第四讲电液系统控制回路

1、第四讲 液压传动回路4.1 概述 基本回路：任何机械设备的液压与气压传动系统，都是由一些基本回路组成的。所谓基本回路，就是由有关的元件组成，用来完成特定功能的典型回路。分类：通常有压力控制回路，方向控制回路，速度控制回路和其它控制回路。4.2 方向控制回路 方向控制回路的作用是：利用各种方向阀来控制气液流的通断和变向，以使执行柜构启动，停止和换向。 图7.1为双作用油缸的换向回路。由三位四通M型电磁换向阀控制，左边电磁铁通电时，油压力推动活塞杆运动，右边电磁铁通电时，油压力推动活塞运动，中位时，缸可在任意位置停住，泵卸荷。 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统中油液的压力，以满足执行机构对力

2、或转矩的要求。压力控制回路主要有调压回路，减压回路，增压回路，保压回路，卸荷回路，平衡回路，锁紧回路和一次与二次压力回路等。 . 1.调压回路 调压回路是使系统整体或某一部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 图7.5为单级调压回路。在泵出口处并联设置一个溢流阀2来调定系统的压力。 图7.6为多级调压回路。4.3 压力控制回路 减压回路是使系统中某一部分通路具有较低的稳定压力。 图7.7中右边的缸工作压力比左边缸低，为此在回路中并联一个减压阀2，使通往右边缸得到一稳定的，比溢流阀调定压力低的压力。采用类似方法可得到两级或多级的减压回路。 2减压回路 增压回路是使系统中某一部分通路具有较高的稳定压

3、力。它能使局部压力远远高于泵的压力。 图7.8为用增压缸增力回路。是用于液压系统的增压回路。3 增压回路 执行元件在工作循环的某一阶段内，若需要保持规定的压力，则应采用保压回路。 1).利用蓄能器保压的回路：图7.10所示为一夹紧缸工作回路。 2).用泵保压的回路：图7.11所示，4 保压回路 3).用液控单向阀保压的回路：图7.12所示为采用液控单向阀和电接点压力表的自动补油式保压回路。5 卸荷回路 卸荷回路是使泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。 用换向阀的卸荷回路：图7.12所示的三位四通M型换向阀处于中位时，泵便可卸荷。 用电磁溢流阀的卸荷回路：

4、图7.10所示，电磁溢流阀的二位二通阀得电，溢流阀的先导口回油箱，溢流阀打开，泵卸荷。 6 平衡回路 为了防止垂直缸及其工作部件因自重自行下落或下行运动中因自重造成的失控失速，常设平衡回路。常用平衡阀（单向顺序阀）和液控单向阀来实现。 图7.13为用单向顺序阀的平衡回路。 图7.14为用单向节流阀限速，液控单向阀锁紧的平衡回路。 4.4 速度控制回路 气液系统要满足执行机构的运动速度要求，就要对其流量进行控制。流量控制回路又称速度控制回路，常用的速度控制回路有三类：调速回路，快速回路，速度换接回路等。 1 调速回路 调速回路控制的目标是执行机构的运动速度，常用的回路有节流调速回路；容积调速回路

5、容积节流调速回路。1) 节流调速回路 节流调速回路是采用定量泵供油，用节流阀，调速阀或分流调速阀等流量阀来改变进入或流出执行机构的流量来实现速度的调节。根据流量阀在回路中的不同位置，又分进油节流调速；回油节流调速和旁路节流调速回路等三种。 进油节流调速回路将节流阀或调速阀串联在泵与缸之间，即构成进油节流调速回路。图7.16为用节流阀构成的进油节流调速回路。这种回路适用于轻载，低速，负载变化不大的和对速度稳定性要求不高的小功率场合。 (2)回油节流调速回路回油调速阀的调速回路适合于对运动平稳性要求较高的小功率系统。(3)旁路节流调速回路图7.20为旁路节流调速回路。 旁路调速阀的调速回路适合用于

6、高速，重载，对速度稳定性要求不高的较大功率的系统。 2) 容积调速回路 通过改变泵或马达的排量来进行调速的方法称为容积调速。 容积调速有三种形式：变量泵和定量执行机构组成的调速回路；定量泵和变量执行机构组成的调速回路；变量泵和变量执行机构组成的调速回路 (1)变量泵和定量执行机构组成的调速回路 图7.25为变量泵和定量执行机构组成的闭式容积调速回路。图a是以油缸为援行机构，图b是以马达为执行机构。 (2) 定量泵和变量执行机构组成的调速回路 图7.26为定量泵和变量执行机构组成的容积调速回路。(3) 变量泵和变量执行机构组成的调速回路 图7.27为变量泵和变量执行机构组成的容积调速回路。这种调

7、速回路是上两种调速回路的组合，其调速特性曲线如图b所示。 在工作过程中，变量马达输出的转矩逐渐减小，而输出的功率保持恒定，属于恒功率调速。 这种调速回路的调速范围大，并有较高的工作效率，适用于要求大功率的场合。3) 容积节流调速回路 容积节流调速回路是采用变量泵供油，节流阀或调速阀改变流入或流出执行机构的流量，实现工作速度的调节，并使泵的供油量与执行机构所需的流量相适应。它没有溢流损失，效率高，又有较硬的机械特性，速度稳定性比单纯的容积调速回路好。 图7.28所示为限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路。 调速阀也可放在回油路上，对单杆缸，为获得更低的稳定速度，最好放在进油路上。空载时泵以

8、最大流量进入缸使其快速，进入工况时，电磁阀应通电使其所在油路断开，压力油经调速阀流入缸内。缸的速度由调速阀中的节流面积来控制。变量泵的输出流量和出口压力P自动保持相应的恒定值。故又称为定压式容积节流调速回路。 这种容积节流调速回路的优点是：泵的压力和流量在工进和快速进给时能自动变换，能量损耗少，发热少，运动平稳定性好。但在负载变化大，且大部分时间在小负载下工作的场合使用不合适。因这时的泵压力高，损失在减压阀的压降和泵的泄漏上的能量很大，油温高。 这种容积节流调速回路适用于负载变化不大的中小功率场合。2. 快速回路 工作机构在一个工作循环的过程中，常在不同的工作阶段要求不同的运动速度和承受不同的

9、负载。因此常根据工作阶段要求的运动速度和承受的负载，来决定主油泵的流量和压力，然后在不增加功率消耗的情况下，采用快速回路来提高工作机构的空行程速度。常用的方法有以下几种。 1)差动回路 图7.37所示为差动回路例。2)蓄能器辅助供油的快速回路 图7.38所示为蓄能器辅助供油的快速回路例。这种回路适用于短时内需要大流量的场合，并能以小流量的泵使缸获得较大的运动速度，但注意在缸的一个工作循环内，须有足够的停歇时间使蓄能器充液。 3)双泵供油快速回路图7.39所示为双泵供油的快速回路。3. 速度换接回路 速度换接回路主要是用于使执行元件在一个工作循环中，从一种运动速度变换到另一种运动速度。 1) 快

10、速与慢速的换接回路图7.40所示为用行程阀来控制的快慢速换接回路。图7.41所示为用行程开关来控制的快慢速换接的气动回路。 两种不同速度的换接回路 图7.42所示为用两调速阀并联的方法来实现两种不同速度的换接回路。 图7.43所示为用两调速阀串联的方法来实现两种不同速度的换接回路。此回路的速度换接平稳性比上述回路好。 7.5 其它控制回路1. 顺序动作回路1) 行程控制顺序动作回路 图7.45所示为使用行程开关来实现两个缸的顺序动作的回路。 2)压力控制顺序动作回路 图7.46所示为使用顺序阀来实现两个缸的顺序动作的回路。2. 同步运动回路1) 容积式同步运动回路 容积式同步运动回路主要是用相同的泵或执行机构（缸或马达）或机械联结来实现的。 图7.48所示为用两个同轴等排量的泵，分别向两缸供油，实现两缸同步运动的回路。 图7.49所示为用两个尺寸相同的双杆缸连接的同步缸3，来实现两缸同步运动的回路。图7-50,7.51所示为用机械联结来实现的同步运动回路。这种回路是用刚性梁（图7.50）或齿轮齿条（图7.51）等机械零件使两缸的活塞杆间建立刚性的运动联结，实现位移同步。 2) 节流式同步运动回路 节流式同步运动回路是采用节流方式（如分流集流阀，比例阀和伺服阀）实现同步运动的。 图7.52所示为用分流集流阀来实现的同步运动回路