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當(dāng)執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，二位二通電磁閥得電，溢流閥的遙控口

10、通過電磁閥回油箱，泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實(shí)現(xiàn)泵卸荷。 7.2.4 卸荷回路(Pressure-venting circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3 采用二通插裝閥的卸荷回路 c）二通插裝閥的卸荷回路 由于二通插裝閥流通能力大，因而這種卸荷回路適用于大流量的液壓系統(tǒng)。正常工作時(shí)，泵壓力由閥1調(diào)定。當(dāng)二位四通電磁換向閥2電磁鐵通電后，主閥上腔接通油箱，主閥口安全打開，泵實(shí)現(xiàn)卸荷。 7.2.4 卸荷回路(Pressure-venting circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)4 采用外控順序閥的卸荷回路 泵1為低壓大流量泵，泵2為高壓小流量泵，兩泵并聯(lián)。在液壓缸快速

11、進(jìn)退階段，泵1輸出的油液經(jīng)單向閥4和泵2輸出的油液匯合在一起進(jìn)入系統(tǒng)，使液壓缸獲得快速；當(dāng)液壓缸轉(zhuǎn)為工進(jìn)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，外控式順序閥3被打開，使泵1卸荷，由泵2單獨(dú)給系統(tǒng)供油。d）外控式順序閥的卸荷回路 7.2.4 卸荷回路(Pressure-venting circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 為了使高壓大容量液壓缸中存儲(chǔ)的能量緩慢釋放，以免在突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊，可采用釋壓回路。一般在液壓缸的直徑較大、壓力較高時(shí)，其高壓油腔在排油前就需要釋壓，例如壓力機(jī)液壓系統(tǒng) 。7.2.5 卸壓回路 7.2.5 卸壓回路a）節(jié)流閥的卸壓回路 1. 采用節(jié)流閥的卸壓回路 湖南工程學(xué)院

12、液壓與氣壓傳動(dòng)b）自動(dòng)切換卸壓回路7.2.5 卸壓回路 2. 自動(dòng)切換卸壓回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.2.5 卸壓回路 3. 采用溢流閥的卸壓回路 c）溢流閥的卸壓回路 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 有的機(jī)械設(shè)備在工作過程中,常常要求液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在其行程終止時(shí),保持壓力一段時(shí)間,這時(shí)需采用保壓回路。所謂保壓回路,也就是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或僅有工件變形所產(chǎn)生的微小位移下穩(wěn)定地維持住壓力,最簡單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路,但是閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時(shí)間不能維持太久。常用的保壓回路有以下幾種:7.2.6 保壓回路(Pressure-holding circuit)

13、7.2.6 保壓回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)蓄能器保壓回路1 利用蓄能器的保壓回路 借助蓄能器來保持系統(tǒng)壓力，補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏。如圖所示為一夾緊油缸工作回路。當(dāng)主換向閥左位工作時(shí)，油缸向右移動(dòng)進(jìn)行夾緊工作，壓力升至少調(diào)定值時(shí)，液壓泵卸荷，油缸由蓄能器保壓。7.2.6 保壓回路(Pressure-holding circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2 多缸系統(tǒng)中的一缸保壓回路 7.2.6 保壓回路(Pressure-holding circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 如圖所示為采用液控單向閥和電接點(diǎn)壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油式保壓回路。當(dāng)油缸壓力下降到下限值時(shí)，電接點(diǎn)壓力表發(fā)電信號(hào)，電磁鐵2Y

14、A通電，換向閥右位得電，液壓泵給系統(tǒng)補(bǔ)油，壓力上升。液控單向閥保壓回路3 自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路7.2.6 保壓回路(Pressure-holding circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 平衡回路的功用： 防止立式 液壓缸與垂直運(yùn)動(dòng)的工作部件由于自重而自行下落造成事故或沖擊。 1 用單向順序閥的平衡回路 7.2.7 平衡回路(Pressure counter-balance circuit) 7.3.7 平衡回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 調(diào)節(jié)單向順序閥1的開啟壓力,使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓.活塞下行時(shí),由于回路上存在一定背壓支承重力負(fù)載,活塞將平穩(wěn)下落;換向閥處于中位時(shí),活塞停止運(yùn)動(dòng)

15、. 圖7.13 用單向順序閥的平衡回路 此處的單向順序閥又稱為平衡閥 由于滑閥結(jié)構(gòu)的順序閥和換向閥存在泄漏，活塞不可能長時(shí)間停在任意位置。 該回路適用于工作負(fù)載固定且活塞閉鎖要求不高的場合。7.2.7 平衡回路(Pressure counter-balance circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2 采用液控單向閥的平衡回路 液控單向閥是錐面密封，故閉鎖性能好?；芈酚吐飞洗?lián)單向節(jié)流閥用于保證活塞下行的平穩(wěn)。7.2.7 平衡回路(Pressure counter-balance circuit) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)作用：控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。分類：調(diào)速回路、快速回路、速度換

16、接回路。 調(diào)速回路：調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的速度控制回路。又可分為節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速回路。 快速回路：使之獲得快速運(yùn)動(dòng)的速度控制回路。液壓缸差動(dòng)連接回路、采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路、雙泵供油回路、用增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路。 速度換接回路：快速運(yùn)動(dòng)與工作進(jìn)給速度以及工作進(jìn)給速度之間的速度控制回路。 7.3 速度控制回路7.3 速度控制回路(Speed control circuits)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)液壓缸和液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。液壓缸和液壓馬達(dá)的速度決定于排量及輸入流量。 液壓缸的速度為： 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速: 式中 q 輸入

17、液壓缸或液壓馬達(dá)的流量； A 液壓缸的有效面積（相當(dāng)于排量）； V 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量。 vqA7.3 速度控制回路(Speed control circuits)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)目前常用的調(diào)速回路主要有以下幾種： (1)節(jié)流調(diào)速回路 采用定量泵供油，通過改變回路中節(jié)流面積的大小來控制流量，以調(diào)節(jié)其速度。 (2)容積調(diào)速回路 通過改變回路中變量泵或變量馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。 (3)容積節(jié)流調(diào)速回路（聯(lián)合調(diào)速） 7.3 速度控制回路(Speed control circuits)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 節(jié)流調(diào)速回路的工作原理是通過改變回路中流量控制元件（節(jié)流閥或調(diào)速閥

18、）通流截面積的大小來控制流入或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。 根據(jù)流量閥在回路中的位置不同，分為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路三種回路， 前兩種調(diào)速回路由于在工作中回路的供油壓力不隨負(fù)載變化而變化又被稱為定壓式節(jié)流調(diào)速回路； 而旁路節(jié)流調(diào)速回路由于回路的供油壓力隨負(fù)載的變化而變化又被稱為變壓式節(jié)流調(diào)速回路。 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1 進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路圖7.16 進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流

19、閥的調(diào)定壓力并保持定值。注意 節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)溢流閥的作用：（1）調(diào)整并基本恒定系統(tǒng)的壓力；（2）將液壓泵輸出的多于流量溢回油箱。湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（ 1）泵的流量和工作壓力 節(jié)流閥的最小壓差液壓缸最大負(fù)載力泵的工作壓力： 泵的輸出流量：與液壓缸最大速度相對(duì)應(yīng)的通過節(jié)流閥的最大流量。 通過溢流閥的最小溢流量。 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)故液壓缸的速度為:經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量：節(jié)流閥兩端的壓

20、差：由于回油腔通油箱，p2可視為零，故:力平衡方程式：（2）速度負(fù)載特性 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)(7-3) 式 (7-3)為進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程。以v為縱坐標(biāo),F為橫坐標(biāo)，將式(7-5)按不同節(jié)流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性曲線。7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓缸速度v與節(jié)流閥通流面積AT成正比。調(diào)節(jié)AT可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，當(dāng)AT調(diào)定后，

21、速度隨負(fù)載的增大而減小，當(dāng)負(fù)載最大時(shí)液壓缸的移動(dòng)速度為零，另外各曲線在速度為零時(shí)，都匯交到同一負(fù)載點(diǎn)上，說明回路的承載能力不受節(jié)流閥截面積變化的影響。7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（3）功率特性 圖7.16中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： 回路的功率損失為： =而缸的輸出功率為： 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 式中 溢流閥的溢流量, 。 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失 和節(jié)流功率損

22、失 (7-7)1 q p q p P T p D + D = D 回路效率：7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 由于存在溢流功率損失和節(jié)流功率損失，這種調(diào)速回路效率較低 ，故進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路適用于輕載、低速、負(fù)載變化不大和速度穩(wěn)定性要求不高的小功率液壓系統(tǒng)。如磨床液壓系統(tǒng)。7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2 回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circui

23、t)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 在執(zhí)行元件的回油路上串接一個(gè)節(jié)流閥，即構(gòu)成回油節(jié)流調(diào)速回路，如圖7-19所示。 （1）泵的輸出流量和壓力 液壓泵的輸出流量為： 節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，2 回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路 液壓泵的輸出壓力：7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（2）速度負(fù)載特性故液壓缸的速度為:經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量：節(jié)流閥兩端的壓差：故:力平衡方程式：(7-9) 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 即回油節(jié)流

24、閥式節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程為:(7-9)(7-3) 而進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程為： 故回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路和進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性以及速度剛性基本相同。7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)功率損失 ：回路效率 ：回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的輸出功率：回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路的輸入功率：(3)功率特性7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)進(jìn)油和回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速的比較 (1) 承受負(fù)值負(fù)

25、載的能力 回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速使液壓缸回油腔產(chǎn)生一定的背壓，故能承受一定的負(fù)值負(fù)載，提高了液壓缸的速度穩(wěn)定性。 (2) 油液發(fā)熱對(duì)回路的影響 進(jìn)油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會(huì)使缸的內(nèi)外泄漏增加； (3) 啟動(dòng)性能 回油節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動(dòng)時(shí)背壓不能立即建立，會(huì)引起瞬間工作機(jī)構(gòu)的前沖現(xiàn)象。 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3 旁路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路 節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié) 溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力Pp取決于負(fù)載。 7.3.1 節(jié)

26、流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（1）液壓泵的輸出流量與壓力（2）速度負(fù)載特性液壓缸的速度：7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit) 在節(jié)流閥通流面積不變的情況下，液壓缸的速度因負(fù)載增大而明顯減小，速度-負(fù)載特性很軟。液壓缸的速度：湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（3）功率特性 回路的輸入功率 回路的輸出功率回路的功率損失 回路效率 旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損

27、失，無溢流損失，功率損失較小。 用于功率較大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場合7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 注意:節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性比較軟，變載荷下的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性比較差。為克服這個(gè)缺點(diǎn)，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥來代替。 7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 用調(diào)速閥來代替節(jié)流閥，由于調(diào)速閥本身能在負(fù)載變化的條件下保證節(jié)流閥進(jìn)出油口間的壓差基本不變(調(diào)速閥的工作壓差大于其正常最小壓差），節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性將得

28、到改善，旁路節(jié)流調(diào)速回路的承載能力亦不因活塞速度降低而減小。圖7-13 進(jìn)油、回油調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路圖7-14 旁路調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 已知：qP=25L/min，A1100cm2，A250cm2，F(xiàn)由零增至30000N時(shí)活塞向右移動(dòng)速度基本無變化，v=20cm/min，如調(diào)速閥要求的最小壓差 ，求：（1）溢流閥的調(diào)整壓力 是多少（不計(jì)調(diào)壓偏差）？泵的工作壓力是多少？（2）液壓缸可能達(dá)到的最高工作壓力是多少？（3）回路的最高效率是多少？解：（1）溢流閥應(yīng)保證回路在時(shí) 仍能

29、正常工作，根據(jù)液壓缸受力平衡式： 得 進(jìn)入液壓缸大腔的流量：溢流閥處于正常溢流狀態(tài)，所以泵的工作壓力7.3.1 節(jié)流調(diào)速回路(Throttle speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（2）當(dāng) 時(shí)，液壓缸小腔中壓力達(dá)到最大值，由液壓缸受力平衡式 故：（3） ，回路效率最高7.3.1 調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 容積調(diào)速回路按油液的循環(huán)方式不同，可分為開式和閉式兩種。7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit) 在開式循環(huán)回路中，液壓泵從油箱中吸入液壓油，同時(shí)送到液壓執(zhí)行元件中去，執(zhí)行元件的回油

30、排至油箱。 優(yōu)點(diǎn)是：油液在油箱中便于沉淀雜質(zhì)和析出氣體，并得到良好的冷卻。 缺點(diǎn)是：空氣易侵入油液，致使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，并產(chǎn)生噪聲。 容積調(diào)速回路是用改變泵或馬達(dá)的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。 優(yōu)點(diǎn)：沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 在閉式循環(huán)回路中，液壓泵將液壓油壓送到執(zhí)行元件的進(jìn)油腔，同時(shí)又從執(zhí)行元件的回油腔吸入液壓油。只有少量的液壓油通過補(bǔ)油液壓泵從油箱中吸油進(jìn)入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)油液的降溫、補(bǔ)油。 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小。 缺點(diǎn)是：散熱條件差。 7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume sp

31、eed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 開式：油箱泵執(zhí)行元件油箱。 閉式：泵執(zhí)行元件泵。 容積調(diào)速回路按所用執(zhí)行元件的不同分為泵-缸式容積調(diào)速回路和泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路。7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 當(dāng)不考慮管路、液壓缸的泄漏和壓力損失時(shí)，液壓缸的速度為： 在泵的流量一定的情況下，由于泵泄漏量的影響，活塞運(yùn)動(dòng)速度會(huì)隨負(fù)載的增大而減小。當(dāng)負(fù)載增加到一定值時(shí)，在低速下會(huì)出現(xiàn)活塞停止運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象（圖中F點(diǎn)），這時(shí)變量泵的理論流量等于其泄漏量。 1. 泵-缸式容積調(diào)速回路7.3.2

32、 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 2. 泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路 泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路可分為：變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路、定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路和變量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路。1） 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 馬達(dá)為定量,改變泵排量VP可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速nm隨之成比例地變化.7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 在不考慮管路壓力損失和泄漏時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速為： 由于變量泵和液壓馬達(dá)的泄漏量，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增大而減小。當(dāng)泵的徘量

33、Vp很小時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不太大，馬達(dá)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這說明泵在小排量時(shí)(低轉(zhuǎn)速)回路承載能力差。7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 當(dāng)負(fù)載不變時(shí)對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，由于馬達(dá)排量Vm恒定，故馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不會(huì)因調(diào)速而發(fā)生變化，所以這種回路稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩Tm：b）調(diào)速特性曲線 7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2） 定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 定量泵1的輸出流量不變，改變變量馬達(dá)2的排量Vm可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速nm變化。溢流

34、閥3作為安全閥使用，防止回路過載；泵4是補(bǔ)油泵，用來補(bǔ)充泵1和馬達(dá)2的泄漏量，泵4的供油壓力低壓由溢流閥5調(diào)定。 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速：7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit) 由于液壓泵的轉(zhuǎn)速和排量均為常值，液壓泵的流量為定值，當(dāng)負(fù)載恒定時(shí)，則回路工作壓力p恒定不變，故馬達(dá)的輸出功率Pm恒定。所以這種回路稱為恒功率調(diào)速回路，其調(diào)速特性如圖所示。 這種回路調(diào)速范圍很小，不能用來使馬達(dá)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的反向調(diào)速，一般很少單獨(dú)使用。馬達(dá)輸出功率Pm：b

35、）調(diào)速特性曲線 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 回路中元件對(duì)稱布置，變換泵的供油方向，即可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)正反向旋轉(zhuǎn)。單向閥6、8 用于輔助泵 雙向補(bǔ)油，單向閥7、9 使溢流閥4 在兩個(gè)方向都起過載保護(hù)作用。 低速段：先將馬達(dá)排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，當(dāng)泵的排量由小變大，直至最大，馬達(dá)轉(zhuǎn)速隨之升高，輸出功率也隨之線性增加。此時(shí)因馬達(dá)排量最大，馬達(dá)能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，且處于恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)）。 （3）變量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-regulating circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.3.2 容積調(diào)速回路(Volume speed-re

36、gulating circuit) 高速段：泵為最大排量，用變量馬達(dá)調(diào)速，將馬達(dá)排量由大調(diào)小，馬達(dá)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低。此時(shí)因泵處于最大輸出功率狀態(tài)不變，故馬達(dá)處于恒功率狀態(tài)（恒功率調(diào)節(jié)）。 由于泵和馬達(dá)的排量都可調(diào)，擴(kuò)大了回路的調(diào)速范圍，可達(dá)100左右。適用于大功率液壓系統(tǒng)如重型起重機(jī)、礦山挖掘機(jī)。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)7.3.4 三類調(diào)速回路的比較和選用 類型區(qū)別節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速原理利用流量控制閥調(diào)速利用改變泵或馬達(dá)的排量調(diào)速利用壓力補(bǔ)償泵和流量控制閥調(diào)速特點(diǎn)能得到較小的速度，有節(jié)流損失和溢流損失，回路效率低，發(fā)熱大，成本低。無節(jié)流損失和溢流損失

37、，效率高，溫升小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。能得到較小的速度，無溢流損失效率較高，速度穩(wěn)定性較容積調(diào)速回路好。適用場合小功率、低速高速大功率調(diào)速范圍大的中小功率表7-1 調(diào)速回路的主要區(qū)別 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 快速運(yùn)動(dòng)回路的功用在于使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并使功率得到合理的利用。 實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)可以有幾種方法。 7.3.5 快速運(yùn)動(dòng)回路(Fast-speed movement circuit) 在工作部件的工作循環(huán)中，快進(jìn)和快退時(shí)負(fù)載小，要求壓力低，流量大； 工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載大，速度低，要求壓力高，流量小，在這種情況下，用一個(gè)定量泵供油，在低速時(shí)大部分流量從溢流閥溢流，造

38、成很大的功率損失。湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路 于是有桿腔排出的油液與泵1輸出的油液合流進(jìn)入無桿腔，即在不增加泵流量的前提下增加了供給無桿腔的油液量，使活塞快速向左運(yùn)動(dòng)。 7.3.5 快速運(yùn)動(dòng)回路(Fast-speed movement circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)低壓大流量泵1和高壓小流量泵2組成的雙聯(lián)泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源。2 雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路 7.3.5 快速運(yùn)動(dòng)回路(Fast-speed movement circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 如圖所示為一補(bǔ)助能源回路。將換向閥移到閥左位或右位時(shí)，液壓泵和蓄能器所儲(chǔ)存的液壓油即釋放出來

39、加到液壓缸，活塞快速前進(jìn)。當(dāng)換向閥移到閥中位時(shí)，液壓泵向蓄能器充液，隨蓄能器內(nèi)油量的增加，壓力升高到液控順序閥的調(diào)定壓力時(shí)，泵卸荷。 3蓄能器供油快速運(yùn)動(dòng)回路 7.3.5 快速運(yùn)動(dòng)回路(Fast-speed movement circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 7.3.6 速度換接回路(Speed shift circuit)7.3.6 速度換接回路 速度換接回路的功用是使液壓執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中從一種運(yùn)動(dòng)速度變換到另一種運(yùn)動(dòng)速度。 這個(gè)轉(zhuǎn)換不僅包括液壓執(zhí)行元件快速到慢速的換接，而且也包括兩個(gè)慢速之間的換接。 實(shí)現(xiàn)這些功能的回路應(yīng)該具有較高的速度換接平穩(wěn)性。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓

40、傳動(dòng) 圖所示的為用行程閥來實(shí)現(xiàn)快慢速換接的回路。在圖示狀態(tài)下，液壓缸快進(jìn),當(dāng)活塞所連接的擋塊壓下行程閥時(shí)，行程閥關(guān)閉,液壓缸右腔的油液必須通過節(jié)流閥才能流回油箱，活塞運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)；當(dāng)換向閥左位接人回路時(shí),壓力油進(jìn)入液壓缸右腔，活塞快速向右返回。1快速與慢速換接回路 優(yōu)點(diǎn)：換接過程比較平穩(wěn), 換接點(diǎn)的位置比較準(zhǔn)確。 缺點(diǎn)：行程閥的安裝位置不能任意布置，管路連接較為復(fù)雜。若將行程閥改為電磁閥，安裝連接比較方便, 但速度換接的平穩(wěn)性、可靠性以及換向精度都較差。 7.3.6 速度換接回路(Speed shift circuit)湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 圖725b）所示為兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路。第二個(gè)調(diào)速閥比第一個(gè)調(diào)速閥的開口小，電磁閥斷電時(shí)油缸速度由調(diào)速閥1調(diào)定，通電時(shí)由調(diào)速閥2調(diào)定。 2兩種慢速換接回路圖7-25 兩個(gè)調(diào)速閥的速度換接回路 a) b)