第六章基本回路

1、第六章第六章 液压基本回路液压基本回路 由液压元件组成的能够完成某一特由液压元件组成的能够完成某一特定功能的油路称为液压基本回路。定功能的油路称为液压基本回路。压力控制回路压力控制回路速度控制回路速度控制回路多缸控制回路多缸控制回路其他回路其他回路6.1 压力控制回路压力控制回路 控制系统整体或某一部分的压力，以控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。调压回路调压回路、减压回路减压回路增压回路、增压回路、卸荷回路卸荷回路保压回路、平衡回路保压回路、平衡回路一、调压回路一、调压回路功用：功用：使液压系统整使液压系统整体或部分的压

2、力恒体或部分的压力恒定或不超过某个数定或不超过某个数值。值。1单级调压回路单级调压回路2 2远程调压回路远程调压回路 3 3多级调压回路多级调压回路二级调压回路二级调压回路三级调压回路三级调压回路二、减压回路二、减压回路功用：功用：是使系统中的某一部分油路具是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。有较低的稳定压力。1 1单级减压回路单级减压回路2 2多级减压回路多级减压回路二级减压回路二级减压回路三级减压回路三级减压回路三、卸荷回路三、卸荷回路 在执行元件停止工作时，为避免液在执行元件停止工作时，为避免液压泵驱动电机频繁启动，可使液压泵空压泵驱动电机频繁启动，可使液压泵空载运转，以载运转，

3、以减少功率损耗减少功率损耗，降低系统发，降低系统发热，延长液压泵和电机的使用寿命。热，延长液压泵和电机的使用寿命。1 1换向阀中位机能（换向阀中位机能（M M，K K，H H型）型）2 2二位二通阀二位二通阀3 3电磁溢流阀电磁溢流阀4 4卸荷阀卸荷阀四、保压回路四、保压回路功用功用: :使系统在液压缸不动或仅有工件变使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定的维持压力。形所产生的微小位移下稳定的维持压力。1 1蓄能器的保压回路蓄能器的保压回路2 2自动补油的保压回路自动补油的保压回路1 1蓄能器的保压回路蓄能器的保压回路 2 2自动补油的保压回路自动补油的保压回路 五、平衡回路五

4、、平衡回路功用功用: :防止垂直（或倾斜）放置的液压缸和与之防止垂直（或倾斜）放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落或在下行运相连的工作部件因自重而自行下落或在下行运动中速度超过液压泵供油所能达到的速度，而动中速度超过液压泵供油所能达到的速度，而使工作腔中出现真空。使工作腔中出现真空。 平衡回路是在立式液压缸的下行回路上设置一平衡回路是在立式液压缸的下行回路上设置一个适当的阻力，使之产生一定的个适当的阻力，使之产生一定的背压背压与自重相与自重相平衡。平衡。1.1.采用单向顺序阀的平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路2.2.采用液控顺序阀的平衡回路采用液控顺序阀的平衡回路3.3.采用液控单

5、向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路节流阀起背节流阀起背压作用，压作用， 稳稳定活塞的运定活塞的运动状态。动状态。 六、卸压回路六、卸压回路功用功用: :使高压大容量液压缸中储存的能量缓使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓释放，以避免它突然释放时产生很大缓释放，以避免它突然释放时产生很大的液压冲击。的液压冲击。 6.2 速度控制回路速度控制回路包括：包括：调速回路调速回路快速运动回路快速运动回路速度换接回路速度换接回路一、一、 调速回路调速回路 液压缸液压缸 v = q/A 液压马达液压马达 n = qv /V 改变输入液压缸改变输入液压缸( (或马达或马达) )的流量的流量q或改变马达的或改

6、变马达的排量排量V，均可达到调节速度的目的。，均可达到调节速度的目的。调速方法可分为调速方法可分为: : 节流调速节流调速：定量泵供油，采用流量阀调节流量；：定量泵供油，采用流量阀调节流量； 容积调速：容积调速：变量泵供油，或采用变量马达；变量泵供油，或采用变量马达； 容积节流调速：容积节流调速：变量泵和流量阀联合调速。变量泵和流量阀联合调速。（一）（一） 节流调速回路节流调速回路可以分有三种基本形式：可以分有三种基本形式：进油（进口）节流进油（进口）节流调速回路调速回路回油（出口）节流调速回路回油（出口）节流调速回路旁路节流调速回路旁路节流调速回路1 1、进油节流调速回路、进油节流调速回路节

7、流阀与溢流阀联合起调节流阀与溢流阀联合起调速作用，速作用，溢流阀起溢流阀起溢流定压溢流定压作用。作用。1 1）压力与负载关系）压力与负载关系溢流阀溢流阀调定压力调定压力pp最大承载力最大承载力ppppmax11maxApFp2)速度负载特性（动画）速度负载特性（动画）液压缸的运动速度液压缸的运动速度q1通过节流阀的流量通过节流阀的流量 根据负载与流量的关系可以得到速度与根据负载与流量的关系可以得到速度与负载之间的特性（负载之间的特性（v-F特性曲线）。特性曲线）。mpTAFpAKAv1111Aqv mpTppKAq)(11速度刚度速度刚度k kv v表示负载变化对速度的影响程度。表示负载变化对

8、速度的影响程度。kv-dF/dv分析分析：AT一定时，一定时，F越小，越小，kv越大；越大； F一定时，一定时， AT越小，越小，kv越大。越大。在轻载低速时有较高的速度刚度。在轻载低速时有较高的速度刚度。mpTAFpAKAv113).3).功率特性功率特性溢流损失和节流损失，溢流损失和节流损失，回路效率较低。回路效率较低。1111)(qppqpFvPp)(1yppppqqpqpP11pqqpPPPypppppqpqpPP1112 2、回油节流调速回路、回油节流调速回路1). 负载与压力的关系负载与压力的关系 p2（p1 A1-F）/ A2溢流阀的调节压力溢流阀的调节压力pp122maxmax

9、1AApFppp2).2).速度负载特性速度负载特性液压缸运动速度液压缸运动速度 v=q2/A2 q2经过节流阀的流量，经过节流阀的流量，q2q1A2/A1速度负载特性及速度刚度与进油节流调速相同。速度负载特性及速度刚度与进油节流调速相同。mpTAFAApAKAv22123)3)进、回油（定压式）节流调速回路性能比较进、回油（定压式）节流调速回路性能比较1) 1) F-特性及特性及kv 、功率特性基本相同。、功率特性基本相同。2)2)回油节流调速回路可承受负值负载，且节流阀使液压回油节流调速回路可承受负值负载，且节流阀使液压缸回油腔产生背压力，有利于提高执行元件的运动平缸回油腔产生背压力，有利

10、于提高执行元件的运动平稳性，特别是低速平稳性。稳性，特别是低速平稳性。3)3)回油节流调速回路，经节流阀产生的能量损失使油液回油节流调速回路，经节流阀产生的能量损失使油液发热后回油箱，容易散热。发热后回油箱，容易散热。4)4)回油节流调速回路不易实现压力控制。回油节流调速回路不易实现压力控制。5)5)进油节流调速回路可以获得更低的稳定速度。进油节流调速回路可以获得更低的稳定速度。3 3、旁路（变压式）节流调速回路、旁路（变压式）节流调速回路系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，起系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，起安全安全作用。作用。1) 1) 负载与压力的关系负载与压力的关系 p1=F/A1

11、2) 2) 速度负载特性及速度刚度速度负载特性及速度刚度活塞运动速度活塞运动速度 vq1/A 1（qp qT ）/A1q qp p定量泵的流量；定量泵的流量；qT节流阀的流量，节流阀的流量，11)/(AAFKAqvmTpmTTpKAq1分析：分析：AT一定时，一定时，F越大，越大，kv越大。越大。 F一定时，一定时， AT越小，越小，kv越大。越大。速度较高，负载较大时，速速度较高，负载较大时，速度刚度度刚度较大，但低速时承载能力低。较大，但低速时承载能力低。3) 3) 功率特性功率特性只有节流损失只有节流损失, ,无溢流损失，无溢流损失，效率较前两种回路高。效率较前两种回路高。 11)/(A

12、AFKAqvmTp4 4、节流调速回路的速度稳定性、节流调速回路的速度稳定性 采用节流阀调速回路，当负载变化时，执采用节流阀调速回路，当负载变化时，执行元件的运动速度产生相应的变化，即机械特行元件的运动速度产生相应的变化，即机械特性较性较“软软”。 将节流阀改为将节流阀改为调速阀调速阀，可改善节流调速回，可改善节流调速回路的机械特性，即回路的速度稳定性。路的机械特性，即回路的速度稳定性。 在机床的中、低压小功率系统中广泛使用在机床的中、低压小功率系统中广泛使用调速阀的节流调速回路。调速阀的节流调速回路。（二）（二） 容积调速回路容积调速回路 改变液压泵或液压马达的排量来实改变液压泵或液压马达的

13、排量来实现调速。现调速。 没有节流和溢流损失，回路效率高，没有节流和溢流损失，回路效率高，温升小，适用于高速、大功率调速系统。温升小，适用于高速、大功率调速系统。 溢流阀起安全作用。溢流阀起安全作用。容积调速回路根据循环方式有：容积调速回路根据循环方式有： 开式回路：开式回路：液压泵从油箱吸油后输入执行元件，液压泵从油箱吸油后输入执行元件，执行元件排出的油液直接返回油箱。执行元件排出的油液直接返回油箱。特点：特点：油液冷却好，但油箱结构尺寸大。油液冷却好，但油箱结构尺寸大。闭式回路：闭式回路：液压泵将油液输入执行元件的进油腔，液压泵将油液输入执行元件的进油腔，又从执行元件的回油腔处吸油。又从执

14、行元件的回油腔处吸油。特点：特点：回路结构紧凑，但散热条件差，为了补偿回路结构紧凑，但散热条件差，为了补偿回路的泄漏，需要设置补油装置，使回路结构回路的泄漏，需要设置补油装置，使回路结构复杂化。复杂化。1 1、泵缸开式容积调速回路、泵缸开式容积调速回路1 1）速度负载特性）速度负载特性溢流阀起安全保护作用溢流阀起安全保护作用，限制回路最大压力。限制回路最大压力。 vq p/A 1(q t-k l p 1)/A1结论：结论：低速承载能力差。低速承载能力差。2 2）速度刚度）速度刚度 kvdF/dvA 12/ k lk kv v不受负载变化的影响不受负载变化的影响，减小泵，减小泵的泄漏，可以提高回

15、路的速度的泄漏，可以提高回路的速度刚度。刚度。2、泵、泵马达闭式容积调速回路马达闭式容积调速回路1)变量泵与定量马达式调速回路变量泵与定量马达式调速回路泵输出流量泵输出流量qpnpVpvp 马达输入流量马达输入流量qmnmVm/vm 分析：分析：np Vm 为常数，当负载转矩恒定时，为常数，当负载转矩恒定时，T与与p都恒定都恒定不变，不变，nm和和P都与都与Vp成正比，所以此回路也称为成正比，所以此回路也称为恒转矩恒转矩调速调速回路。回路。22mmmpVnpqTmvmVqn2)2)定量泵定量泵变量马达式调速回路变量马达式调速回路恒功率调速恒功率调速3)3)变量泵变量泵变量马达式调速回路变量马达

16、式调速回路这种调节顺序可满足大多数机械中，低速运转时保持较这种调节顺序可满足大多数机械中，低速运转时保持较大转矩，高转速时输出较大功率。调速范围较大，具大转矩，高转速时输出较大功率。调速范围较大，具有较高的效率。有较高的效率。适用于大功率的场合，如起重运输机械、矿山机械等液适用于大功率的场合，如起重运输机械、矿山机械等液压系统中。压系统中。（三）（三） 容积节流调速回路容积节流调速回路 这种回路没有溢流损失，效率较高，速度这种回路没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比单纯容积式调速回路要好。稳定性比单纯容积式调速回路要好。1 1、采用限压式变量泵、采用限压式变量泵和调速阀的容积节流和调速阀的容积

17、节流调速回路调速回路宜用在负载变化不大的宜用在负载变化不大的中、小功率场合。中、小功率场合。2 2、差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路、差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路特点特点：（1 1）无溢流损失，节流损失比用调速阀小，流量与节流）无溢流损失，节流损失比用调速阀小，流量与节流阀调定的开度相适应阀调定的开度相适应（2 2）泵的压力与负载适应）泵的压力与负载适应应用应用：负载变化大，：负载变化大，速度较低的中、速度较低的中、小功率场合。小功率场合。各种调速回路的比较和选用各种调速回路的比较和选用1 1、调速回路比较、调速回路比较 对调速回路的一般要求：对调速回路的一般要求：1)1)在规

18、定的调速范围内调节执行元件的工作速度；在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度；2)2)在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好，在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好，并应在允许的范围内变化；并应在允许的范围内变化；3)3)具有驱动执行元件所需的力或转矩；具有驱动执行元件所需的力或转矩；4)4)使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热尽使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热尽可能小（这对保证运动平稳性亦有利）。可能小（这对保证运动平稳性亦有利）。三类调速回路主要性能比较：三类调速回路主要性能比较：调速阀节流调速、容积调速、容积节流调速回路调速阀节流调速、容积调速、容积节流调速回路机械特性（速度刚

19、性、承载能力）较好；机械特性（速度刚性、承载能力）较好；定压式节流调速、容积调速、容积节流调速回路定压式节流调速、容积调速、容积节流调速回路调速范围较大；调速范围较大；容积调速回路效率最高，容积节流调速和变压式容积调速回路效率最高，容积节流调速和变压式节流调速其次，定压式节流调速回路效率最低。节流调速其次，定压式节流调速回路效率最低。2 2、调速回路的选用、调速回路的选用1)1)考虑执行元件的运动速度和负载的性质考虑执行元件的运动速度和负载的性质 速度低，宜采用节流调速回路；速度低，宜采用节流调速回路； 速度稳定性要求高，宜采用调速阀式调速回路；速度稳定性要求高，宜采用调速阀式调速回路； 速度

20、稳定性要求低，可采用节流阀式调速回路；速度稳定性要求低，可采用节流阀式调速回路； 负载小、负载变化小的，可采用节流调速回路；负载小、负载变化小的，可采用节流调速回路； 负载大、负载变化大的，宜采用容积调速或容积负载大、负载变化大的，宜采用容积调速或容积节流调速回路。节流调速回路。2)2)考虑功率大小考虑功率大小 一般认为：一般认为： 3KW以下，以下，宜采用节流调速回路；宜采用节流调速回路； 35KW，可采用容积节流调速回路或容可采用容积节流调速回路或容积调速回路；积调速回路； 5KW以上，以上，宜采用容积调速回路。宜采用容积调速回路。二、二、快速运动回路快速运动回路 使执行元件在空行程加快运动速度，使执行元件在空行程加快运动速度，以提高系统的工作效率。以提高系统的工作效率。方法：方法：减小执行元件的有效工作面积（差动连接）减小执行元件的有效工作面积（差动连接）增大进入执行元件流量增大进入执行元件流量1液压缸差动联接2双泵供油双泵供油+差动联接3用蓄能器三、速度换接回路三、速度换接回路 速度换接回路的功用是使液压执行元件在速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中，从一个速度变换成另一种一个工作循环中，从一个速度变换成另一种运动速度。运动速度。1