液壓系統(tǒng)的基本回路總結

1、精心整理目錄1液壓基本回路的原理及分類2換向回路3調壓回路4減壓回路5保壓回路、6調速回路7卸荷回路8緩沖回路9平衡回路液壓基本回路及原理由一些液壓元件組成的，用來完成特定功能的典型回路稱為j I液壓基本回路。常見液壓回路有三大類：1方向控制回路：它在液壓系統(tǒng)中的作用是控制執(zhí)行元件的啟動，停止或運動方向！2壓力控制回路：他的作用是利用壓力控制閥來實現系統(tǒng)的 壓力控制，用來實現穩(wěn)壓、減壓、增壓和多級調壓等控制， 以滿足執(zhí)行元件在力或轉矩及各種動作對系統(tǒng)壓力的要求3速度控制回路：它是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，用來控制 執(zhí)行元件的運動速度。換向回路:用二位三通、二位四通、三位四通換向閥均可使液壓缸或液

2、壓馬達換向!D如A1-1是采用三位四通換向閥的換向回路， 在這里的換向回路換 向閥換向的時候會產生較大的沖擊，因此這種回路適合于運動部件的 運動速度低、質量較小、換向精度要求不高的場所。11 rLr： ：）A1-2:圖A1-2為用電液換向閥的換向回路。電液換向閥是利用電磁閥來*,*. I j _ 控制容量較大的液動換向閥的，因此適用于大流量系統(tǒng)。這種換向回 路換向時沖擊小，因此適用于部件質量大、運動速度較高的場所。調壓回路負載決定壓力，由于負載使液流受到阻礙而產生一定的壓力，并且負載越大，油壓越咼！但最咼工作壓力必須有定的限制。為了使系統(tǒng)保 持一定的工作壓力，或在一定的壓力范圍內工作因此要調整

3、和控制整 個系統(tǒng)的壓力.1.單級調壓回路丨X匕出J.1111o ?在圖示的定量泵系統(tǒng)中，節(jié)流閥可以調節(jié)進入液壓缸的流量，定量泵輸出的流量大于進入液壓缸的流量，而多余油液便從溢流閥流回油箱。調節(jié)溢流閥便可調節(jié)泵的供油壓力，溢流j ,閥的調定壓力必須大于液壓缸最大工作壓力和油路上各種壓力損失的總和。為了便于調壓和觀察，溢流閥旁一般要就近安裝壓力表。j I3.多級調壓回路?在不同的工作階段，液壓系統(tǒng)需要不同的工作壓力，多級調壓回路便可實現這種要求。o ? ?圖（a）所示為二級調壓回路。圖示狀態(tài)下，泵出口壓力由溢流閥3調定為較高壓力，閥2換位后，泵出口壓力由遠程調壓閥 1調為較低壓力。?圖（b）為三級

4、調壓回路。溢流閥1的遠程控制口通過三位四通換向閥 4分 別接遠程調壓閥2和3，使系統(tǒng)有三種壓力調定值；換向閥在左位時，系統(tǒng)壓力由閥2調定，換向閥在右時，系統(tǒng)壓力由閥 3調定；換向閥在中位時，系統(tǒng)壓 力由主閥1調定。o ?在此回路中，遠程調壓閥的調整壓力必須低于主溢流閥的調整壓力，只有這樣遠程調壓閥才能起作用圈&耳多級調壓叵蹈圖&26多級調壓回路減壓回路1在單泵供油的液壓系統(tǒng)中，某個執(zhí)行元件或某個支 路所需要的工作壓力低于溢流閥調定的系統(tǒng)壓力，并 要求有較穩(wěn)定的工作壓力，一些輔助油路，如控制油 路，夾緊油路等的油壓往往要低于主油路的調定壓力, 這種情況下，就需要減壓回路了?，在工作時往往需要穩(wěn)定

5、的低壓，為此，在該支路上需串接一個減壓閥圖（a）。 圖（b）所示為用于工件夾緊的減壓回路。夾緊工作時為了防止系統(tǒng)壓力降低 （例 如送給缸空載快 進）、油液倒流，并短時保壓，通常在減壓閥后串接一個單向閥 圖示狀態(tài)，低壓由減壓閥1調定；當二通閥通電后，閥1出口壓力則由遠程調 壓閥2決定，故此回路為二級減壓回路。保壓回路1用定量泵和溢流閥直接保壓，圖a所示，在執(zhí)性元件已達到工作行 程的終點后，泵1仍然繼續(xù)供油，以保持壓力。這時，液壓泵1輸出的壓力油少量用于保壓，幾乎全部通過溢流閥2溢流。這種保壓方r法功率消耗大，油溫升高，適用于流量不大，短時間保壓場合I J *, Zy 1I !2用蓄能器保壓，圖b

6、所示，進給油路3和夾緊油路5公用一套液 壓泵驅動。為了保證進給液壓缸快速運動時， 不許夾緊液壓缸的壓力 下降，即工件仍被夾緊，回路中設置了蓄能器 6和單向閥4當進給j ,液壓缸快速運動時，單向閥4關閉，講進給油路與夾緊油路隔開，這 樣，蓄能器6忠的壓力油將補償夾緊油路的泄漏， 使其保持夾緊工件 的壓力。這種保壓方法的特點是保壓時間長，壓力穩(wěn)定性好，但必須1 I向蓄能器充液。3用液控單向閥保壓：圖C所示，當液壓缸下行終止，抵住工件， 油路壓力達到保壓數值時，壓力繼電器 4發(fā)出電信號，使換向閥3 回復中位，液控單向閥立即關閉，液壓泵卸荷，而液壓缸上腔的壓力， 由液控單向閥的內錐閥關閉的嚴密性來保證

7、， 這種保壓方式特點是保 壓時間短，能保壓10MIN4用保壓液壓泵保壓：圖d所示，保壓液壓泵5的流量很小，液壓 缸上腔保壓時，壓力繼電器 4發(fā)出電信號，主液壓泵1卸荷，保壓 液壓泵5供油保壓。這種保壓方法的特點是保壓時間長調速回路822采用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路根據流量控制元件在回路中安放的位置不同，分為進油路節(jié)流 調速，回油節(jié)路流調速，旁路節(jié)流調速三種基本形式，下面以定量泵 -液壓缸為 例，分析采用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路的機械特性、功率特性等性能。 t r8.2.2.1進油路節(jié)流調速回路X1 2丫 Ffn 二“ p | I 1 | r如圖8.3所示，將節(jié)流閥串聯在液壓泵和缸之間，用它

8、來控制進入液壓缸的流量從而達到調速的目的，稱為進油路節(jié)流調速回路。在這種回路中，定量泵輸 : f-J:I I二.I(8.4)于是qi = CAT C ： pT ) qi 二 CANPp - Pi)m 嚴(Pp-刊式中C與油液種類等有關的系數;AT 節(jié)流閥的開口面積；1 IPt 節(jié)流閥前后的壓強差，Pt = Pp 一 Pi ；m 為節(jié)流閥的指數；當為薄壁孔口時，m=0.5。式(8.4)即為進油路節(jié)流調速回路的速度負載特性方程，它描述了執(zhí)行元件的速度：與負載F之間的關系。如以：為縱坐標，F為橫坐標，將式(8.4)按不同節(jié) 流閥通流面積at作圖，可得一組拋物線，稱為進油路節(jié)流調速回路的速度負載 特性

9、曲線，如圖8.4所示。由式(8.4)和圖8.4可以看出，其它條件不變時，活塞的運動速度與節(jié)流閥通流面積Ar成正比，調節(jié)at就能實現無級調速。這種回路的調速范圍較大，Rcmax maxmin:100。當節(jié)流閥通流面積AT定時，活塞運動速度：隨著負載F的增加按拋物線規(guī)律下降。但不論節(jié)流閥通流面積如何變化，當 F = PpAi時， 節(jié)流閥兩端壓差為零，沒有流體通過節(jié)流閥，活塞也就停止運動，此時液壓泵的全部流量經溢流閥流回油箱。該回路的最大承載能力即為Fmax二ppA!(2 )功率特性調速回路的功率特性是以其自身的功率損失(不包括液壓缸，液壓泵和管路 t r中的功率損失)、功率損失分配情況和效率來表達

10、的。在圖8.3中，液壓泵輸出I J *! /J 1J功率即為該回路的輸入功率，即：Pp 1 PP qp液壓缸輸出的有效功率為:qi二 PNi回路的功率損失為：1 Ip = pp-pi = Ppqp - pg二 Pp(q9)(Pp 一 pjq=Pp q 的(8.5)式中 q 溢流閥的溢流量。心q = qP 一 qi由式(8.5)可知，進油路節(jié)流調速回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失pi = pp 9和節(jié)流功率損失p2= Prqi o回路的輸出功率與回路的輸入功率之比定義為回路的效率。進油路節(jié)流調速回路 的回路效率為:Pp - PPiqi一ppppqp(8.6)8.222回油路節(jié)流調速回路如

11、圖8.5所示，將節(jié)流閥串聯在液壓缸的回油路上，借助節(jié)流閥控制液壓缸 的排油量來調節(jié)其運動速度，稱為回油路節(jié)流調速回路。采用同樣的分析方法可以得到與進油路節(jié)流調速回路相似的速度負載特性:CAT二 A1 m(PpA - F)m(8.7)其功率特性與進油路節(jié)流調速回路相同。圖8.5回油路節(jié)流調速回路雖然進油路和回油路節(jié)流調速的速度負載特性公式形式相似，功率特性相同，但它們在以下幾方面的性能有明顯差別，在選用時應加以注意。(1) 承受負值負載的能力所謂負值負載就是作用力的方向與執(zhí)行元件的運動 方向相同的負載?；赜凸?jié)流調速的節(jié)流閥在液壓缸的回油腔能形成一定的背壓， 能承受一定的負值負載；對于進油節(jié)流調速

12、回路，要使其能承受負值負載就必須 在執(zhí)行元件的回油路上加上背壓閥。 這必然會導致增加功率消耗，增大油液發(fā)熱 量；(2) 運動平穩(wěn)性回油節(jié)流調速回路由于回油路上存在背壓，可以有效地防止空氣從回油路吸入，因而低速運動時不易爬行；高速運動時不易顫振，即運動平 穩(wěn)性好。進油節(jié)流調速回路在不加背壓閥時不具備這種特點；(3) 油液發(fā)熱對回路的影響進油節(jié)流調速回路中，通過節(jié)流閥產生的節(jié)流功率損失轉變?yōu)闊崃浚徊糠钟稍l(fā)出去，另一部分使油液溫度升高，直接進 入液壓缸，會使缸的內外泄漏增加，速度穩(wěn)定性不好，而回油節(jié)流調速回路油液 經節(jié)流閥溫升后，直接回油箱，經冷卻后再入系統(tǒng)，對系統(tǒng)泄漏影響較??；(4) 啟動

13、性能回油節(jié)流調速回路中若停車時間較長，液壓缸回油箱的油液會 泄漏回油箱，重新啟動時背壓不能立即建立，會引起瞬間工作機構的前沖現象， 對于進油節(jié)流調速，只要在開車時關小節(jié)流閥即可避免啟動沖擊。綜上所述，進油路、回油路節(jié)流調速回路結構簡單，價格低廉，但效率較低，只 宜用在負載變化不大，低速、小功率場合，如某些機床的進給系統(tǒng)中。q -沙產 118.223旁油路節(jié)流調速回路亦 / J ； p把節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實現速度調節(jié)的回路，稱為旁油路節(jié)流調速回路。如圖8.6所示，在這個X . Xi I w- I回路中，由于溢流功能由節(jié)流閥來完成，故正常工作時，

14、溢流閥處于關閉狀態(tài)， 溢流閥作安全閥用，其調定壓力的最大負載壓力的1.11.2倍，液壓泵的供油壓力Pp取決于負載。1 I圖8.6旁油路節(jié)流調速回路(1)速度負載特性考慮到泵的工作壓力隨負載變化，泵的輸出流量qp應計入泵的泄漏量隨壓 力的變化qp，采用與前述相同的分析方法可得速度表達式為： .q qp9p-9 4廠燈弋州(十)“U ” ”A1A1Ai(8.8)式中qpt 泵的理論流量；k泵的泄漏系數，其余符號意義同前(2 )功率特性回路的輸入功率Pp = Piqp回路的輸出功率Pi 二 F 二 piAi 二 piqi回路的功率損失I V *!1蟲P = Pp P = pep Pei = p?q(

15、8.9)回路效率V，、 ” “If=Pi 二 pg 二 qiPp piqp qP(8.10)由式(8.9)和式(8.10)看出，旁路節(jié)流調速只有節(jié)流損失，而無溢流損失， 因而功率損失比前兩種調速回路小，效率高。這種調速回路一般用于功率較大且 對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。使用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路，速度受負載變化的影響比較大，亦即速度負載 特性比較軟，變載荷下的運動平穩(wěn)性比較差。 為了克服這個缺點，回路中的節(jié)流 閥可用調速閥來代替。由于調速閥本身能在負載變化的條件下保證節(jié)流閥進出油 口間的壓強差基本不變，因而使用調速閥后，節(jié)流調速回路的速度負載特性將得 到改善。但所有性能上的改進都是以加大流量控制

16、閥的工作壓差，亦即增加泵的供油壓力為代價的。調速閥的工作壓差一般最小須0.5MPa，高壓調速閥需i.OMPa 左右。圖8.7變量泵-定量馬達容積調速回路圖8.8變量泵-定量馬達容積調速回路工作特性曲線823.容積調速回路容積調速回路可用變量泵供油，根據需要調節(jié)泵的輸出流量，或應用變量液 壓馬達，調節(jié)其每轉排量以進行調速，也可以采用變量泵和變量液壓馬達聯合調 t r速。容積調速回路的主要優(yōu)點是沒有節(jié)流調速時通過溢流閥和節(jié)流閥的溢流功率計I1I v *, /r1I損失和節(jié)流功率損失。所以發(fā)熱少，效率高，適用于功率較大，并需要有一定調-卩丨！ 速范圍的液壓系統(tǒng)中。容積調速回路按所用執(zhí)行元件的不同，分

17、為泵-缸式回路和泵-馬達式回路。這里勺 廠主要介紹泵-馬達式容積調速回路。8.2.3.1變量泵-定量馬達式容積調速回路圖8.7為變量泵-定量馬達調速回路?；芈分袎毫苈飞系陌踩y4，用以1 I防止回路過載，低壓管路上連接一個小流量的輔助油泵 1，以補償泵3和馬達5 的泄漏，其供油壓力由溢流閥 6調定。輔助泵與溢流閥使低壓管路始終保持一 定壓力，不僅改善了主泵的吸油條件，而且可置換部分發(fā)熱油液，降低系統(tǒng)溫升。在這種回路中，液壓泵轉速np和液壓馬達排量vm都為恒值，改變液壓泵排 量VP可使馬達轉速nM和輸出功率PM隨之成比例地變化。馬達的輸出轉矩 TM 和回路的工作壓力P都由負載轉矩來決定，不因調

18、速而發(fā)生改變，所以這種回路 常被稱為恒轉矩調速回路，回路特性曲線如圖8.8所示。值得注意的是，在這種 回路中，因泵和馬達的泄漏量隨負載的增加而增加，致使馬達輸出轉速下降。該 回路的調速范圍Rc 40。823.2定量泵-變量馬達式容積調速回路圖8.9為定量泵-變量馬達式容積調速回路，定量泵1的排量Vp不變，變量 液壓馬達2的排量Vm的大小可以調節(jié)，3為安全閥，4為補油泵，5為補油泵 的低壓溢流閥。圖8.9定量泵-變量馬達容積調速回路匕 f J 圖8.10定量泵-變量馬達容積調速回路工作特性曲線x1 y 乍二7 pl,1 ,1在這種回路中，液壓泵轉速nP和排量VP都是常值，改變液壓馬達排量VM時,

19、 馬達輸出轉矩的變化與VM成正比，輸出轉速nM則與VM成反比。馬達的輸出功 率PM和回路的工作壓力P都由負載功率決定，不因調速而發(fā)生變化，所以這種 回路常被稱為恒功率調速回路?；芈返墓ぷ魈匦郧€如圖8.10所示，該回路的優(yōu)點是能在各種轉速下保持很大輸出功率不變，其缺點是調速范圍?。≧c乞3），j I因此這種調速方法往往不能單獨使用。8.2.3.3變量泵-變量馬達式容積調速回路圖8.11為雙向變量泵和雙向變量馬達組成的容積式調速回路?；芈分懈髟ΨQ布置，改變泵的供油方向，就可實現馬達的正反向旋轉，單向閥4和5用于輔助泵3雙向補油，單向閥6和7使溢流閥8在兩個方向上都能對回路起 過載保護作用。一

20、般機械要求低速時輸出轉矩大，高速時能輸出較大的功率，這種回路恰好可以滿足這一要求。在低速段，先將馬達排量調到最大，用變量泵調 速，當泵的排量由小調到最大，馬達轉速隨之升高，輸出功率隨之線性增加，此 時因馬達排量最大，馬達能獲得最大輸出轉矩，且處于恒轉矩狀態(tài)；高速段，泵 為最大排量，用變量馬達調速，將馬達排量由大調小，馬達轉速繼續(xù)升高，輸出 轉矩隨之降低，此時因泵處于最大輸出功率狀態(tài)，故馬達處于恒功率狀態(tài)?；芈?特性曲線如圖8.12所示，該回路調速范圍Rc乞100 o圖8.11變量泵-變量馬達容積調速回路圖8.12變量泵-變量馬達容積調速回路工作特性曲線I V *!1卸荷回路 I I； t 1

21、、當系統(tǒng)中執(zhí)行元件短時間工作時，常使液壓泵在很小的功率下作空運轉，而 不是頻繁啟動驅動液壓泵的原動機。因為泵的輸出功率為其輸出壓力與輸出流量 之積，當其中的一項數值等于或接近于零時，即為液壓泵卸荷。這樣可以減少液壓泵磨損，降低功率消耗，減小溫升。卸荷的方式有兩類，一類是液壓缸卸荷，j I執(zhí)行元件不需要保持壓力，另一類是液壓泵卸荷，但執(zhí)行元件仍需保持壓力。8.6.1執(zhí)行元件不需保壓的卸荷回路8.6.1.1用換向閥中位機能的卸荷回路圖8.21用換向閥中位機能的卸荷回路圖8.22用電磁溢流閥的卸荷回路圖8.21所示為采用M型（或K型，H型）中位機能換向閥實現液壓泵卸 荷的回路。當換向閥處于中位時，液

22、壓泵出口直通油箱，泵卸荷。因回路需保持一定的控制壓力以操縱執(zhí)行元件，故在泵出口安裝單向閥a。8612用電磁溢流閥的卸荷回路圖8.22所示為采用電磁溢流閥1的卸荷回路。電磁溢流閥是帶遙控口的先 導式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當執(zhí)行元件停止運動時，二位二通電磁閥得電，溢流閥的遙控口通過電磁閥回油箱，泵輸出的油液以很低的壓力經溢流閥回油箱，實現泵卸荷。I V *! /匸 1862執(zhí)行元件需要保壓的卸荷回路pi,1 ,1 I I； t 1 、8.6.2.1限壓式變量泵的卸荷回路 .X_ I r *, - v/ | 二.I圖8.23所示為限壓式變量泵的卸荷回路。當系統(tǒng)壓力升高達到變量泵壓力 調節(jié)螺釘

23、調定壓力時，壓力補償裝置動作，液壓泵3輸出流量隨供油壓力升高而減小，直到維持系統(tǒng)壓力所必需的流量， 回路實現保壓卸荷，系統(tǒng)中的溢流閥1 I1作安全閥用，以防止泵的壓力補償裝置的失效而導致壓力異常。862.2用卸荷閥的卸荷回路圖8.24所示為用蓄能器保持系統(tǒng)壓力而用卸荷閥使泵卸荷的回路。當電磁 鐵1YA得電時，泵和蓄能器同時向液壓缸左腔供油，推動活塞右移，接觸工件 后，系統(tǒng)壓力升高。當系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥1的調定值時，卸荷閥打開，液壓泵通過卸荷閥卸荷，而系統(tǒng)壓力用蓄能器保持。若蓄能器壓力降低到允許的最 小值時，卸荷閥關閉，液壓泵重新向蓄能器和液壓缸供油， 以保證液壓缸左腔的 壓力是在允許的范圍內。圖中的溢流閥 2是當安全閥用圖8.23用限壓式變量泵的卸荷回路圖8.24用卸荷閥的卸荷回路緩沖回路工程機械在作業(yè)過程中，經常會遇到一些預計不到的沖擊載荷。此外,執(zhí)行元件在驟然制動或換向胡時，運動部件和油流的慣性作用也會給系統(tǒng)帶來很大的液壓沖擊。這種沖擊促使系統(tǒng)的局部油路壓力劇生，門； r :有可能超出系統(tǒng)正常工作壓力的若干倍，導致系統(tǒng)中的元件和管路發(fā) I I； t 1 、生噪聲，震動或破壞，嚴重危害系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性