理论机械车液压气动系统

授课人：

培训班名称：铁路大型养路机械司机转岗培训

课题机械车液压、气动系统

目的：熟悉机械车液压元件的功能；了解气动系统组成及基本作

教学目的与业原理。

教学要求要求：此教案让学员熟悉机械车液压元件的功能；了解气动系统

组成及基本作业原理。

重点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原

教学重点与理、气缸、气动控制装置的特、气动回路的组成。

教学难点难点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原理、气

缸、气动控制装置的特、气动回路的组成。

课型理论课

讲授360分钟

课时

其他

分配

合计360分钟

教学方法、手段（教1、方法：讲授法、示范法。2、手段：多媒体课件

具）

教学过程（教学步骤与内容）

【一、组织教学】：引导学生进入学习状态。

【二、导入新课】：通过常用液压原件引入课题.

【三、讲授新课】

液压系统

液压系统是捣固车很重要的组成部分。液压传动相对于其他传动形式，具

有结构简单、布局紧凑、输出能量大，体积小、反应灵敏，可进行无级调速、

容易实现自动控制及过载保护、传动平稳、安全可靠、重量轻、寿命长、更换

容易等优点。

液压系统是由各种不同功能的液压元件组成的。液压元件可以分为动力元

件、控制元件、辅助元件和液压油五大部分。

动力元件：将机械能转变为液压能输出

的元件，统称为液压泵。

控制元件：控制元件有控制压力元件，如减压阀、溢流阀；流量控制元件,

如节流阀、伺服阀；方向控制元件，如电磁阀等。

控制元件能够控制液压系统所需要的力、速度、运动方向，使液压系

统工作协调、平稳、可靠，组成液压系统的控制环节。

执行元件：执行元件是将液压能转变为机械能，驱动机械机构运动，

是液压系统输出力的环节，如液压油缸、液压马达。

辅助元件：辅助元件是指各种管路及管接件、油箱、蓄能器、过

滤器等。辅助元件是液压系统工作油液的储存、过滤和连通等的辅助

件。

液压油：液压油是液压系统传递能量的工作介质，液压油还能把系

统中产生的热量带走，通过散热器传到大气中.

08-32型捣固车的整个液压系统由以下液压回路组成:

1油泵及振动油马达回路

2捣固装置升降及捣固镐夹持液压回路。

3捣固装置横移及夯拍器升降液压回路。

4起拨道装置及作业走行油马达液压回路。

L液压泵的工作原理

液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液

压泵图6-2为一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一

个密封容积a,柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心

轮1旋转使柱塞2作往复运动，使a的密封容积大小发生周期性的交替变化。

当a由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶

开单向R卜时，a腔中吸满的油液将顶

开单向I，京动机输人的机械能转换成

42

液体的I气就不断地吸油和压油。

6-2液压泵工作原理

1一偏心轮；2一柱塞：3-缸体：4弹簧：5、6一单向阀

2.液压泵的特点

单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵

的基本特点。

1.具有若干个密封且又可以周期性变化空间。液压泵输出流量与此空间的

容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。这是容积式液

压泵的一个重要特性。

2.油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。这是容积式

液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱

必须与大气相通，或采用密闭的充压油箱。

3.具有相应的配油机构，将吸油腔和排液腔隔开，保证液压泵有规

律地、连续地吸、排液体。液压泵的结构原理不同，其配油机构也不相

同。图6—2中的单向阀5、6就是配油机构。

容积式液压泵中的油腔处于吸油时称为压油腔。吸油腔的压力决定

于吸油高度和吸油管路的阻力吸油高度过高或吸油管路阻力太大，会使

吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸能力，压油腔的压力则取决于外

负载和排油管路的压力损失，从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关。

容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转

速，而与排油压力无关。但排油压力会影响泵的内泄露和油液的压缩量，

从而影响泵的实际输出流量，所以液压泵的实际输出流量随排油压力的

升高而降低。

液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为

定量泵和变量泵两类;按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大

类。

3.液压泵的主要性能参数

(1)压力

工作压力。液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力

的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流

量无关。

额定压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的

最高压力称为液压泵的额定压力。

最高允许压力。在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允

许液压泵短暂运行的最高压力值，称为液压泵的最高允许压力。

(2)排量和流量

④排量Vo液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得

的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可调节的液压泵称为变量泵；

排量为常数的液压泵则称为定量泵。

⑤理论流量q理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况

下，在单位时间内所排出的液体体积的平均值。显然，如果液压泵的排

量为V,其主轴转速为n,则该液压泵的理论流量为

q二Vn

③实际流量q。液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体

体积称为实际流量实际流量等于理论流量qi减去泄漏流量Aq,即

q=qi-Aq

④额定流量qn。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定(如在

颔定压力和额定转速下)必须保证的流量。

(3)功率和效率

液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分。

积损失。容积损失是指液压泵流量上的损失，液压泵的实际输出流

量总是小于其理论流量，其主要原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、

油液的压缩及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液黏度大及液压泵转

速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积损失用

容积效率来表示。容积效率n

等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比，即

口=^qi-Aq=1_Aq

qiqiqi

因此液压泵的实际输出流量q为

q=qin=VnH

式中F——液压泵的排量(m3/r)；

n---液压泵的转速(r/s)o

液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增大而减小，且随液压泵

的结构类型不同而异，但恒小于1。

②机械损失。机械损失是指液压泵在转矩上的损失。液压泵的实际

输入转矩TO总是大理论上所需要的转矩TI,其主要原因是由于液压泵体

内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩损失以及液体的黏性

而引起的摩擦损失。液压泵的机械损失用机械效率表示机械效率等于液

压泵的理论转矩Ti与实际输入转矩TO之比，设转矩损失为AT,则液压

泵的机械效率为

Ti1

(4)液压泵的功率

①输人功率pi。液压泵的输人功率是指作用在液压泵主轴上的机

械功率，当输人转矩为TO,角速度为w时，有

Pi=T0w

②输出功率P0液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实

际吸、压油口间的压差Ap和输出流量q的乘积，即

P=Apq

式中Ap一液压泵吸、压油口之间的压力差(N/m2)

q一液压泵的实际输出流量(m3/s)

P一液压泵的输出功率(N・m/s或W)

在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油的压力差往往用

液压泵出口压力P代入。

(5)液压泵的总效率

液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值，

即

PApqApqm

n=丁茄=可肉v『所

nm

式中，Apqi/w为理论输入转矩Ti。

由式可知，液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，所

以液压泵的输人功率也可写为

PjJpq

n

4.液压泵分类

液压泵分类

按液压系统中常用的泵结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三种。

齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较

便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。

叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运

转平稳、噪声小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。

柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用于大功率

液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁

度要求高。

一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他

形式的液压泵，如螺杆泵等。

选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能

的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小

确定其规格型号。

一般来说，由于各类液压泵各自突出的特点，其结构、功用和动转

方式各不相同，因此应根据不同的使用场合选择合适的液压泵。一般在

机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵；而在筑

路机械、港口机械及小型工程机械中往往选择抗污染能力较强的齿轮泵;

在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。

叶片泵是用叶片组成密封容积空间，在转子转动过程中容积发生变

化，从而实现吸油-排油过程。叶片泵分单作用式和双作用式两大类，单

作用式叶片泵为变量泵，双作用式叶片泵为定量泵。定量泵除单泵外，

还有双联、多联、双级定量泵等多种形式，变量泵也有限压式、稳流式

变量泵等形式。

图6-5为大型养路机械上使用的T6DC型双联叶片泵的结构。T6DC

型双联叶片相当于两个单级作用叶片泵的组合。泵的两套转子、定子和

配油盘等装一个泵体内。泵体有一个公共吸油口，两个单独的排油口。

两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转。两个泵的流量按需要选择。

图6-5T6DC型双联叶片泵结构

后端盖；2-后配油盘；3-泵体；4-转子；5-叶片；6-定子；7-前配

油盘；

8-轴承；9-前端盖；10-传动轴

双联叶片泵的流量可以分开使用，也可以合并使用。当运动部件在

高速轻我运行时，可由两个泵同时供给低压油；在重载慢速时，可由高

压小流量泵单独供油，而大流量泵卸荷。

采用双联叶片泵可以节省功率损耗，减少油液发热，提高系统的总

效率，所以得到广泛的应用

二、液压马达

1.液压马达分类

液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液

压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。从能量转换的观点

来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输

入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由

外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。这是由于液压泵与液压马达

具有同样的基本结构要素：密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油

机构。但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对各自的性能要

求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别.

(1)动力不同液压马达是靠输入液体压力来启动工作的，而液压泵

是由电动机等其他动力装置直接带动的，因此结构上有所不同。液压马

达容积密封必须可靠，为此叶片式马达叶片根部设有预压弹簧，使叶片

始终贴紧定子，以保证马达顺利启动。

(2)配流机构液压马达有正、反转要求，所以配流机构是对称的，

进、出油口孔径相等。而液压泵一般是单向旋转，其配流机构及卸荷槽

不对称，进油口孔径都比出油口大。

(3)自吸性能差异液压马达依靠压力油工作，不需要有自吸能力，

而液压泵必须有自吸能力。如轴向柱塞泵改成液压马达口寸，柱塞回程弹

簧不需要安装，但在实际应用中，为防止柱塞脱空，加一定背压为好。

(4)防止泄漏形式不同液压泵常采用内泄漏形式，内部泄漏口直接

与液压泵吸油口相通而液压马达是双向运转、高之低压油口互相变换，

当用出油口节流调速时，产生背压，使内泄漏孔压力增高，很容易因压

力冲击损坏密封圈。所以，若用液压泵作液压马达时，应采用外泄漏式

结构。

(5)容积效率不同液压马达容积效率比较低，所以，液压马达的转

速不宜过低，即供油的流量不能太低。

(6)液压马达启动转矩大为使启动转矩与工作状态尽量接近，要求

其转矩脉动要小，内部摩擦要小，齿数、叶片数、柱塞数应比相应的液

压泵多。液压马达轴向间隙补偿装置的压紧力比液压泵小，以减小摩擦。

由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压

马达和液压泵不能互逆使用.

液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500

r/min的属于高速马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。

高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式

等。高速液压马达的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制

动，调速和换向的灵敏度高。通常高速液压马达的输出转矩不大（仅几

十牛顿•米到几百牛顿•米），所以又称为高速小转矩液压马达。

液压马达也可按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞

式和其他形式。

一、气动技术基本知识

气动技术中常用的单位

1个大气压二760nimHg

=1.013bar

=101kpa

压力单位换算

2-572-5

1N/m=10bar=1.02x1o~kgf/mm=1.02xiokgf/c疔

Ikgf/cm2=0.IMpa

气动控制装置的特点

⑴空气廉价且不污染环境，用过的气体可直接排入大气

⑵速度调整容易

⑶元件结构紧凑，可靠性高

⑷受湿度等环境影响小

⑸使用安全便于实现过载保护

⑹气动系统的稳定性差

⑺工作压力低，功率重量比小

⑻元件在行程中途停止精度低

气动系统的组成

气动系统基本由下列装置和元件组成

(1)气源装置一一气动系统的动力源提供压缩空气

(2)空气处理装置一一调节压缩空气的洁净度及压力

(3)控制元件

方向控制元件一一切换空气的流向

流量控制元件一一调节空气的流量

(4)逻辑元件一一与或非

(5)执行元件一一将压力能转换为机械功

(6)辅助元件一一保证气动装置正常工作的一些元件

二、空气处理元件

压缩空气中含有各种污染物质。由于这些污染物质降低了气动元件

的使用寿命。并且会经常造成元件的误动作和故障。表1列出了各种空

气处理元件对污染物的清除能力。

1.空气滤清器

空气滤清器又称为过滤器、分水滤清器或油水分离器。它的作用在

分、油分等杂质,使压缩空气得到初步净化。

支GMTI空气过滤器

|AF系列

油雾器油雾分离器

i

恸AL系列AFM系列

I

AL3000-AL2000i■AFM2000

油雾分离器

油雾分离器又称除油滤清器。它与空气滤清器不同之处仅在于所用

过滤元件不同。空气滤清器不能分离油泥之类的油雾，原因是当油粒直

径小于2〜3口m时呈干态，很难附着在物体上，分离这些微粒油雾需用

凝聚式过滤元件，过滤元件的材料有：

活性炭

用与油有良好亲和能力的玻璃纤维、纤维素等制成的多孔滤芯

空气干燥器

为了获得干燥的空气只用空气滤清器是不够的，空气中的湿度还是

几乎达100%。当湿度降时，空气中的水蒸气就会变成水滴。为了防止水

滴的产生，在很多情况下还需要使用干燥器。干燥器大致可分为冷冻式

和吸附式两类。

空气处理装置

空气滤清器、调压阀和油雾器等组合在一起，即称为空气处理装置。

空气处理三联件（FRL装置）

空气处理三联件俗称气动三大件。它是由滤清器、调压阀和油雾器

三件组成的，

空气处理双联件

这是由组合式过滤器减压阀与油雾器组成的空气处理装置。

空气处理四联件

它是由滤清器、油雾分离器、调压阀和油雾器四件组成，用于需要

优质压缩空气的地方。

调压阀（减压阀）

调压阀是输出压力低于输入压力，并保持输出压力稳定的压力控制

元件。由于大多是与滤清器和油雾器连成一体使用，所以把它分在空气

处理元件一类中。

油雾器

气动系统中有很多装置都有滑动部分如：气缸体与活塞，阀体与阀

芯等。为了保证滑动部分的正常工作需要润滑，油雾器是提供润滑油的

装置

三、控制元件

方向控制阀

方向控制阀是气动控制回路中用来控制气体流动方向和气流通断，

从而使气路中的执行元件能按要求方向进行动作的元件。在各类元件中,

方向控制阀的种类最多。主要有换向阀和单向阀两大类。前者包括电磁

阀，气控阀等，后者主要有单向阀，梭阀等，应用都很广泛。

换向阀

换向阀主要有转阀和滑阀两大类本公司主要使用滑阀结构的换

向阀。

滑阀依靠其中的滑柱式阀芯处在不同位置上来接通或切断气路的。

一般地讲，阀芯的切换位置主要有二个或三个，即有二位阀和三位阀之

分。

三位

一位中也封闭中位加长中位卸压

二通mm

pp

A

三通1LI1•L

TTA

PRPRPR

AB_IBABAB

LX

■

四通FTXLXX

PRPRPRPR

ABAB1BAB

五通

IAILLAJAJ:也Ai.id-ArT

riPB2UPR2B1PI2MPR2

表2

表中口代表了阀的一个切换位置，故而有几个长方形表示该阀是几

位的。长方形中的箭头T1表示在该位置上气流流动的方向，,则表示在

这一位置上气流被切断。

二位阀有自复位和自保持两种°二位阀的阀芯除了可以停在阀体的

两端外，还可有一个中间位置。

气动阀通过气压信号切换阀芯，分成直接作动式和间接作动式两种,

气动阀犹如去掉了电磁线圈后的电磁阀。由于采用气压信号控制，所以

动作慢，不能指望像电磁阀那样高速动作，但寿命一般都较长。气动控

制阀与电磁阀的区别是不用电磁铁，因而控制信号不是电信号而是气压

信号，常用于防爆场合或不用电的简易生产线上。

单向阀

当有铺从遗气口进入期腌下的I开皆

n使位翱，员自从出气强领崔队另

一如M蝴.

如图1单向阀只允许气流沿一个方向流动而不能反向流动。单向阀

用在气路中需要防止空气逆流的场合，还可用在气源停止供气时需要保

持压力的地方。梭阀相当于两个单向阀合成，有两个进气口，一个出气

口，因而无论哪个进气口进气，出口总有输出，且出口总和压力高的进

气口相联。双压阀则是“与”的功能，只有两口均有气流时才会使出口

有输出。

图2为快速排气阀的工作原理。当P腔名气后,活塞上移，阀口2

开，阀口1闭，PA接通。当排气时，活塞下移，阀口2闭1开，A

R接通，管路气体从R口排出。快速排气阀主要用于气缸排气，以加速气

缸的动作。

流量控制阀

在气动系统中，如要对气缸运动速度加以控制或需要延时元件计时

时，就要控制压缩空气的流量。在流量控制时，只要设法改变管道的截

面就可。

流量控制阀分为节流阀，速度控制阀和排气节流阀数种等。

节流阀

可调式节流阀依靠改变的流通面积来调节气流。

速度控制阀

速度控制阀由节流阀和单向阀组合而成。故而又叫单向节流阀，通

过调节流量达到控制执行元件速度的目的。

压力控制阀

压力控制阀是利用阀芯上的气压作用力和弹簧力保持平衡来进行工

作的，平衡状态的任何破坏都会使阀芯位置产生变化，其结果不是改变

阀口开度的大小（例如溢流阀、减压阀），就是改变阀口的通断（例如

安全阀，顺序阀）。

1.溢流阀

溢流阀由进口（P）处的气压压力控制阀芯动作，当进口处压力

达到预设值时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口导通，从而实现溢流作

用。如图3（a）所示。

pp

P〈P软阳。P>P摄

p

F>P预

(a)(b)

2.减压阀

减压阀则是由出口处压力驱动阀芯，当出口处压力达到预设值时

阀芯克服弹簧力动作使得进、出口截断，从而实现减压作用。如图3（b）

所示。

各种阀的符号见附表1

四、执行元件

气动系统中将压缩空气的压力转换成机械能，从而实现所要求运动

的驱动元件，称为执行元件。它分为气缸和气动马达两大类。相对于液

压和机械传动，它结构简单，维修方便。但由于压缩空气的压力通常为

0.3-0.6Mpa故而输出力小。

气缸是用压缩空气作动力源，产生直线运动或摆动，输出力或力矩

做功的元件。

主要气缸主要类型和特点见附表2。

五、气动回路

（一）回路设计基础

路的构成（图4）

驱动由今

指示灯

控制部分稣部分

14

2）控制方式

（二）驱动回路

1.驱动气缸的基本回路

在通常使用的气缸中有单作用气缸和双作用气缸。以下介绍驱动这

些气缸的基本回路。

单作用气缸只在一个方向上的运动靠压缩空气驱动，靠弹簧力的作

用回程。

气源三联件

图5为使用单作用气缸作往复运动的气路图。换向阀（电磁阀）使

用二位三通阀。换向阀的P口与气源净化装置相连接,A口与气缸相连接。

速度捽制阀接在换向阀与气缸之间°速度捽制阀有方向性，连接时不可

接反。

回路的动作动原理如下：

在初始位置时，P口封闭，气缸的气缸盖一•侧通过速度控制阀的单向

阀和换向阀直接与大气相通。气缸活塞靠弹簧力的作用停止于完全缩回

的位置.当电磁阀通电换向时,气源通过速度控制阀给气缸供气,压缩弹

簧使活塞前进.调整速度控制阀节流孔的大小,可以控制活塞前进速度.

当电磁阀断电恢复到初始位置时,P口再次封闭,气缸内空气排出.活塞在

弹簧力作用下后退并返回原点.这时气缸的速度不能控制.

2）双作用气缸的驱动回路

图6为使双作用气缸作往复运动的气路图。换向阀使用二位五通阀

（二位四通阀也可以），换向阀的P口与气源静化装置相连接。A口与气

缸杆一侧的接口相连，B口与气缸盖一侧的接口相连。速度控制阀接在换

同阀与气缸之间（注意方向与单作用气缸时相反）。

在初始位置时，P口与气缸杆一侧相通，另一方面，气缸盖一侧通过

换向阀与大气相通。这时气缸活塞处于后死点的位置上。当电磁阀通电

换向时，气缸盖一侧通压缩空气，气缸杆一侧空气排出，活塞前进。活

塞的速度由速度控制阀①调整。当电磁阀断电回到初始位置时，气缸杆

一侧充气，气缸盖一侧排气，活塞后退。后退的速度由速度控制阀②调

整。

图6

2.气缸的速度控制回路

基于不同的目的和条件，可使用各种回路对气缸进行速度控制。下

面介绍通常使用的基本回路。

入口节流式

Uiiimif

换向阀侧气缸侧pf'电磁阀侧

IIjJJ—

图7气缸侧

照人型

（人口节流）

这种方式通过调节供给气缸的流量，对气缸的速度加以控制。图7

示出了这种方式的路图。来自换向阀的空气流过速度控制阀时，单向阀

关闭，气流只有通过节流阀流向气缸，因为节流阀是可调的，所以通过

调整节流阀便可设定气缸活塞的速度。气流反向流动时，即从气缸一侧

流向阀一侧时，单向阀可开，空气流量不受控制（自由流）。

在入口节流方式中，气缸出口一侧排气较快，因而容易受到所供气

压变动的影响。对于所加负载为变动负载的情况，速度稳定性差，因而

除了特殊回路（例如防止失控回路等），一般都采用下面将要介绍的出

气缸侧

限出空

（出口节流）图8

口节流式。

出口节流式

这种方式通过调节气缸的排气流量来控制气缸速度。图8示出了这

种方式的回路图。注意，速度控制阀的方向与入口节流式相反。来自换

向阀的空气流过速度控制阀时，单向阀打开，于是成为自由流，气流在

不受控制的情况下流向气缸。而来自气缸一侧的空气使单向阀关闭，由

节流阀调节流量，从而控制气缸活塞的速度。

在气缸的两个口都按出口节流式连接速度控制阀时，活塞靠两侧的

压差（由排气一侧的速度捽制阀调整）动作「因此，在负载变动的情况

下，它比入口节流方式有更好的速度稳定性。出口节流是应用得最普通

的方式。

排气节流式

这种方式是将节流阀连接在换向阀的排气口上，调节排气的流量来

控制气缸的速度。因为气缸的进气气流不经过节流阀，所以不需要单向

阀。在调节排气流量来实现速度控制这一点上，它同出口节流式完全相

同，不过，如果气缸与换向阀之间的管路较长，这一部分就成了气罐，

使回路的响应变差，负载变动时，速度就会不稳定。

图9为排气节流式的回路图。

基本回路，

应用各种机能不同的电磁换向阀，可以构成不同的驱动回路。下面

介绍几种基本的驱动回路。

单作用气缸的往复动作回路

图5所示的即为单作用气缸的往复动作回路。但由于它是采用单向

的入口节流方式，所以气缸活塞的速度只有在伸出时受到控制。如果希

望在缩回时（靠弹簧力作用）控制其速度，可以在换向阀与气缸之间，

再反向串联一个速度调节阀，构成出口节流调速，或是在换向阀的RD

上连接一个节流阀，构成排气节流方式。

双作用气缸往复动作回路

图6所示的即为双作用气缸往复动作回路。

这个回路中，使用的电磁阀是单电磁铁弹簧复位的，线圈通电时气

缸伸出并保持在前死点位置°一旦断电，电磁复位，气缸马上后退°

所以，它适用于遇到紧急情况（例如电源断电）希望气缸活塞返回

初始位置的场合。

带自保持功能的双作用气缸往复动作回路

若希望在遇到紧急情况时气缸活塞能保持现行位置，可采用图10所

示的回路。

与图6相比，这个回路只是用带自保持功能的双电磁铁电磁阀代替

了弹簧复位的单电磁铁电磁阀。这种电磁阀在一侧线圈通电切换后，它

可以在遇到紧急情况（例如电源断电）时立即停止不动。

这种回路普遍用于卡紧物体或抓持重物的气动路中。

双气源供气回【路

这是将气源分别连接到二位五通阀的RI、R2接口上使用的回路。P

口为公共排气口，气缸与电磁阀之间的连接与通常的连接相反。图11示

出了其回路图。

在诸如用气缸升降重物等场合，当气缸伸出、缩回时，负载会有较

大的不平衡。这时可采月这种双气源供气回路。一般只对一个供气口（气

缸上无负载作用的一侧）的压力进行减压，以取得压力（包括负载）平

衡.由于一般调压阀空气不能反向流动,所以调压阀应接在电磁阀之前.

此外,并不是所有种类的电磁阀都允许从R口供气，使用时要注意选择可

从R口供气的电磁阀.

e）中途位置停止回路（中位封闭式）

图12示出了使用中位封闭式三位五通换向阀使气缸在中途任意位置

停止的回路。

如果让线圈①，②交替通电，断电，那么，同使用二位五通阀时一

样，气缸活塞将作往复运动。在活塞运动过程中，如果两个线圈都断电,

则电磁阀靠弹簧作用返回中位，接口全部被封闭。气缸靠推力差（包括

负载的气缸盖一侧同气缸杆一侧的推力差）少许移动一段后停止。当无

负载时，气缸杆一一侧活塞的受压面积较小，所以气缸活塞往气缸杆一侧

移动。停止后，如果气缸、配管、电磁阀没有泄漏，活塞将保持在停止

位置上，当线圈①或②再次通电时，活塞重新做前进或后退。这样，虽

然可以让活塞在中途停止，但由于空气有压缩性，所以不能期望有较高

的停止精度。此外，有的电磁阀（滑阀）允许有一定的泄漏，所以在长

时间停止于中位时，活寒会缓慢的漂移运动。在回路中添加锁紧回路（由

双个气控单向阀构成）可避免这种现象。

这种回路适用于对停止位置精度没有要求，停止后不希望活塞能自

由移动的场合。

中途位置停止回路（中位排气式）

图13图M

本回路同e）节所介绍的回路基本相同，但使用中位排气式

的三位五通阀。图13是它的回路图。当两个线圈都有断电时，气缸活塞

两侧分别通过A,R1口和B,R2口接通大气。气缸活塞上两侧压力消失。

当外力施加于气缸杆时，活塞将移动。这种回路适用于停止后希望允许

外力拖动气缸的场合。

不过，在停止的状态下，如果线圈通电，由于在通电瞬间气缸内没

有压力，出口节流不起作用，会使活塞突然快速运动°这种现象称为飞

缸。为避免飞缸现象，可将调速方式改为入口节流式，但最好使用下面

介绍的双气源供气的回路。

中途位置停止回路（双气源供气回路）

本回路与d）节所介绍的一样，是双气源供气回路，它使用中位排气

式三位五通阀，图14是它的回路图。本回路驱动气缸活塞运动方面与e）

节与f）节所介绍的回路基本相同，若在运行中途，电磁阀两个线圈全都

断电，则由R1R2口分别向气缸两侧供气，从两侧向活塞加压。这时，靠

调压阀设定压力，以取得包括负载在内的推力平衡。这样，便抵消了由

于加在气缸上的负载以及受压面积的不同所引起的推力差，使活塞中途

停止。

由于活塞两侧推力平衡，所以对活塞杆施加外力时.，可拖动活塞运

动。又由于活塞两侧始终保持一定压力，所以在线圈通电瞬间不会出现

飞缸现象。需要注意的是，所使用的电磁阀应选用允许从R1R2口供气的。

还要根据加在气缸上的负载作用力的方向，考虑调压阀应安装在R1还是

R2口上。

应用回路

在气动回路中有各种应用回路，它们都是根据不同的使用目的而作

了周密考虑的。下面介绍一些常用的实例。

1）快速回路（快速排气回路）

这种回路用在当系统的功能要求气缸高速动作的场合，或者希望缩

短循环时间的场合。图15示出了用快速排气阀使气缸活塞实现快速后退

的回路图。

电磁阀侧

排气侧

SMC快速排气阀

气缸侧