第七章 液压基本回路前两节

1、第第6章章 液压辅助元件液压辅助元件 7.1 方向控制回路方向控制回路 7.2 压力控制回路压力控制回路7.1 方向控制回路方向控制回路 方向控制回路用来控制液压系统油路中液流的通方向控制回路用来控制液压系统油路中液流的通断或流向。实现方向控制的基本方法有三个：断或流向。实现方向控制的基本方法有三个： 阀控：主要是采用方向控制阀分配液流。阀控：主要是采用方向控制阀分配液流。 泵控：采用双向定量泵或双向变量泵改变液流的方泵控：采用双向定量泵或双向变量泵改变液流的方向和流量。向和流量。 执行元件控制：采用双向液压马达来改变液流的方执行元件控制：采用双向液压马达来改变液流的方向。向。 现主要介绍利用

2、各种控制阀来进行方向控制的方现主要介绍利用各种控制阀来进行方向控制的方向控制回路。常见的方向控制回路有换向回路、锁紧向控制回路。常见的方向控制回路有换向回路、锁紧回路等回路等下一页返回7.1.1 7.1.1 换向回路换向回路 换向回路在开式系统中常用换向阀换向；闭式系统常换向回路在开式系统中常用换向阀换向；闭式系统常用双向变量泵换向。用双向变量泵换向。1手动换向阀换向回路手动换向阀换向回路主要采用手动换向阀进行换向，换向精度和平稳性不高，主要采用手动换向阀进行换向，换向精度和平稳性不高，常用于换向不频繁且无需自动化的场合，如一般机床夹具、常用于换向不频繁且无需自动化的场合，如一般机床夹具、工程

3、机械等。工程机械等。 2机动换向阀换向回路机动换向阀换向回路 采用机动换向阀换向，换向精度高，冲击较小，适用采用机动换向阀换向，换向精度高，冲击较小，适用于速度和惯性较大的系统中。于速度和惯性较大的系统中。3电磁换向阀组成的换电磁换向阀组成的换向回路向回路 如图如图7-1所示，是利用所示，是利用行程开关控制的三位四通行程开关控制的三位四通电磁换向阀换向回路。电磁换向阀换向回路。 电磁换向阀组成的换向回电磁换向阀组成的换向回路操作方便，易于实现自路操作方便，易于实现自动化，但换向时间短，故动化，但换向时间短，故换向冲击大（尤以交流电换向冲击大（尤以交流电磁阀更甚。），适用于小磁阀更甚。），适用于

4、小流量、平稳性要求不高的流量、平稳性要求不高的场合。场合。图图7-1 7-1 电磁换向阀组电磁换向阀组 成的换向回路成的换向回路 4液动换向阀组成的换向回路液动换向阀组成的换向回路 液动换向阀组成的换向回路，适用于流量超过63 L/min、对换向精度和平稳性有一定要求的液压系统，但是，为使机械自动化程度提高，液动换向阀常和电磁换向阀、机动换向阀组成电液换向阀和机液换向阀来使用。 图7-2为电液换向阀组成的换向回路。5比例方向阀换向回路比例方向阀换向回路 如图7-3所示，为采用比例方向阀换向的控制回路。改变比例电液阀电磁铁的通电、断电状态，就可以改变液压缸的运动方向；改变输入比例电液阀电磁铁的电

5、流大小，就可改变液压缸的运行速度。本回路比常规换向阀组成的同功能换向回路平稳、无冲击、工作可靠。 图图7-2 7-2 电液换向阀组成的换向回路电液换向阀组成的换向回路21图图7-3 7-3 比例方向阀组成的比例方向阀组成的换向回路换向回路 1-1-比例方向阀比例方向阀 2-2-液压缸液压缸7.1.2 锁紧回路 能使液压缸在任意位置上停留，且停留后不会在外力作用下移动位置的回路称锁紧回路。1 1用换向阀的锁紧回路用换向阀的锁紧回路 凡采用M型或O型中位机能换向阀的回路，都能使执行元件锁紧。如图7-4所示，为采用M型中位机能的换向阀，由于普通换向阀的密封性较差，泄漏较大，当执行元件长时间停止时，就

6、会出现松动，而影响锁紧精度。图图7-57-5单向阀锁紧回路单向阀锁紧回路 图图7-4 M型机能换向阀锁紧回路型机能换向阀锁紧回路2 2用单向阀的锁紧回路用单向阀的锁紧回路 如图如图7-57-5所示，为用单向阀实现的锁紧回路。当液压泵停所示，为用单向阀实现的锁紧回路。当液压泵停止工作时，液压缸活塞向右方向的运动被单向阀锁紧，向止工作时，液压缸活塞向右方向的运动被单向阀锁紧，向左方向则可以运动。只有当活塞向左移动到极限位置时，左方向则可以运动。只有当活塞向左移动到极限位置时，才能实现双向锁紧。这种回路的锁紧精度也受换向阀内泄才能实现双向锁紧。这种回路的锁紧精度也受换向阀内泄漏的影响。漏的影响。3

7、3液控单向阀锁紧回路液控单向阀锁紧回路如图如图7-67-6所示为双液控单向阀组成的锁紧回路，在工程机所示为双液控单向阀组成的锁紧回路，在工程机械液压系统中常采用此类锁紧回路。械液压系统中常采用此类锁紧回路。这种锁紧回路瞬态控制压力为零，锁紧安全可靠、效果好，这种锁紧回路瞬态控制压力为零，锁紧安全可靠、效果好，故有液压锁之称。故有液压锁之称。 图图7-6 7-6 双液控单向阀锁紧回路双液控单向阀锁紧回路7.2 压力控制回路压力控制回路主要是利用压力控制阀来控制液压系统整体或某一部分的工作压力，以满足液压系统中执行元件对力或转矩的要求。常用的压力控制回路有调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸

8、荷回路、平衡回路、卸压回路和缓冲回路等。7.2.1 调压回路 调压回路是指控制整个液压系统或局部之路油液的压力，使之保持恒定或限制其最高压力值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节；在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。1单级调压回路 如图7-7所示为定量泵节流调速液压系统。溢流阀的调整压力必须大于液压缸最大工作压力和油路各种压力损失的总和。二级调压回路 如图7-8所示为二级调压回路。在图示状态，泵出口压力由溢流阀1调定为较高压力；二位二通换向阀通电后，则由远程调压阀2调定为较低压力。需要注意的是，阀2的调定压力必须小于阀1的调定压力。图图7-7 7-7

9、单级调压回路单级调压回路 图图7-8 7-8 二级调压回路二级调压回路 1 1溢流阀溢流阀 2 2远程调压阀远程调压阀多级调压回路 利用先导式溢流阀、电磁换向阀和远程调压阀可以实现系统的多级调压或远程调压。如图图7-10为三级调压回路。图图7-9 7-9 多级调压回路多级调压回路 1-1-溢流阀溢流阀2 2、3-3-远程调压阀远程调压阀4-4-换向阀换向阀 无级调压回路 如果在液压系统中，如果在液压系统中，需要系统需要调整的压力需要系统需要调整的压力级别较多，可用第五章介级别较多，可用第五章介绍的电液比例溢流阀对系绍的电液比例溢流阀对系统进行无级调压。如图统进行无级调压。如图7-10所示，通过

10、改变比例溢所示，通过改变比例溢流阀的输入电流来实现无流阀的输入电流来实现无级调压。这种回路不但可级调压。这种回路不但可以实现远距离控制和程控，以实现远距离控制和程控，而且压力切换平稳而且压力切换平稳。图图7-10 7-10 比例调压回路比例调压回路 1-1-电磁比例溢流阀电磁比例溢流阀7.2.2 减压回路减压回路的作用是使单泵供油的系统中部分支路得到比油源供油压力低的稳定压力。如系统中的控制油路、夹紧油路和润滑油路等处的油压低于主油路的油压，这时就需要减压回路。 一级减压回路 如图7-11所示，为用于夹紧系统的单级减压回路。图图7-11 7-11 单级减压回路单级减压回路 如如图图7-7-11

11、11所示为用于所示为用于夹紧系统的单向减压夹紧系统的单向减压回路。单向阀回路。单向阀3 3在回路在回路中的作用是，当主油中的作用是，当主油路压力低于减压回路路压力低于减压回路的压力时，利用锥阀的压力时，利用锥阀关闭的严密性，保证关闭的严密性，保证减压油路的压力不变，减压油路的压力不变，使夹紧缸保持夹紧力使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出，减不变。还应指出，减压阀压阀5 5的调整压力应低的调整压力应低于溢流阀于溢流阀2 2的调整压力，的调整压力，才能保证减压阀正常才能保证减压阀正常工作（起减压作用）。工作（起减压作用）。2二级减压回路 如图 7-12所示，是减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路。图

12、示状态，夹紧压力由减压阀1调定；当二通阀通电后，夹紧压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。 为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应比系统压力低一定的数值，例如中高压系统减压阀约低1MPa（中低压系统约低0.5MPa），否则减压阀不能正常工作。 减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率损失和系统升温，必要时可用高低压双泵分别供油。图图7-12 7-12 二级减压回路二级减压回路1-1-定量泵；定量泵； 2-2-溢流阀；溢流阀； 3-3-单向阀；单向阀； 1- 1- 减压阀；减压阀； 2-2-远程调压阀远程调压阀7.2.3 保压回路 保压回路的功用是使某些液压系统在工作循环的某一

13、阶段内，保持规定的压力。例如为使机床获得足够而稳定的进给力，保证加工精度，避免发生事故，对于加工或夹紧工件，都要求系统保持一定的压力，并使压力的波动保持在最小的限度内。压力补偿变量泵保压回路压力补偿变量泵保压回路如图7-13（a）所示，该回路中采用压力补偿变量泵来补油保压，它可以长期保持液压缸的压力。当工件夹紧使液压缸压力升高时，变量泵1的输出油量可以自动地与液压缸所需流量相适应，并能随液压缸的泄漏量的变化而自动调整输出量，效率较高。用蓄能器保压用蓄能器保压 如图7-13（b）所示。这种保压回路的保压时间取决于蓄能器的容量，压力稳定性好，但必须向蓄能器充液。7-137-13（a a）压力补偿变

14、量泵保压回路）压力补偿变量泵保压回路 1-1-压力补偿变量泵；压力补偿变量泵； 2- 2-夹紧机构夹紧机构 7-13（b）用蓄能器保压回路）用蓄能器保压回路1-液压泵；液压泵； 2-溢流阀；溢流阀；3-进给油路；进给油路；4-单向阀；单向阀；5-夹紧油路；夹紧油路；6-蓄能器；蓄能器；7-压力继电器压力继电器用液控单向阀保压用液控单向阀保压 如图7-13（c）所示，为利用液控单向阀的自动保压回路。这种回路能自动地保持液压缸上腔的压力在某一范围，保压时间长，压力稳定性高，适用于液压机等保压性能要求较高的液压系统。用辅助泵保压用辅助泵保压如图7-13（d）所示，采用辅助泵的保压回路，这种保压方法保

15、压效果好，保压时间较长，但需要两个泵，造价较高。 7-13(c) 7-13(c)用液控单向阀保压用液控单向阀保压 1-1-液压泵；液压泵； 2- 2-溢流阀；溢流阀； 3- 3-换向阀；换向阀； 4- 4-液控单向阀；液控单向阀； 5 5电接点压力表；电接点压力表； 66液压缸液压缸 7-13 7-13（d d）辅助泵保压回路）辅助泵保压回路11主泵；主泵； 2 2先导式溢流阀；先导式溢流阀；33换向阀；换向阀； 4 4压力继电器；压力继电器；55辅助泵辅助泵7.2.4 增压回路 增压回路的功用是在系统的整体工作压力较低情况下，提高系统中某一支路的工作压力，以满足局部工作机构的需要，这样可以节

16、省高压泵，降低能源消耗。单作用增压缸的增压回路 如图7-14所示，为单作用增压器的增压回路。图图7-14 7-14 单作用增压缸的增压回路单作用增压缸的增压回路 11单作用增压缸；单作用增压缸；2 2弹簧缸弹簧缸 由于增压缸左侧工作面积大于右侧工作面积，所以在增压缸的右腔可得到较高的输出压力。当两位四通手动阀换向时（左位接入系统中），增压缸返回，辅助油箱中的油液经单向阀补入增压缸的右腔。该回路只能间断增压。双作用增压缸的增压回路双作用增压缸的增压回路 如图如图7-157-15所示，为双所示，为双作用增压器的增压回作用增压器的增压回路，能连续输出高压路，能连续输出高压油。油。图图7-15 双作用

17、增压缸的增压回路双作用增压缸的增压回路用液压泵的增压回路 如图7-16，液压泵2和3由液压马达4驱动，泵1与泵2或泵3串联，从而实现增压。本回路多见于起重机的液压系统。图图7-16 7-16 用增压泵的增压回路用增压泵的增压回路1 1、2 2、3 3液压泵；液压泵； 4 4液压马达液压马达7.2.5 卸荷回路 卸荷回路的作用是就是在液压泵不停止转动的情况下，使液压泵在零压或在很低压力下运转，以减少系统功率损耗和噪声，延长泵的工作寿命。 所谓卸荷指的是泵的功率损耗接近于零的运转状态。功率为流量与压力之积，因此，卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种方法。 流量卸荷法用于变量泵，一般变量泵当工作压力高到某数

18、值时，输出流量为零。但泵处于高压状态，磨损比较严重，较少采用。通常采用压力卸荷法，使泵接近于零压下工作。常见的压力卸荷方法有如下几种：换向阀的卸荷回路 M、H、K型中位机能的三位换向阀处于中位时，液压泵即卸荷。 图7-17（a）为采用M型中位机能的换向阀。该回路简单，一般适用于流量较小的系统中。 对于压力较高、流量较大的回路，一般采用手动或电液换向阀以减少液压冲击，如图（b）所示。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3左右的压力，供控制油路使用。图图7-17 7-17 换向阀卸荷回路换向阀卸荷回路(a) (a) 采用电磁换向阀的卸荷回路采用电磁换向阀的卸荷回路

19、(b) (b) 采用电液换向阀的卸荷回采用电液换向阀的卸荷回路路先导式溢流阀卸荷回路 如图7-18所示，先导式溢流阀的远程控制口通过两位两通电磁阀直接与油箱相连，便形成了一种用先导式溢流阀的卸荷回路。这种回路切换时冲击小。图图7-18 7-18 先导式溢流阀卸荷回路先导式溢流阀卸荷回路两位两通阀卸荷回路 如图7-19所示，液压泵的出口经两位两通电磁阀与油箱相通。在图示位置，液压泵卸荷。当两位两通电磁阀通电时，液压泵压力升高。这种卸荷回路卸荷效果较好，一般用于液压泵的流量小于63的场合，但需注意选用的两位两通阀的规格应与泵的额定流量相适应。 卸荷阀卸荷回路 如图7-20所示，回路中的单向阀将高、

20、低压油区分开，防止系统油液倒灌回低压泵。这种卸荷回路多用于执行元件既有快速运动、又有慢速运动的场合图图7-19 7-19 两位两通阀卸荷回路两位两通阀卸荷回路 图图7-20 7-20 卸荷阀卸荷回路卸荷阀卸荷回路插装阀卸荷回路 如图7-21所示为插装阀的卸荷回路。由于插装阀的通流能力大，因此，这种卸荷回路适用于大流量的液压系统。正常工作时，液压泵压力由阀1调定。当两位两通电磁阀2通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全部打开，泵即卸荷。图图7-21 7-21 插装阀卸荷回路插装阀卸荷回路7.2.6 7.2.6 平衡回路平衡回路 立式液压缸或者作垂直运动的运动部件常常由于自重而下滑；或者因自重而出现超

21、速运动现象。为了防止这些现象的产生，在系统中须设置平衡回路，使之产生一定的背压与自重相平衡。顺序阀平衡回路顺序阀平衡回路（1 1）内控式顺序阀的平衡回路）内控式顺序阀的平衡回路 图7-22(a)所示为采用内控式顺序阀的平衡回路，这种回路当活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。（2 2）外控式顺序阀的平衡回路外控式顺序阀的平衡回路 图图7-22(b)7-22(b)为采用外控式顺序阀的平衡回路。当活塞下行为采用外控式顺序阀的平衡回路。当活塞下行时，控制压力油打开液控顺序阀，背

22、压消失，因而回路效时，控制压力油打开液控顺序阀，背压消失，因而回路效率较高；当停止工作时，液控顺序阀关闭以防止活塞和工率较高；当停止工作时，液控顺序阀关闭以防止活塞和工作部件因自重而下降。这种平衡回路的优点是只有上腔进作部件因自重而下降。这种平衡回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠；缺点是活塞下行时平稳油时活塞才下行，比较安全可靠；缺点是活塞下行时平稳性较差。这是因为活塞下行时，液压缸上腔油压降低，将性较差。这是因为活塞下行时，液压缸上腔油压降低，将使液控顺序阀关闭。当顺序阀关闭时，因活塞停止下行，使液控顺序阀关闭。当顺序阀关闭时，因活塞停止下行，使液压缸上腔油压升高，又打开液控

23、顺序阀。因此液控顺使液压缸上腔油压升高，又打开液控顺序阀。因此液控顺序阀始终工作于启闭的过渡状态，因而影响工作的平稳性。序阀始终工作于启闭的过渡状态，因而影响工作的平稳性。这种回路适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液这种回路适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液压系统中。压系统中。图图7-22 7-22 顺序阀平衡回路顺序阀平衡回路（a a）内控式顺序阀的平衡回路）内控式顺序阀的平衡回路 （b b）外控式顺序阀平衡回路）外控式顺序阀平衡回路用单向节流阀的平衡回路 如图7-23所示，该回路是由单向节流阀4和换向阀3组成的平衡回路。液压缸活塞杆上的外荷载W，换向阀处于左位时，回油路上的节

24、流阀处于调速状态。适当调节单向节流阀4的节流口，就可防止超速下降。换向阀处于中位时，液压缸进出口被封死，活塞停止运动。但这种回路受载荷大小影响，下降速度不稳定。若将单向节流阀4用单向调速阀代替，效果将明显提高。 这种平衡回路常用于对速度稳定性及锁紧要求不高、功率不大或功率虽然较大但工作不频繁的定量泵油路中。如货轮仓口盖的启闭、铲车的升降、电梯及升降平台的升降等液压系统中。图图7-23 7-23 用单向节流阀的平衡回路用单向节流阀的平衡回路平衡回路与背压回路的区别 相似之处：这两种回路都是在回油路上设置背压。 区别：主要表现在功用和背压力的大小上。背压回路主要用于提高运动的平稳性，其背压力不能太

25、大，它是在回油路上设置溢流阀、单向阀、顺序阀、节流阀来实现的；而平衡回路主要是为了平衡运动部件的自重，其背压力应略大于运动部件的重力。7.2.7 7.2.7 卸压回路卸压回路 大功率的液压系统的压力很高，高压油具有很大的能量，除了推动活塞完成工作外，还会使机架、工作缸、液压元件、管道和接头等产生不同程度的弹性变形。当压制完毕或保压之后，主缸上腔积蓄的油液压缩能和机架系统积蓄的变形能突然释放，瞬时产生强烈振动和巨大声响，油液内气泡的破裂将加剧这一作用，有可能造成连接螺栓松动、液压元件和管件破裂，导致设备严重漏油，此种现象一般称为“炮鸣”现象。 所以，一般液压缸的直径大于250mm，压力高于7MPa时，都要设置卸压回路，以使液压缸的高压腔在排油前