保压、平衡和制动回路

压力控制回路主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第七章液压基本回路2内容提要保压回路1平衡回路2制动回路3一、保压回路有的机械设备在工作过程中，常常要求液压执行机构在其行程终止时，保持压力一段时间，这时需采用保压回路。所谓保压回路，就是使系统在液压缸不动或仅有微小位移下稳定地维持压力。最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路，但是阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。分类：利用液压泵保压的保压回路、利用蓄能器的保压回路。用途：保压回路一般用于工件长时间夹紧、注塑机锁模油缸的保压过程等。一、保压回路利用液压泵的保压回路，也就是在保压过程中，液压泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作。若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；若采用变量泵，在保压时，泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，液压系统的功率损失小，这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。一、保压回路利用蓄能器的保压回路。虎钳夹紧工件的液压原理图，三位四通换向阀左位工作时，虎钳夹紧工件，同时蓄能器充压，压力升高，达到设定压力时，二位二通换向阀换向，使液压泵通过溢流阀卸荷；此时工件的夹紧靠蓄能器释压来维持并补充液压缸的漏油.当蓄能器压力降低到夹紧力下限时，二位二通换向阀断电，液压泵为蓄能器重新冲压。当夹紧结束后，三位四通换向阀右位工作，液压缸活塞杆缩回。本系统可节约能源并降低油温。二、平衡回路平衡回路的功用在于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，调整下落速度，保证它们在任意位置上被锁定。采用顺序阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路使用场合：一般用于具有举升功能的液压系统中，例如液压挖掘机的动臂、起重机的起动臂、液压叉车和正面吊等具有负值负载的场合二、平衡回路采用内控式顺序阀的平衡回路为了防止立式液压缸因自重而自由下落，通过设置背压的方式。如图所示回路，在立式油缸的下腔与一个内控式顺序阀相连。调节单向顺序阀的开启压力，使其稍大于立式液压缸下腔的背压。活塞下行时，由于回路上存在一定背压支承负载重力，活塞将平稳下落；换向阀处于中位时，活塞停止运动。该方案适用于恒重力负载。二、平衡回路采用外控式顺序阀平衡回路换向阀左位工作时，活塞下行，此时液压泵输出的高压油打开液控顺序阀，液压缸有杆腔的背压消失，因而回路效率较高；当换向阀处于中位时，液压缸停止工作，由于此时中位机能是H型，因此液控顺序阀的控制油口处于低压状态，故顺序阀关闭以防止活塞和工作部件因自重而下降。该方案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性较差。该方案适用于变重力负载。二、平衡回路利用液控单向阀的平衡回路如图所示的平衡回路，它的核心元件是液控单向阀。当换向阀处于左位工作时，液压泵输出的液压油进入液压缸无杆腔，也同时作用于液控单向阀的控制口上使液控单向阀反向打开；液压缸有杆腔的液压油经过节流阀和液控单向阀回油箱。当活塞下行速度过快，导致无杆腔的压力降低，而使得作用在液控单向阀控制口上的压力不足以使其反向打开时，液控单向阀关闭，液压缸有杆腔的压力油被封闭，活塞停止运动，直到无杆腔的压力升高到能重新使液控单向阀反向打开为止。当换向阀右位工作时，液压泵输出的压力油经过液控单向阀正向流通，并通过单向节流阀的单向阀进入有杆腔，推动活塞上行，活塞杆缩回。当换向阀处于中位时，由于换向阀的中位机能是H型，因此液压泵卸荷，液控单向阀反向可靠关闭，使活塞及重物能可靠地保持在停止的位置。液压锁二、平衡回路利用液压锁的平衡回路当换向阀处于左位或右位工作时，液压泵输出的液压油经液控单向阀正向流入液压缸，液压缸另一腔的液压油通过反向打开的另一液控单向阀回油箱。当换向阀处于中位时，由于选用的是H型中位机能的换向阀，油口均与油箱相通，因此液压泵卸荷，两个液控单向阀均反向截止，保证了液压缸可靠地停止，使负载不会因重力而自行下落。由于单向阀采用的是座阀结构，密封性好，因此这种方式是最可靠的锁紧液压缸的方式。被广泛应用于工程机械、起重机械等有锁紧和平衡重力的场合。与液压锁配合使用的换向阀的中位机能可以是H型或Y型等能使AB油口与T口相连的形式。其中一个液控单向阀的进油口同时是另一个液控单向阀的控制油口，这种液控单向阀的使用方式称为液压锁三、制动回路利用一中位机能为O型的换向阀来控制液压马达的正转、反转和停止。只要将换向阀移到中间位置，马达停止运转。但由于惯性原因，马达继续转动使得马达制动腔的压力急剧升高，马达出口与换向阀之间管路和元件承受的压力增大，有可能将回油管路或阀件破坏。此时就需要引入制动回路。三、制动回路制动溢流阀装一制动溢流阀，当出口处的压力增加到制动溢流阀所调定的压力时，溢流阀被打开，从而保护了管路和元件免受高压冲击而损坏。三、制动回路制动溢流阀液压马达驱动输送机，在一个方向有负载，另一个方向无负载，即需要有两种不同的制动压力。每个制动溢流阀各控制不同方向的油液。三、制动回路补油单向阀当液压马达停止运转（停止供油时），由于惯性原因，马达会继续旋转，而马达入口处无法供油，造成真空现象。如果在图示的回路中，在马达入口及回油管路上各安装一个开启压力较低（小于0.05MPa）的单向阀，当马达停止时，油箱的油液可经单向阀给马达入口补油，从而避免马达出现吸空而损坏。本节小结保压回路主要目的：液压执行机构在其行程终止时，保持压力一段时间常采用的方法是液压泵保压和蓄能器保压；平衡回路主要目的：防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相