液压控制技术第七章

1、第七章第七章 液压基本回路液压基本回路主要内容：主要内容：7.1 压力控制回路压力控制回路7.2 速度控制回路速度控制回路7.3 方向控制回路方向控制回路7.4 多缸工作控制回路多缸工作控制回路7.5 液压基本回路故障分析液压基本回路故障分析71 压力控制回路压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制液压系统的工作压力控制回路是利用压力控制阀来控制液压系统的工作压力，以满足执行元件驱动负载的要求，达到系统的调压、压力，以满足执行元件驱动负载的要求，达到系统的调压、减压、增压、卸荷以及平衡等目的。减压、增压、卸荷以及平衡等目的。711调压回路调压回路1压力调定回路压力调定回路 右图为压力调

2、定回路，右图为压力调定回路，这是压力控制中最基本的调压这是压力控制中最基本的调压回路。溢流阀回路。溢流阀1的调定压力必的调定压力必须大于执行元件的最大工作压须大于执行元件的最大工作压力与管路上各种压力损失的总力与管路上各种压力损失的总和。根据溢流阀的流量压力特和。根据溢流阀的流量压力特性，在不同溢流量时，压力调性，在不同溢流量时，压力调定值稍有波动。定值稍有波动。2远程调压回路远程调压回路 右图为远程调压回路。右图为远程调压回路。将远程调压阀（或小流量将远程调压阀（或小流量溢流阀）溢流阀）2接在先导型主接在先导型主溢流阀溢流阀1的远程控制口上，的远程控制口上，液压泵的最大工作压力即液压泵的最大

3、工作压力即可由远程调压阀可由远程调压阀2作远程作远程调压（调压（p2p1），主溢流），主溢流阀阀1还用于调节系统的安还用于调节系统的安全压力值。全压力值。3多级调压回路多级调压回路 当系统需要多级压力控制时，可以采用下图所示的多级调压回路。当系统需要多级压力控制时，可以采用下图所示的多级调压回路。 右图是由三个溢流右图是由三个溢流阀所组成的三级调压回阀所组成的三级调压回路。这种回路可用于注路。这种回路可用于注塑机、液压机等液压系塑机、液压机等液压系统，实现不同的工作阶统，实现不同的工作阶段，使液压系统获得不段，使液压系统获得不同的压力等级。同的压力等级。 左图为采用先导型比例电磁溢左图为采用先

4、导型比例电磁溢流阀的比例调压回路，系统可以通流阀的比例调压回路，系统可以通过先导型比例电磁溢流阀来进行无过先导型比例电磁溢流阀来进行无级调压。根据执行元件在工作过程级调压。根据执行元件在工作过程中的各个阶段对压力的不同要求，中的各个阶段对压力的不同要求，调节输入先导型比例电磁溢流阀调节输入先导型比例电磁溢流阀1的的电流，即可改变系统的压力，达到电流，即可改变系统的压力，达到调压的目的。调压的目的。4双向调压回路双向调压回路 当执行元件往返行程需不当执行元件往返行程需不同的供油压力时，可以采用右同的供油压力时，可以采用右图和下图所示的双向调压回路，图和下图所示的双向调压回路，以减少功率损耗和系统

5、发热。以减少功率损耗和系统发热。右图为采用两个溢流阀分别控右图为采用两个溢流阀分别控制往返压力的双向调压回路。制往返压力的双向调压回路。 左图为采用远程调左图为采用远程调压阀来控制先导型主溢压阀来控制先导型主溢流阀的双向调压回路。流阀的双向调压回路。712减压回路减压回路 减压回路是用来使某个执行元件或某一支路获得比溢流阀所调定减压回路是用来使某个执行元件或某一支路获得比溢流阀所调定的压力低的稳定工作压力，即从调定压力的液压源处获得一级或几级的压力低的稳定工作压力，即从调定压力的液压源处获得一级或几级较低的稳定工作压力。如机床中的工件夹紧、导轨润滑、控制油路等较低的稳定工作压力。如机床中的工件

6、夹紧、导轨润滑、控制油路等回路的压力常低于主回路的压力。回路的压力常低于主回路的压力。 1单向减压阀减压回路单向减压阀减压回路 右图是采用单向减右图是采用单向减压阀的减压回路。压阀的减压回路。 2二级减压回路二级减压回路 右图为用于工件夹紧的右图为用于工件夹紧的二级减压回路。二级减压回路。 713增压回路增压回路 增压回路是在系统的整体工作压力较低的情况下，用来提高系增压回路是在系统的整体工作压力较低的情况下，用来提高系统中某一支路或某个执行元件的工作压力，以满足局部工作机构的需统中某一支路或某个执行元件的工作压力，以满足局部工作机构的需要。采用增压回路，可以降低高压液压泵的压力，减少功率消耗

7、。增要。采用增压回路，可以降低高压液压泵的压力，减少功率消耗。增压回路中提高压力的主要元件是一个增压器。压回路中提高压力的主要元件是一个增压器。1单作用增压器增压回路单作用增压器增压回路 右图为采用单作用增压器右图为采用单作用增压器的增压回路。的增压回路。 2双作用增压器增压回路双作用增压器增压回路 左图为采用双作用增压器的左图为采用双作用增压器的增压回路。其增压原理与单作用增压回路。其增压原理与单作用增压器相同，不同的是，双作用增压器相同，不同的是，双作用增压器双向都可以实现增压，可增压器双向都可以实现增压，可以获得连续输出的高压油。以获得连续输出的高压油。 714卸荷回路卸荷回路 卸荷回路

8、是在液压泵不停止转动的情况下，使液压泵在零压或很低卸荷回路是在液压泵不停止转动的情况下，使液压泵在零压或很低压力下运转，以减少系统功率损耗和噪声等，延长液压泵的工作寿命。所压力下运转，以减少系统功率损耗和噪声等，延长液压泵的工作寿命。所谓卸荷，就是液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵的功率损耗接近于谓卸荷，就是液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵的功率损耗接近于零的运转状态。零的运转状态。1换向阀中位机能卸荷回路换向阀中位机能卸荷回路 右图为采用换向阀中位机能右图为采用换向阀中位机能的卸荷回路。当三位四通电磁换的卸荷回路。当三位四通电磁换向阀处于中位时，液压泵的供油向阀处于中位时，液压泵的供油

9、在近似无负载的状态下经换向阀在近似无负载的状态下经换向阀流回油箱，达到液压泵的卸荷。流回油箱，达到液压泵的卸荷。 2二位二通阀旁路卸荷回路二位二通阀旁路卸荷回路 右图采用二位二通阀的旁路右图采用二位二通阀的旁路卸荷回路。当二位二通阀电磁铁通卸荷回路。当二位二通阀电磁铁通电时，液压泵卸荷。因液压泵的输电时，液压泵卸荷。因液压泵的输出流量全部要通过二位二通阀流回出流量全部要通过二位二通阀流回油箱，故二位二通阀的额定流量必油箱，故二位二通阀的额定流量必须要等于液压泵的输出流量。须要等于液压泵的输出流量。3先导型溢流阀卸荷回路先导型溢流阀卸荷回路 右图为采用先导型溢流阀的右图为采用先导型溢流阀的卸荷回

10、路。采用先导型溢流阀实卸荷回路。采用先导型溢流阀实现卸荷的方法性能较好，适用于现卸荷的方法性能较好，适用于大流量的液压回路。大流量的液压回路。4压力继电器控制二位二通阀卸荷回路压力继电器控制二位二通阀卸荷回路 右图为采用压力继电器控制二右图为采用压力继电器控制二位二通阀的卸荷回路。位二通阀的卸荷回路。 715平衡回路平衡回路 平衡回路是通过平衡阀（即单向顺序阀）产生的压力来平衡执行元平衡回路是通过平衡阀（即单向顺序阀）产生的压力来平衡执行元件的重力负载，防止立式液压缸与垂直运动的工作部件在悬空停止期间件的重力负载，防止立式液压缸与垂直运动的工作部件在悬空停止期间因自重而下落，或在下行过程中由于

11、自重而造成失控超速的不稳定运动，因自重而下落，或在下行过程中由于自重而造成失控超速的不稳定运动，又称为背压回路。又称为背压回路。 1自控平衡阀平衡回路自控平衡阀平衡回路 右图为采用自控平衡阀的右图为采用自控平衡阀的平衡回路。平衡回路。 2外控平衡阀平衡回路外控平衡阀平衡回路 右图为采用外控平衡阀的右图为采用外控平衡阀的平衡回路。平衡回路。 72 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路是指用来控制执行元件运动速度，达到调速、增速、速度控制回路是指用来控制执行元件运动速度，达到调速、增速、减速以及两种工进速度的换接等速度变换的目的的回路。减速以及两种工进速度的换接等速度变换的目的的回路。 调速回路

12、是用来调节执行元件的运动速度。在不考虑泄漏调速回路是用来调节执行元件的运动速度。在不考虑泄漏及液压油可压缩性的情况下，执行元件速度表达式为及液压油可压缩性的情况下，执行元件速度表达式为液压缸液压缸 液压马达液压马达 721调速回路调速回路 CVAq MVVqn 从上两式可知，改变输入执元件的流量、液压缸的有效工作从上两式可知，改变输入执元件的流量、液压缸的有效工作面积或液压马达的排量都可达到调速目的。面积或液压马达的排量都可达到调速目的。 1节流调速回路节流调速回路（1）进油节流调速回路）进油节流调速回路 右图为进油节右图为进油节流调速回路及其速流调速回路及其速度负载特性度负载特性 活塞运动速

13、度为活塞运动速度为mCPCAFpAKA)( 上式称为节流阀进油节流调速回路的速度负载特性公式，它表上式称为节流阀进油节流调速回路的速度负载特性公式，它表达了速度随负载的变化关系。达了速度随负载的变化关系。 （2）回油节流调速回路）回油节流调速回路 右图为回油节流调速右图为回油节流调速回路及其速度负载特性。回路及其速度负载特性。该回路是将流量阀安装在该回路是将流量阀安装在执行元件的回油油路上，执行元件的回油油路上，调节流量阀开口的大小，调节流量阀开口的大小，便可以控制流出执行元件便可以控制流出执行元件的流量，也就控制了进入的流量，也就控制了进入执行元件的流量，从而达执行元件的流量，从而达到节流调

14、速的目的。到节流调速的目的。 （3）旁路节流调速回路）旁路节流调速回路 右图为旁路节流调速右图为旁路节流调速回路及其速度负载特性。回路及其速度负载特性。该回路是将流量阀安装在该回路是将流量阀安装在与执行元件并联的支路上，与执行元件并联的支路上，用流量阀调节流回油箱的用流量阀调节流回油箱的流量，从而调节进入执行流量，从而调节进入执行元件的流量，达到节流调元件的流量，达到节流调速的目的。速的目的。 CmCVAAFKAqP)(活塞运动速度为活塞运动速度为上式即为节流阀旁路节流调速回路的速度负载特性公式。上式即为节流阀旁路节流调速回路的速度负载特性公式。 2容积调速回路容积调速回路 容积调速回路是利用

15、改变液压泵或液压马达，或同时改变液压泵容积调速回路是利用改变液压泵或液压马达，或同时改变液压泵和液压马达的有效工作容积来实现对执行元件速度的调节。按照油路和液压马达的有效工作容积来实现对执行元件速度的调节。按照油路的循环方式不同，容积调速回路可以分为开式回路和闭式回路两种，的循环方式不同，容积调速回路可以分为开式回路和闭式回路两种，一般采用闭式回路较多。一般采用闭式回路较多。 按照变量形式不同按照变量形式不同 分为三类分为三类（1）变量液压泵）变量液压泵定量液压马达（或液压缸）回路定量液压马达（或液压缸）回路（2）定量液压泵）定量液压泵变量液压马达回路变量液压马达回路（3）变量液压泵）变量液压

16、泵变量液压马达回路变量液压马达回路3容积节流调速回路容积节流调速回路 容积节流调速回路是利用流量阀配合变量液压泵，来实现对执容积节流调速回路是利用流量阀配合变量液压泵，来实现对执行元件速度的调节。这种回路的特点是变量液压泵的输出流量能自行元件速度的调节。这种回路的特点是变量液压泵的输出流量能自动接受流量阀调节并与之吻合，无溢流损失，效率高；同时变量液动接受流量阀调节并与之吻合，无溢流损失，效率高；同时变量液压泵的泄漏通过压力反馈而得到补偿，进入执行元件的流量由流量压泵的泄漏通过压力反馈而得到补偿，进入执行元件的流量由流量阀控制，故速度的稳定性较好，适用于负载变化较大，要求速度稳阀控制，故速度的

17、稳定性较好，适用于负载变化较大，要求速度稳定与高效率的场合。定与高效率的场合。 右图为容积节右图为容积节流调速回路。流调速回路。 722增速回路增速回路 增速回路是用来使执行元件获得尽可能快的运动速度，缩短工作增速回路是用来使执行元件获得尽可能快的运动速度，缩短工作循环时间，以提高生产率和充分利用功率。一般采用自重充油、蓄能循环时间，以提高生产率和充分利用功率。一般采用自重充油、蓄能器充油、增速液压缸以及液压缸差动连接等来达到增速的目的，又称器充油、增速液压缸以及液压缸差动连接等来达到增速的目的，又称为快速运动回路。为快速运动回路。1自重充油增速回路自重充油增速回路 右图为采用自重充右图为采用

18、自重充油的增速回路。这种回油的增速回路。这种回路常用于运动部件重量路常用于运动部件重量较大的大型液压机的液较大的大型液压机的液压系统。压系统。 2增速液压缸增速回路增速液压缸增速回路 对于卧式液压缸，就无法对于卧式液压缸，就无法利用运动部件的重量作快速运利用运动部件的重量作快速运动，可以采用如右图所示的利动，可以采用如右图所示的利用增速液压缸（又称为快速活用增速液压缸（又称为快速活塞）的增速回路。塞）的增速回路。 3液压缸差动连接增速回路液压缸差动连接增速回路 右图为液压缸差动连接增速右图为液压缸差动连接增速回路。这种回路是利用三位四通回路。这种回路是利用三位四通换向阀换向阀P型中位机能来实现

19、液压型中位机能来实现液压缸的差动连接。差动连接是在不缸的差动连接。差动连接是在不增加液压泵容量的情况下，实现增加液压泵容量的情况下，实现液压缸快速动作的一种简单又经液压缸快速动作的一种简单又经济的有效方法，在液压传动中应济的有效方法，在液压传动中应用广泛。用广泛。 4双泵供油增速回路双泵供油增速回路 右图为双泵供油增速回路。右图为双泵供油增速回路。这种回路由于工进时低压大流量这种回路由于工进时低压大流量液压泵液压泵2卸荷，减少了功率损耗，卸荷，减少了功率损耗，故回路效率高，但结构较复杂，故回路效率高，但结构较复杂，成本较高，在组合机床、轧钢机成本较高，在组合机床、轧钢机械和液压机等液压系统中应

20、用较械和液压机等液压系统中应用较广。广。723减速回路减速回路 减速回路是用来使执行元件运动的速度在变换后低于液压泵输减速回路是用来使执行元件运动的速度在变换后低于液压泵输出流量所提供的速度。常采用行程换向阀、减速液压缸等来达到减出流量所提供的速度。常采用行程换向阀、减速液压缸等来达到减速的目的，又称为速度换接回路。速的目的，又称为速度换接回路。1行程换向阀减速回路行程换向阀减速回路 右图为采用行程换向阀右图为采用行程换向阀的减速回路。的减速回路。 2减速液压缸减速回路减速液压缸减速回路 右图为采用减速液压缸的减右图为采用减速液压缸的减速回路。这种回路利用减速液压速回路。这种回路利用减速液压缸

21、（又称为复合缸）的结构来代缸（又称为复合缸）的结构来代替行程换向阀，可用于中小型机替行程换向阀，可用于中小型机床刀架速度的换接。床刀架速度的换接。 724二次进给回路二次进给回路 二次进给回路是采用两个调速阀串联或并联在回路中，通过换向二次进给回路是采用两个调速阀串联或并联在回路中，通过换向阀的换接，使执行元件获得两种工进速度。阀的换接，使执行元件获得两种工进速度。1调速阀串联二次进给回路调速阀串联二次进给回路 左图为采用两左图为采用两个调速阀串联的二个调速阀串联的二次进给回路。该回次进给回路。该回路第二次进给速度路第二次进给速度只能小于第一次进只能小于第一次进给速度，速度换接给速度，速度换接

22、较平稳，不会出现较平稳，不会出现较大的冲击，但功较大的冲击，但功率损耗较大。其工率损耗较大。其工作循环和电磁铁动作循环和电磁铁动作顺序见表作顺序见表7-1。2调速阀并联二次进给回路调速阀并联二次进给回路 右图为采用两个调速阀右图为采用两个调速阀并联的二次进给回路。并联的二次进给回路。 其工作循环和电磁铁其工作循环和电磁铁动作顺序见表动作顺序见表7-2。 73 方向控制回路方向控制回路 方向控制回路是通过控制进入液压系统中液压油的通、断和流方向控制回路是通过控制进入液压系统中液压油的通、断和流动方向，达到使执行元件启动、停止、换向以及锁紧等目的。动方向，达到使执行元件启动、停止、换向以及锁紧等目

23、的。731换向回路换向回路 换向回路是利用二位四通、换向回路是利用二位四通、二位五通、三位四通或三位五二位五通、三位四通或三位五通等换向阀来改变液压系统中通等换向阀来改变液压系统中压力油的流动方向，达到改变压力油的流动方向，达到改变执行元件运动方向的目的。执行元件运动方向的目的。 1单作用液压缸换向回路单作用液压缸换向回路 右图为右图为单作用液压单作用液压缸的换向回缸的换向回路。路。 2液压缸差动连接换向回路液压缸差动连接换向回路 右图为液压缸差动连接右图为液压缸差动连接的换向回路。的换向回路。 732锁紧回路锁紧回路 锁紧回路是采用封闭执行元件的油口，而液压油的可压缩性又锁紧回路是采用封闭执

24、行元件的油口，而液压油的可压缩性又极小来使执行元件停止在任意的位置上，且停止后不会在外力的作极小来使执行元件停止在任意的位置上，且停止后不会在外力的作用下移动，达到双向锁紧执行元件的目的。用下移动，达到双向锁紧执行元件的目的。 下图为采用液控单向阀的锁紧回路。由于液控单向阀是锥面密下图为采用液控单向阀的锁紧回路。由于液控单向阀是锥面密封，泄漏量极小，其锁紧性能只受液压缸较小泄漏量的影响，故锁封，泄漏量极小，其锁紧性能只受液压缸较小泄漏量的影响，故锁紧安全可靠、效果好，被称为液压锁，常用于起重机的支腿收放机紧安全可靠、效果好，被称为液压锁，常用于起重机的支腿收放机构。构。74 多缸工作控制回路多

25、缸工作控制回路 多缸工作控制回路是用来控制多个执行元件的运动，达到使多个多缸工作控制回路是用来控制多个执行元件的运动，达到使多个执行元件按照一定顺序依次动作或同步动作的目的。执行元件按照一定顺序依次动作或同步动作的目的。741顺序动作回路顺序动作回路 顺序动作回路是用来控制多个执行元件使其按照一定的顺序依顺序动作回路是用来控制多个执行元件使其按照一定的顺序依次动作。次动作。 按照控制按照控制方式分类方式分类1压力控制顺序动作回路压力控制顺序动作回路2行程控制顺序动作回路行程控制顺序动作回路3时间控制顺序动作回路时间控制顺序动作回路1压力控制顺序动作回路压力控制顺序动作回路 压力控制顺序动作回路

26、是利用油路中液压油自身的压力变化压力控制顺序动作回路是利用油路中液压油自身的压力变化来控制执行元件依次动作的顺序。常用回路由有：来控制执行元件依次动作的顺序。常用回路由有：（1）顺序阀控制顺序动作回路）顺序阀控制顺序动作回路（2）压力继电器控制顺序动作回路）压力继电器控制顺序动作回路2行程控制顺序动作回路行程控制顺序动作回路常用回路由有：常用回路由有：（1）行程换向阀控制顺序动作回路）行程换向阀控制顺序动作回路（2）行程开关控制顺序动作回路）行程开关控制顺序动作回路（3）顺序液压缸控制顺序动作回路）顺序液压缸控制顺序动作回路742同步控制回路同步控制回路 同步控制回路是用来控制多个执行元件使其保持同步运动。在多个同步控制回路是用来控制多个执行元件使其保持同步运动。在多个执行元件的液压系统中，由于各执行元件存在制造误差、负载不均衡、执行元件的液