模塊4 液壓控制元件《液壓與氣壓傳動技術》教學課件

《液壓與氣壓傳動技術》?精品課件合集第X章XXXX模塊4

液壓控制元件模塊四液壓控制元件學習目標：1.了解液壓控制閥的作用、分類及性能參數(shù)；2.掌握方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥的基本結構和工作原理；3.熟悉液壓控制閥的職能符號的含義及在液壓基本回路中的應用；4.掌握方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路的類型、組成及其功用；5.熟悉常用多缸動作控制回路的類型、組成及其功用。

一、作用控制液壓傳動系統(tǒng)中液流的方向、壓力、流量，以滿足液壓執(zhí)行元件的動作要求，直接影響系統(tǒng)的工作過程和運動特性

二、分類液壓控制閥的種類很多，可以按照不同的方式分類。1.按功能分：液壓控制閥分為：方向控制閥：單向閥和換向閥壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器流量控制閥：節(jié)流閥、調速閥課題一液壓控制閥概述

液壓控制閥是利用作用在閥芯上的某種作用力和彈簧力的相互平衡，以改變閥芯的狀態(tài)來工作的，這種作用力可以是油液壓力產生的作用力或者其他外力。

液壓控制閥分為滑閥，轉閥，錐閥，球閥等2.按閥的結構形式分：

液壓控制閥可分為管式，板式，疊加式，插裝式，集成式等。4.按安裝連接方式分：開關閥，比例閥，伺服閥，數(shù)字閥。3.按控制方式分：三、工作原理閥的規(guī)格用閥進、出油口的名義通徑尺寸Dg來表示，單位為mm。閥的性能參數(shù)主要用額定壓力、額定流量、壓力損失、最小穩(wěn)定流量、開啟壓力和壓力調整范圍等參數(shù)來衡量。目前專家已提出要用液壓控制閥的特性曲線來表示閥的性能，這樣能更準確地反映液壓控制閥的動態(tài)特性。四、性能參數(shù)和基本要求

1.性能參數(shù)：

閥的性能參數(shù)是評定和選用液壓閥的依據(jù)。它反映了閥的規(guī)格大小和工作特性。（4）結構簡單緊湊，安裝、調整、使用、維護方便，通用性好。2.液壓系統(tǒng)對閥的基本要求（1）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。（2）油液通過時的壓力損失小。（3）密封性能好，泄漏小。課題二方向控制閥及方向控制回路方向控制閥是用以控制液壓傳動系統(tǒng)中液壓油流動方向或液流的通斷，從而控制執(zhí)行元件的啟動、停止或換向的閥類元件。學習目標：

1.掌握單向閥和液控單向閥方向的工作原理及職能符號；

2.掌握換向閥的工作原理、職能符號的含義及中位機能；

3.了解換向閥的驅動方式及其分類；

4.熟悉常用的方向控制基本回路的組成及功用。分類：主要分為單向閥和換向閥兩類。（一）單向閥定義：用以控制液壓系統(tǒng)中油液流動方向的閥類總稱單向閥主要有普通單向閥、液控單向閥二種。1.普通單向閥（簡稱單向閥）

（1）作用：允許油液沿一個方向流動，不許反向倒流。故單向閥又叫做逆止閥。

一、方向控制閥圖4-4單向閥的結構及圖形符號1—閥體2—閥芯3—彈簧4、5—擋圈球閥芯錐閥芯圖形符號

（2）結構與原理：單向閥的結構及圖形符號如圖4-4所示。其結構由閥體1、閥芯2、彈簧3和擋圈4、5等組成，其閥芯結構有錐閥芯和球閥芯兩種，錐閥芯密封性能好，反向泄漏小。單向閥的工作原理正向通過反向截止

特別指出，單向閥中的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復位，為了減小油液通過時的壓力損失，彈簧剛度比較小，一般單向閥的開啟壓力為(0.03～0.05)MPa。但若將其置于回油路作背壓閥使用時，則需更換剛度較大的彈簧，使閥開啟壓力達到（0.2～0.6）MPa。2.液控單向閥

（1）功用：允許油液正向流動，當液控口接通壓力油時，允許反向倒流，否則，不允許反向倒流。即:“正向流通，反向受控流通”（2）結構：其結構和圖形符號如圖4-5所示

普通單向閥

+液控裝置圖4-5液控單向閥及圖形符號a)結構原理圖b）圖形符號頂桿閥芯活塞液控單向閥的工作原理正向導通，反向截止正反兩個方向均導通

2.對換向閥的主要要求①油液流經(jīng)換向閥時的壓力損失要小。②互不相通的油口間的泄露要小。③換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。（二）換向閥

1.換向閥的功用利用閥芯相對于閥體工作位置的改變，使各油口的通斷關系改變，從而接通、切斷油路或改變液壓系統(tǒng)中油液的流動方向，從而使液壓執(zhí)行元件實現(xiàn)啟停或者改變運動方向。3.換向閥的分類

（1）按閥芯相對閥體的運動方式分，分為轉閥和滑閥：

轉閥是依靠閥芯相對于閥體轉動一定角度來工作的。轉閥結構緊湊，但閥芯受到徑向不平衡力，流量大時轉動較費力，故工作壓力較低，允許通過的流量較小，一般在中低壓系統(tǒng)中作先導閥或者小流量換向閥用?；y是依靠閥芯相對于閥體的移動一定距離來工作的?；y式換向閥應用較為普遍。

（2）按操縱方式分：手動換向閥，機動換向閥，電磁換向閥，液動換向閥，電液動換向閥,其圖形符號如下。手動機動電磁動液動液動外控彈簧復位電磁液壓先導控制在換向閥職能符號圖中操縱方式的圖示表達（4）按控制通道數(shù)分：分成二通，三通，四通，五通。

“通”指閥體對外連接的主要油口數(shù)目（不包括控制油口和泄漏油口）。

（3）按閥芯工作位置數(shù)分：分為二位，三位，四位和多位

“位”是指閥芯相對于閥體具備的工作位置的數(shù)目。（它與換向閥的結構有關）利用閥芯在閥體內軸向移動，改變閥芯相對閥體的位置，來切斷、接通油路，或者改變液壓系統(tǒng)油液的流動方向，實現(xiàn)執(zhí)行元件的換向或啟停。閥芯位置的改變，是通過外力作用來實現(xiàn)的4.工作原理及職能符號（1）工作原理ABPTPTABAPTBPTAB當換向閥的閥芯移至左位時以二位四通換向閥來分析當換向閥的閥芯移至右位時（2）職能符號①位—用方格表示，有幾個方格表示閥芯有幾個工作位置。②油口—換向閥油口常用字母P、A、B、T（O）表示，P—進油口，T(O)—回油口，A、B—接執(zhí)行元件的工作油口。③油口相通用箭頭符號“↑、↓、↖、↗、↘、↙”表示；不通則用堵截符號“┴、┬”表示。④通—是指在一個方格中，方格框與箭頭或者堵截符號的交點的數(shù)目。⑤彈簧及驅動的符號，一般畫在方格兩側⑥常態(tài)位置：二位閥常態(tài)位：靠彈簧的一格

三位閥常態(tài)位（中位）：中間一格

名稱結構原理圖圖形符號使用場合二位二通閥控制液流斷或通。二位三通閥控制液流方向（從一個方向變換成另一個方向）二位四通閥控制執(zhí)行元件換向不能使執(zhí)行元件在任一位置上停止運動執(zhí)行元件正反向運動時回油方式相同三位四通閥能使執(zhí)行元件在任一位置上停止運動二位五通閥不能使執(zhí)行元件在任一位置上停止運動執(zhí)行元件正反向運動時回油方式不同三位五通閥能使執(zhí)行元件在任一位置上停止運動表4-1滑閥式換向閥主體的結構及圖形符號

三位換向閥的閥芯處于中位時，各個油口P、A、B、T間的連通方式，稱為三位換向閥的中位機能。換向閥的中位機能不同，對液壓傳動系統(tǒng)的控制性能亦不相同。

常用的換向閥的中位機能、作用及其特點見表4-2所示。5.換向閥的中位機能（1）中位機能的定義ABPT1T2（T）PABT三位四通PABT1T2三位五通（2）三位換向閥常用中位機能分析（a）“O”型中位機能P、A、B、T四油口全堵塞，液壓缸可在任意位置上被鎖住，故換向位置精度高。但運動部件慣性引起的換向沖擊大，重新啟動時，因油缸兩腔充滿油液，啟動平穩(wěn)。

液壓泵不卸荷，系統(tǒng)能保持壓力（因有泄漏，保壓是暫時的）,可適用一油泵驅動幾個油缸工作。

當執(zhí)行元件不工作時,油液需打開溢流閥才能流回油箱，故有功率消耗。（b）“H”型中位機能ABPT1T2（T）PABT三位四通PABT1T2三位五通P、A、B、T四油口全串通；換向時因運動部件的慣性，換向沖出量較大，換向位置精度低。但換向平穩(wěn)，油缸活塞處于浮動狀態(tài)，在外力作用下可運動。重新啟動時，會引起前沖擊現(xiàn)象。因P、T口相通，泵輸出油液可通過中位直接流回油箱，泵輸出壓力近似為零，輸出功率為零，泵卸荷，系統(tǒng)不保壓，故不可用于一個液壓泵驅動多個油缸工作（c）“M”型中位機能ABPT1T2（T）PABT三位四通PABT1T2三位五通P、T口相通，A、B口封閉；液壓缸可在任意位置上被鎖住，換向位置精度高，但因運動部件慣性引起的換向沖擊大，重新啟動時，因油缸兩腔充滿油液，故啟動平穩(wěn)。因P、T口相通，泵輸出的油液通過中位可直接流回油箱，泵輸出壓力近似為零，泵卸荷，可減少功率損失。系統(tǒng)不能保壓，不可用于一個液壓泵驅動多個油缸工作。型式符號中位油口狀況、特點及應用O型P、A、B、T四口全封閉，液壓泵不卸荷，液壓缸閉鎖，可用于多個換向閥的并聯(lián)工作P型P、A、B口相通，T口封閉，泵與缸兩腔相通，可組成差動回路Y型P口封閉，A、B、T三口相通，活塞浮動，在外力作用下可移動，泵不卸荷M型P、T口相通，A、B口均封閉，活塞閉鎖不動，泵卸荷，也可用于多個M型換向閥串聯(lián)工作H型四口全串通，活塞處于浮動狀態(tài)，在外力作用下可移動，泵卸荷X型四口處于半開啟狀態(tài)，泵基本上卸荷，但仍保持一定壓力K型P、A、T口相通，B口封閉，活塞處于閉鎖狀態(tài)，泵卸荷C型P與A口相通，B和T口皆封閉，活塞處于停止位置U型P和T口都封閉，A與B口相通，活塞浮動，在外力作用下可移動，泵不卸荷表4-2三位四通換向閥的中位機能

對三位換向閥的中位機能的選擇，主要從四個方面考慮：①執(zhí)行元件的換向平穩(wěn)性要求；②執(zhí)行元件的換向位置精度要求；③重新啟動時，執(zhí)行元件是否有前沖現(xiàn)象；④液壓泵是否需要卸荷或者保壓等要求。（3）三位換向閥中位機能的選擇:6.換向閥的典型結構

換向閥的主體結構都基本相似，而驅動閥芯的方式各有不同，故分成了很多類型，下面介紹幾種常用的換向閥結構及其符號。（1）手動換向閥結構：如教材圖4－9所示原理：通過搬動杠桿操縱閥芯運動，來改變油液流動方向。分類：鋼球定位式、彈簧復位式。特點：簡單、可靠，換向精度和平穩(wěn)性不高。應用：用于換向不頻繁，且無需自動化的場合。如一般機床夾具和工程機械等。a）彈簧復位式b）鋼球定位式c）彈簧式圖形符號d）鋼球式圖形符號圖4-9三位四通手動換向閥及圖形符號彈簧復位式三位四通手動換向閥工作原理及其圖形符號ABPOPOABABPO

機動換向閥又稱為行程換向閥。

結構：如圖4-10所示

特征：利用行程擋鐵或凸輪推動閥芯移動實現(xiàn)油路換向。

特點：結構簡單、動作可靠，換向位置精度高，改變擋塊的迎角或擋塊的外形可獲得合適的換向速度，換向沖擊小。連接管路較長。

應用：常用于機床工作臺由快進轉為工進時的油路換接等（2）機動換向閥圖4-10二位三通機動換向閥及圖形a)結構原理圖b）圖形符號彈簧閥芯閥體行程擋鐵滾輪（3）電磁換向閥

電磁換向閥是利用電磁鐵的吸力，推動閥芯移動，實現(xiàn)液流的通、斷或改變液流方向的閥。

分類：按電磁換向閥的電磁鐵所使用電源分：

交流電磁換向閥（D），直流電磁換向閥（E）；按電磁鐵內部有無液壓油分：

干式電磁換向閥，濕式電磁換向閥

特點：使用方便，布置靈活，反應靈敏，易于實現(xiàn)程序控制。但換向時間短，換向沖擊大，尤其是交流電磁鐵換向閥更甚。

應用：一般用于小流量、換向平穩(wěn)性要求不高場合。二位三通電磁換向閥的結構及其號交流二位三通電磁換向閥及圖形符號a）結構原理圖b）圖形符號閥心推桿彈簧閥體密封圈電磁鐵456二位三通電磁換向閥ABP電磁鐵通電時P—B；A—封閉電磁鐵斷電時P—A；B—封閉圖4-11三位四通電磁換向閥及圖形符號三位四通電磁換向閥及其符號結構原理圖圖形符號閥體閥芯定位套對中彈簧擋圈推桿環(huán)線圈銜鐵導套插頭組件123

（4）液動換向閥圖4-12三位四通液動換向閥及圖形符號結構原理圖圖形符號圖4-12是三位四通液動換向閥的結構圖及其符號

液動換向閥是利用控制油路的壓力油來推動閥芯移動實現(xiàn)主油路換向。

液動換向閥主要用于大流量液壓傳動系統(tǒng)（5）電液動換向閥主閥先導閥電液動換向閥結構如圖所示，它是由電磁閥和液動閥組合而成。其中的電磁閥為先導閥，用于改變控制壓力油的流向；液動閥為主閥，用于控制主油路的切換。電液動換向閥用于大流量的場合圖5-9三位四通電液換向閥及圖形符號單向閥節(jié)流閥電磁鐵電磁閥閥芯液動閥閥芯電磁鐵單向閥節(jié)流閥三位四通電液換向閥工作原理及圖形符號圖形符號

功用：改變執(zhí)行元件的運動方向。采用各種操縱方式的換向閥都可以組成換向回路，要根據(jù)使用場合和換向要求來進行選擇。如小流量的場合，可用電磁換向閥，對流量大，換向性能要求高時，可采用電液動換向閥。1.換向回路

功用：通過控制液壓系統(tǒng)中油液的通、斷和流動方向來實現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動、停止和換向。常見的方向控制回路包括換向回路、鎖緊回路等。二、方向控制回路利用三位四通手動換向閥實現(xiàn)的換向回路

2.鎖緊回路

功能：使執(zhí)行元件停止在任意的位置上，且停止后不會在外力作用下移動。原理：封閉住執(zhí)行元件的進出油口。

采用M型或者O型中位機能的換向閥，可以封閉液壓缸的進出油口，從而使液壓缸實現(xiàn)雙向鎖緊，由于換向閥芯的泄漏比較大，故其鎖緊性能較差。（1）用換向閥中位機能的鎖緊回路：如圖4-13所示，在液壓缸的進、出油路上都串接了一液控單向閥，當換向閥處于左位或右位工作時，因液控單向閥控制口K1

或K2

通入了壓力油而被打開，液壓缸回油腔的油液便可通過液控單向閥回油箱，活塞可以左、右移動。

當換向閥處于中位，因閥的中位機能為H型(Y型中位機能亦可)，液控單向閥控制口的壓力消失，液控單向閥關閉，液壓缸兩腔回油路被封死而被雙向鎖緊。這種鎖緊回路鎖緊安全可靠、效果好，故有液壓鎖之稱。常用于起重機支腿收放油缸等機構上。（2）液控單向閥實現(xiàn)的鎖緊回路1.何謂液壓控制閥，按功用控制閥可分為哪三類？液壓傳動系統(tǒng)對控制閥有哪些基本要求？2.單向閥與液控單向閥在結構上有何不同？兩者的職能符號哪些區(qū)別？3.換向閥的功用是什么？對換向閥的的基本要求有哪些？4.何謂換向閥的“位”和“通”，在職能符號中怎么體現(xiàn)？5.何謂三位換向閥的中位機能？弄清“O，H，M，Y，P”型中位機能的職能符號。6.換向閥的操縱方式有哪五種？在職能符號上是怎樣表示的？7.了解電液動換向閥的結構，理解其工作原理，弄清它的職能符號。8.掌握液控單向閥的鎖緊回路的組成及其鎖緊原理。其回路中的換向閥應選擇什么中位機能?為什么?想一想答答看課題三壓力控制閥及壓力控制回路學習目標：

1.了解壓力控制的定義和分類；

2.掌握溢流閥、減壓閥、順序閥以及壓力繼電器的結構、工作原理及職能符號的含義；3.熟悉溢流閥、減壓閥、順序閥以及壓力繼的使用場合；4.掌握壓力控制回路的功用和類型；5.熟悉常見的壓力控制回路的組成及其控制原理。

2.控制原理:利用油液壓力對閥芯產生的作用力與可調彈簧力相互平衡來實現(xiàn)壓力控制的。一、壓力控制閥

1.定義:在液壓系統(tǒng)中，用來控制油液的壓力或者利用油壓力的變化來控制其他元件動作的閥類統(tǒng)稱為壓力控制閥。

3.分類：按功用分，壓力控制閥可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。

（一）溢流閥

1.作用：

溢流閥作用是溢流、穩(wěn)壓。就是溢流閥開啟工作（溢流）時，能控制閥進口油壓恒定不變。實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓、調壓和限壓。2.分類:常用的溢流閥有直動式溢流閥和先導式溢流閥兩種。3.結構與原理

a.直動式溢流閥直動式溢流閥的結構和圖形符號如圖4-16所示。主要由閥芯、閥體、調壓彈簧、調節(jié)螺帽等元件構成。

壓力油從進油口P進入，經(jīng)過徑向孔f和軸向阻尼孔e后，作用在閥芯底部。當油壓作用在閥芯上產生的作用力小于彈簧力時，閥芯被彈簧推到最下端，閥口關閉，進出油口不通；當油壓的作用力超過彈簧力時，閥芯在油壓力作用下上移，將閥口打開，閥芯在新的位置上平衡，油液便可從P—T流回油箱，閥芯的平衡保證了閥進口壓力基本恒定。調節(jié)彈簧的預壓縮量，可調節(jié)溢流閥的進口油壓力。工作原理：圖4-16直動式溢流閥及圖形符號b調節(jié)螺母彈簧閥蓋閥芯閥體直動式溢流閥的工作原理：PT符號顯然，直動式溢流閥是利用閥芯下端的油壓力直接與彈簧作用力相互平衡來維持進口油壓恒定不變的。直動式溢流閥結構簡單，靈敏度高，但溢流流量變化引起閥口開度變化時，彈簧作用力變化大，溢流閥進口油壓隨之發(fā)生較大變化，故直動式溢流閥調壓穩(wěn)定性差。不適于在高壓、大流量下工作。直動式溢流閥的符號:先導式溢流閥的結構和圖形符號如圖4-17所示。它是由先導閥和主閥兩部分組成，其中先導閥上的彈簧是調壓彈簧，剛度較大，主閥上的彈簧為復位彈簧，剛度較小。

當油壓力較低時，先導閥未打開時，作用在主閥芯上下兩端的液壓力平衡，主閥閥芯在復位彈簧的作用下，處于下端位置，這時進出油口關閉。

當油液壓力增大，致使先導閥打開時，極少的油液流過主閥芯阻尼孔e，經(jīng)先導閥流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，主閥芯上下兩端作用的油壓不等，主閥芯便在壓差作用下上移，打開閥口，進出油口相通，實現(xiàn)溢流，從而保證進口油壓基本恒定。

調節(jié)先導閥的調壓彈簧，便可調節(jié)溢流閥的進口壓力。b.先導式溢流閥

且先導閥尺寸較小，即便是系統(tǒng)壓力較高時，先導閥的調壓彈簧的剛度也不會很大，調整起來較輕便。由于先導式溢流閥需要先導閥和主閥都動作后才能起控制作用，反應不如直動式溢流閥快。PT符號先導式溢流閥的職能符號：由于先導式溢流閥的調壓和溢流分別由先導閥和主閥來完成，因此主閥閥口開度的變化（通過的溢流流量變化），對進口油壓影響小，所以先導式溢流閥調壓穩(wěn)定性比直動式好。在先導式溢流閥閥體上有一個遠程控制口K，若K口接油箱時，即便進口油壓很低（近于零壓），主閥芯阻尼小孔也有油液通過，主閥芯兩端會產生壓力差，故在壓力差作用下主閥上移，打開主閥閥口，實現(xiàn)溢流，此時系統(tǒng)壓力近似于零，稱為卸荷。若K口接另一個遠程調壓閥（但必須小于本溢流閥導閥的調定壓力），還可對系統(tǒng)壓力實現(xiàn)遠程控制。③由于出口接油箱，無需設置單獨的泄漏油口。①②③請留意溢流閥職能符號所表達的3個特點：①閥芯在彈簧力的作用下使閥口常閉；②控制油來自閥進油口，維持閥進口壓力恒定；

4.流量—壓力特性

由p—q曲線知閥的進口壓力隨著流量的增減而增減。溢流量為額定值qn時的壓力稱為調定壓力。調定壓力與開啟壓力之差稱為調壓偏差。p0q調壓偏差pnp0直動式先導式qnp0q調壓范圍pnp0qn以溢流閥的溢流流量q為橫坐標，進口的油壓力p為縱坐標，將q與p的關系用圖表示出來，可得到溢流閥的流量—壓力特性曲線。它描述了溢流量變化時溢流閥進口壓力的變化情況，即穩(wěn)壓性能好壞

當系統(tǒng)負載為無窮大時，A、B、C、D各點的壓力各為多少？為什么？系統(tǒng)ABCDP1=4MPaP2=3MPaP3=2MPa請分析以下油路，并回答問題：系統(tǒng)ABCDP1=4MPaP2=3MPaP3=2MPa

當系統(tǒng)負載為無窮大時，泵的出口壓力為多少？三個溢流閥中哪一個溢流？P1=4MPaP2=2MPaP3=3MPa系統(tǒng)P1=4MPaP2=3MPaP3=2MPa系統(tǒng)請分析以下油路，并回答問題：

1.作用用于降低液壓系統(tǒng)某支路油液的壓力并且維持該壓力基本穩(wěn)定不變。常用于夾緊、控制和潤滑等油路中。（二）減壓閥

問題引出：用一個液壓油泵給兩個液壓油缸供油，而這兩個液壓缸需要不同的工作壓力，我們怎么辦？工作油缸（壓力高）夾緊油缸（壓力低）pp1

減壓閥也有直動型和先導型之分，而直動型使用較少。先導型減壓閥的結構及圖形符號如圖4-20所示。壓力油由閥的進油口P1流入，經(jīng)主閥芯的減壓口h降壓之后由出口P2流出。同時，出口的壓力油一路又閥芯上的徑向孔進入主閥芯的下腔，另一路經(jīng)過主閥芯的軸向阻尼孔e流到上腔，經(jīng)孔c、d作用于先導閥芯上。

當出口油液壓力低于先導閥芯的調定壓力時，先導閥關閉，主閥芯上、下兩腔壓力相等，主閥芯在復位彈簧力作用下，處于最下端，這時主閥減壓口開度h為最大，此時閥處于非工作狀態(tài)，不起減壓作用。2、結構與工作原理圖4-20先導式減壓閥及圖形符號

a）結構圖b）圖形符號當出口壓力p2增大時，則主閥芯上移，關小閥口，使閥口處壓降△p增大，出口壓力p2=p1-△p下降，至到回到調定值；反之，當出口壓力p2減小，閥芯就下移，開大閥口，閥口壓降△p減小，使出口壓力p2=p1-△p，又回升到調定值；可見，減壓閥是利用出口油壓與彈簧相互平衡，自動地調整主閥減壓口縫隙大小，從而保持出口壓力值基本不變。調節(jié)調壓彈簧的預壓縮量，即可調節(jié)減壓閥的出口壓力。當出口壓力達到先導閥調定壓力時，先導閥芯移動、閥口打開，主閥彈簧腔的油液由外泄口L流回油箱，由于油液通過主閥芯阻尼孔，產生了壓降，主閥芯在壓差作用上移，主閥減壓口h減小，阻力增大，從而使得出口油壓降低，并保持恒定。③出口接系統(tǒng)支路，不接油箱，泄漏油液必須采取外接方式回油箱，故需設置單獨的泄漏油口。

①②③3.減壓閥圖形符號用方框表示閥體，用帶箭頭的直線表示閥芯。①閥芯在彈簧作用下處于閥體中間表示常開；②控制油來自閥的出口，維持閥出口壓力恒定；4.溢流閥與減壓閥職能符號的比較溢流閥減壓閥閥口常閉閥口常開保持進口壓力不變出口壓力不變內部回油（無泄油口）外部回油（有泄油口）一般并聯(lián)于系統(tǒng)中一般串聯(lián)于系統(tǒng)中

1.功用順序閥是利用油液的壓力來控制閥芯的啟閉，從而來接通或者斷開油液通路，實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件的順序動作。

2.分類順序閥除了也分直動式和先導式兩種外，還可按以下方式分類：

根據(jù)控制油來源不同有內控式和外控式兩種，

根據(jù)泄漏油口是否與閥的出口相通又分為內泄式和外泄式兩種。（三）順序閥

2.結構與原理直動型順序閥的結構和符號如圖4-18所示。進口油壓p，彈簧預緊力F，控制活塞面積A。（1）當pA<F時，控制活塞不動，主閥芯不動，進出油口不通。（2）當pA>F時，控制活塞上移，主閥芯上移，進出油口連通。進口壓力油經(jīng)閥芯、閥體處油口流向出口，因閥口的節(jié)流作用出口油壓比進口壓力略低，稱二次壓力。一般情況下順序閥的進、出油口均為壓力油，它有單獨的泄油口L。但作卸荷閥用時又將泄油口L與出口相連。圖5-13直動式順序閥及圖形符號調節(jié)螺母彈簧上閥蓋閥芯閥體螺塞閥蓋內控式外控式

壓力繼電器實質上是一個用油壓控制的開關。當油壓達到壓力繼電器調定值時，開關觸點閉合發(fā)出電信號，控制電氣元件動作。

壓力繼電器的結構和圖形符號如圖4-21所示，當進油口P處油壓達到壓力繼電器的調定壓力時，油壓力作推動柱塞1上移，通過頂桿2壓下微動開關4，發(fā)出電信號。調節(jié)壓緊螺母3可改變彈簧的壓縮量，從而改變其壓力的調定值。為使壓力繼電器可靠工作，微動開關接通壓力（動作壓力）與微動開關斷壓力（復位壓力）之間要有一定差值，此差值稱為返回區(qū)間，可通過調節(jié)柱塞和頂桿的摩擦阻力的大小進行調節(jié)。2.結構與原理1.作用—信號轉換（四）壓力繼電器

圖5-14壓力繼電器及圖形符號柱塞頂桿調節(jié)螺釘微動開關a）結構圖b）圖形符號1.先導式溢流閥中主閥芯上的阻尼孔起什么作用？如果它被堵死，會出現(xiàn)什么故障？若先導閥彈簧腔不與回油口相通，又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?2.先導式溢流閥主閥芯上的彈簧有何作用？閥溢流時是否全部流經(jīng)先導閥？改變溢流閥調定壓力時應調節(jié)哪根彈簧？3.試比較先導型溢流閥和先導型減壓閥的異同點。4.現(xiàn)有兩個壓力閥，由于銘牌脫落，分不清哪個是溢流閥，哪個是減壓閥，又不希望把閥拆開，如何根據(jù)其特點作出正確判斷?想一想答答看5.如果減壓閥調壓彈簧預調壓力為5MPa，而減壓閥前的一次壓力為4MPa。試問減壓后的二次壓力是多少？為什么?6.順序閥是穩(wěn)壓閥還是液控開關?順序閥工作時閥口是全開還是微開?7.請比較溢流閥和內控外泄式順序閥，為何溢流閥的泄漏油口可歸并到其回油口，而順序閥則不可以，要設單獨的泄漏油口？想一想答答看

功用：是調定或限定液壓系統(tǒng)工作壓力，使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或者不超過某個數(shù)值。如在定量泵節(jié)流調速系統(tǒng)中，用溢流閥來調節(jié)并穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力；在變量泵調速系統(tǒng)中，用溢流閥于限制系統(tǒng)最高壓力，起過載保護作用。1.調壓回路

功用：利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足執(zhí)行元件驅動負載所需的力或轉矩的要求。

分類：壓力控制回路主要包括調壓、減壓、增壓、卸荷、保壓及平衡等回路。二、壓力控制回路圖為定量泵+節(jié)流閥組成的節(jié)流調速回路，采用溢流閥調節(jié)并且穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力，這是最常用的單級調壓回路。當執(zhí)行元件往返行程所需不同的壓力時，可采用雙向調壓回路，如圖所示?；钊倚袨楣ぷ餍谐蹋霉ぷ鲏毫τ梢缌鏖y1

調定，活塞左行為空回行程，泵的工作壓力由溢流閥2

調定。圖4-22（c）為由三個溢流閥組成的三級調壓回路。液壓泵的最大工作壓力依據(jù)三位四通電磁閥閥芯所處左、右、中不同位置，分別由遠程調壓閥2、3和溢流閥1調定。三個閥的調整壓力須滿足p2＜p1、p3＜p1且

p2≠p3，才能實現(xiàn)三級調壓。雙向調壓回路之一雙向調壓回路之二（注：閥2的調整壓力須小于閥1的調整壓力）三級調壓回路（注：三個閥調整壓力須滿足：p2＜p1、p3＜p1且

p2≠p3）2.減壓回路

功用：使液壓系統(tǒng)中某局部回路或者支路獲得比油泵輸出壓力低的穩(wěn)定的工作壓力圖4-23（a）為單級減壓回路。在主油路通往夾緊油缸進油路上串接了一減壓閥，使夾緊缸獲得比泵供油壓力低的穩(wěn)定的工作壓力?；芈分械膯蜗蜷y用于防止油液倒流，起短時保壓作用圖4-23（b）為用先導式減壓閥的二級減壓回路。系統(tǒng)壓力由溢流閥調節(jié)，夾緊缸所需的二級低壓分別由先導式減壓閥2和調壓閥3調節(jié)，但閥3的調定壓力要低于閥2。425142513（a）單級減壓回路（b）二級減壓回路圖4-23減壓回路3.增壓回路—提高系統(tǒng)某支路的工作壓力，滿足機構需要若需連續(xù)地輸出高壓油，可采用雙作用增壓器增壓回路

功用：在執(zhí)行部件停止工作或者僅有工件變形所產生的微小位移工況下，使系統(tǒng)壓力基本上保持不變。最簡單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路，但由于閥類元件的泄漏，使得這種回路的保壓時間不能維持太久，壓力穩(wěn)定性不高。為了能夠較長時間地保持保持執(zhí)行部件的壓力，可采用蓄能器的保壓回路。p.90-91的圖4-26、4-27是兩種常見的采用蓄能器的保壓回路。4.保壓回路系統(tǒng)工作時，油泵一面給執(zhí)行元件供油，一面向蓄能器充油蓄壓，當油壓達到壓力繼電器調定值時，壓力繼電器發(fā)信號，使二位二通電磁閥通電，泵卸荷。這時單向閥關閉，系統(tǒng)由蓄能器補油保壓。壓力不足時，壓力繼電器復位，電磁閥失電，油泵又恢復供油。此回路的保壓時間取決于蓄能器的容量，調節(jié)壓力繼電器調定值返回區(qū)間可調節(jié)系統(tǒng)的最大和最小壓力值系統(tǒng)圖為采用蓄能器保持支路上的壓力而不受主油路壓力變化影響的回路。當主油路上因負載減小，壓力降低時，由于單向閥2關閉，將主油路與支路隔開，蓄能器4為支路補油并保持支路上的壓力。壓力繼電器3的作用是當支路上的壓力達到調定值時，發(fā)出信號，主油路上的執(zhí)行元件才能動作。此回路的常用于機械加工中保證夾緊缸可靠夾緊，而不受進給油缸工作時（如快進）的影響。如圖，油缸上腔壓力由液控單向閥保壓。當壓力降低至電結點壓力表的下觸點時，換向閥得電，油泵向系統(tǒng)供油，當油缸上腔壓力升高至電結點壓力表的上觸點時，換向閥失電，換至中位，泵卸荷。自動補油的保壓回路

所謂卸荷，是指泵的功率損耗接近于零的運轉狀態(tài)。液壓功率為流量與壓力之積，p、q任一項為零，功率損耗即為零，故卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種方法。流量卸荷只適用于變量泵，如使變量泵偏心或者斜盤傾角為零，輸出流量就接近于零，變量泵便處于卸荷狀態(tài)。通常采用壓力卸荷，即讓油泵接近于零壓下工作。5.卸荷回路

液壓執(zhí)行元件工作中，由于各種原因要短暫停歇，此時不需泵供油，但又不宜關閉電機，因為頻繁啟停電動機將會縮短電動機和液壓泵的壽命。這就要用到卸荷回路。

功用：液壓泵不停轉情況下，使液壓泵在零壓或接近零壓下運轉，以減少系統(tǒng)功率損耗和噪聲，降低油液發(fā)熱，延長泵的壽命。

圖4-25所示為幾種常見的卸荷回路。圖4-25b所示是利用換向閥的中位機能的卸荷回路，當三位四通電磁換向閥處于中位時，泵即卸荷。中位機能為M、H、和K型的三位換向閥都具有此功能。圖4-25a所示是用兩位兩通閥組成的卸荷回路，當兩位兩通閥1的電磁鐵通電時，閥1右位工作，則泵的出油口通過閥1和油箱相連，泵在近于零壓下運轉，即卸荷狀態(tài)。圖4-25c所示是利用先導式溢流閥的卸荷回路，當兩位兩通電磁閥的電磁鐵通電時，先導型溢流閥的遠程控制口通過兩位兩通閥和油箱相通，使泵在近于零壓下運轉，即卸荷狀態(tài)。此三種卸荷中，前面兩種方法簡單，但換向閥切換時會產生液壓沖擊，僅適用于低壓、流量小于40L／min的場合，且配管要盡量短。采用先導型溢流閥的卸荷的方法性能較好，可用于大流量的液壓回路中。利用三位換向閥的中位機能的卸荷回路采用兩位兩通電磁換向閥的卸荷回路采用先導式溢流閥的卸荷回路6、平衡回路

功用：平衡執(zhí)行元件及其工作部件的重力負載。防止因自重而下滑或超速運動。

方法：在立式液壓缸下行的回油路上設置順序閥，調節(jié)順序閥開啟壓力，使油缸回油腔產生平衡自重的背壓力

回路要求結構簡單、閉鎖性能好、工作可靠。

為了防止立式液壓缸及其垂直工作部件因自重而下滑，或者在下行運動中因自重而造成超速運動，便可采用平衡回路。

圖4-28a為采用自控順序閥的平衡回路。在垂直放置的液壓缸下腔串接一單向順序閥，使順序閥的調定（打開）壓力稍大于工作部件自重在液壓缸下腔產生的壓力，就可防止液壓缸因自重而下滑。

此平衡回路的缺點是閉鎖不嚴，活塞不能長期停留在任意位置上，且自重較大時，順序閥的調定壓力高，活塞下行時功率損失較大，故此回路用于工作部件重量不太大的場合。圖4-28b為外控順序閥的平衡回路。液壓缸下腔回油由外控順序閥閉鎖，外控順序閥的啟、閉是由外部壓力來控制的。

為防止液壓缸出現(xiàn)“點頭”現(xiàn)象,常在順序閥外控口加一節(jié)流閥。由于滑閥本身的泄漏，此平衡回路也存在閉鎖不嚴現(xiàn)象，活塞不能長期停留在任意位置上。若要長期停留在任意位置上可用液壓鎖。

采用自控順序閥的平衡回路采用外控順序閥的平衡回路液控單向閥的平衡回路如圖所示，當電磁換向閥處于中位時，由于液控單向閥控制口油壓為零，液控單向閥關閉，可防止立式液壓缸及工作部件因自重而下滑。

為了防止液壓缸出現(xiàn)“點頭”現(xiàn)象,在油缸下腔的油路上設置了單向節(jié)流節(jié)流閥。因液控單向閥閉鎖性能較好，活塞能停留在任意位置上。

8.在p.87頁圖4-22圖（b）中，為什么遠程調壓閥4調定壓力必須低于先導式溢流閥3的導閥調定壓力？圖（c）中閥6、7與閥5呢？

9.在p.88頁圖4-23圖（a）單級減壓回路中，溢流閥1調定壓力與減壓閥2調定壓力有何關系？單向閥5的作用何在？10.在p.89頁圖4-24圖（a）單作用增壓缸增壓回路中，為何要設置單向閥5和輔助油箱？在圖（b）雙作用增壓缸增壓回路中，四個單向閥7、8、9、10各起什么作用？11.常見的卸荷回路主要有哪幾種？它們各有什么特點？12.試分析p.91頁圖4-28圖（b）外控順序閥的平衡回路中，活塞向下空行程時，為何會產生“點頭”現(xiàn)象，如何解決之？想一想答答看課題四流量閥及速度控制回路在液壓傳動系統(tǒng)中，用以控制調節(jié)油液流量的閥類稱為流量控制閥，簡稱流量閥。學習目標：1.掌握節(jié)流閥、調速閥的結構、工作原理及符號含義；

2.熟悉節(jié)流閥、調速閥的流量特性及使用場合；

3.掌握速度控制回路的類型和功用

4.熟悉常用的速度控制回路的組成及調節(jié)原理

5.了解常用的速度控制回路的速度負載特性及應用場合。

1.結構與原理

節(jié)流閥的結構和圖形符號如圖所示。（一）節(jié)流閥功用：

調節(jié)流量，控制速度。即：通過改變閥口通流面積的大小來控制流量，從而達到調節(jié)執(zhí)行元件的運動速度之目的。分類：流量控制閥主要可分為節(jié)流閥、調速閥等。一、流量控制閥節(jié)流閥主要由閥體\閥芯\彈簧\調節(jié)螺帽等元件組成,壓力油從進油口P1流入，經(jīng)過閥芯上的軸向三角槽式節(jié)流口從P2流出。調節(jié)螺帽可使閥芯軸向移動，改變節(jié)流口的通流截面積，從而達到調節(jié)流量的目的.圖5-15節(jié)流閥及圖形符號結構圖圖形符號2.節(jié)流閥的特性

節(jié)流閥的節(jié)流口是一種介于薄壁孔和細長孔之間的小孔，常用的節(jié)流閥節(jié)流口結構如圖4-30所示式中：K—與節(jié)流口形式、流動狀態(tài)、粘度等有關的系數(shù)AT—節(jié)流口的過流面積

Δp—節(jié)流口前后的壓力差m—由節(jié)流口形式?jīng)Q定的指數(shù)，m=0.5—1q—通過節(jié)流口的流量通過節(jié)流閥閥口的流量可用以下統(tǒng)一的公式表示：

m=10.5<m<1m=0.5

節(jié)流閥的特性曲線如圖所示（1）流量調節(jié)特性

當節(jié)流閥的K、Δp

、m均保持不變時，q=f（AT）稱為節(jié)流閥的流量調節(jié)特性。顯然可以看出AT增大，q亦增大。因此我們可以通過調節(jié)節(jié)流閥節(jié)流口的大小，來調節(jié)流量。

理想的節(jié)流閥應當是AT=const，q=const，但實際上是不可能的。當AT=const時，q=f（Δp，K，m）稱為節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性。影響流量穩(wěn)定性的因素主要有三個，下面分別進行分析討：（2）流量穩(wěn)定性如圖4-29節(jié)流閥特性曲線所示，負載變化—Δp變化—q變化，m值越大，流量q受壓差Δp的影響就越大。

比較細長孔(m=1)與薄壁孔(m=0.5)，故同樣Δp變化，所引起的q變化是不相同的。薄壁孔的流量q變化較小。a.Δp變化的影響

油溫變化—油液粘度變化—K變化—q變化。

比較細長孔與薄壁孔，由于薄壁孔的K值與粘度無關，細長孔q的K值與粘度有關，因此通過薄壁孔的流量不受油溫的影響。b.油溫變化的影響

當節(jié)流閥節(jié)流口通流截面開得很小時，通過節(jié)流口的流量會時大時小，甚至造成斷流，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流口阻塞。發(fā)生節(jié)流口阻塞的主要原因是油液中含有雜質或者油液因高溫氧化變質的生成物粘附在節(jié)流口的表面上，當附著層達到一定厚度時，會造成節(jié)流閥斷流。比較薄壁孔與細長孔，薄壁孔口長度短，不易堵塞，細長孔口長度較長，易容堵塞。因此薄壁孔的流量穩(wěn)定性要比細長孔更好。c.節(jié)流口堵塞的影響

為了避免節(jié)流閥產生堵塞，要有一個能保證節(jié)流閥正常工作（指無斷流，且流量變化率不大于10%）的最小流量限制值，稱為節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量。

這是節(jié)流閥使用時的重要的指標，不能小于此值。

從以上三個方面的綜合分析，可以得出以下的結論：從保證節(jié)流閥流量穩(wěn)定性的角度看，節(jié)流閥節(jié)流口做成薄壁孔口更好。

在實際應用中，防止節(jié)流閥堵塞的措施：

一是油液要精密過濾，

二是節(jié)流閥兩端的壓力差要適當，一般為0.2——0.3MPa

1.結構與原理調速閥的結構如圖4-32所示，它是由定差減壓閥1和節(jié)流閥2串聯(lián)而成，其中的定差減壓閥作用是保持節(jié)流閥前后的壓差不隨外負載的變化而變化，節(jié)流閥則用來調節(jié)通過閥的流量。設調速閥進口壓力為p1，經(jīng)定差減壓閥閥口x降壓之后為p2，然后通過節(jié)流閥閥口再降壓之后為p3。二、調速閥

問題的引入：對節(jié)流閥而言，當流量調節(jié)手柄不動，即時，∵，而當F變化，變化，q發(fā)生變化。

∴穩(wěn)定性要求較高時，就要采用調速閥。定差減壓閥節(jié)流閥圖4-32調速閥及圖形符號結構圖圖形符號調速閥和節(jié)流閥特性曲線

由圖可知，通過節(jié)流閥的流量隨進出油口壓差變化而發(fā)生變化，而調速閥的特性曲線基本上是一條水平線，即進出口壓差變化時，通過調速閥的流量基本上是不變的。只有當壓差很小時，一般△p≤0.5MPa，調速閥的特性曲線才與節(jié)流閥的特性曲線重合，這是因為調速閥中的定差減壓閥處于非工作狀態(tài)，減壓閥口全開，調速閥只相當于一個節(jié)流閥。調速閥、節(jié)流閥的流量壓差特性曲線如圖所示。調速閥或節(jié)流閥主要應用于與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調速系統(tǒng)。調節(jié)閥的開口面積，便可調節(jié)其通過的流量，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。

由于調速閥和節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性卻不同，其適用的場合也有所不同。節(jié)流閥適用于對速度穩(wěn)定性要求不高的節(jié)流調速系統(tǒng)，而調速閥適用于執(zhí)行元件負載變化大而運動速度要求穩(wěn)定的節(jié)流調速系統(tǒng)。

要注意：應用調速閥時，為了讓調速閥能夠穩(wěn)定地工作在特性曲線水平線段上，必須要保證調速閥的進出口至少有不低于0.5MPa的壓差。1.何謂流量控制閥？常用的流量控制閥主要有哪兩類？2.影響節(jié)流閥的流量穩(wěn)定的因素有哪些？為什么說節(jié)流閥的節(jié)流口做成薄壁小孔更好？3.調速閥是哪兩種閥串聯(lián)而成的？為什么調速閥能夠在外負載變化的情況下，能保持其中的節(jié)流閥前后壓差不變，使流過流量穩(wěn)定不變？4.應用調速閥時，為使通過流量不受外負載變化的影響，要求調速閥的進出口壓差不得小于

MPa。想一想答答看功用：調節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。方法：

液壓缸的運動速度：υ＝q/A

液壓馬達的轉速：n＝q/VM

因此，改變輸入液壓執(zhí)行元件的流量q、或者改變變量液壓馬達的排量VM，都能調節(jié)液壓執(zhí)行元件的速度。（一）調速回路功用：控制或者變換執(zhí)行元件的運動速度，滿足執(zhí)行元件對工作速度之要求。主要包括調速回路和速度變換回路二、速度控制回路

分類：

節(jié)流調速：采用定量泵+流量控制閥，通過改變流量閥流量來調速。

容積調速：采用改變變量泵或者變量馬達排量來調速。

容積節(jié)流調速：采用變量泵+流量閥調速。1.節(jié)流調速回路

工作原理：通過改變回路中流量控制閥（節(jié)流閥或調速閥）的通流面積來控制流入執(zhí)行元件或者從執(zhí)行元件流出的流量，來調節(jié)執(zhí)行元件運動速度。

分類:根據(jù)流量閥在回路中的位置不同，分為：

進油節(jié)流調速

回油節(jié)流調速

旁路節(jié)流調速前兩種調速回路由于在工作中回路的供油壓力不隨負載變化而變化，故又稱為定壓式節(jié)流調速回路；而旁路節(jié)流調速回路中，由于回路的供油壓力隨負載的變化而變化，故又稱為變壓式節(jié)流調速回路。（1）進油節(jié)流調速回路如圖4-33（a）所示，將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的進油路上。液壓泵供油壓力pp由溢流閥調定，并基本保持恒定。調節(jié)節(jié)流閥的通流面積，即可調節(jié)通過進入液壓缸的流量，從而調節(jié)液壓缸的運動速度。多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，故無溢流閥則不能調速。注：溢流閥工作于溢流穩(wěn)壓狀態(tài)，是調速回路正常工作的必要條件。a.組成與原理b.速度負載特性液壓缸穩(wěn)定工作時，其受力平衡方程式為p1A1=F+p2A2

式中：p1、p2—分別為液壓缸進油腔和回油腔的壓力，p2≈0F—液壓缸的負載；A1、A2—分別為液壓缸無桿腔和有桿腔的有效面積。因為液壓泵供油壓力pp為定值，故節(jié)流閥兩端的壓差為：經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸流量為：所以：從進油節(jié)流調速回路的速度負載特性方程可知，液壓缸運動速度v和節(jié)流閥通流面積AT成正比。調節(jié)AT可實現(xiàn)無級調速。且此回路的調速范圍較大（速比最高可達100）。

當AT調定之后，執(zhí)行元件的速度隨負載的增大而減小?！M油節(jié)流調速回路的速度負載特性方程故液壓缸的運動速度為：

選取不同的AT值，作v-F坐標曲線圖，可得一組曲線，即該回路的速度負載特性曲線，如圖所示。這組曲線表示液壓缸運動速度隨負載變化的規(guī)律，曲線越陡，說明負載變化對速度的影響越大，即速度剛性越差。從圖可看出：①當AT一定時，重載區(qū)域比輕載區(qū)域的速度剛性差。②在相同負載條件下，AT大時，即速度高時速度剛性差。結論：此調速回路適用于低速、輕載和速度穩(wěn)定性要求不高的場合d.功率和效率回路的效率為：

由上式可知，這種調速回路的功率損失由兩部分組成，即溢流損失ΔPy=ppqy和節(jié)流損失ΔPT=Δpq1

，故回路的效率較低。

在節(jié)流閥進油節(jié)流調速回路中，液壓泵輸出功率為Pp=ppqp=常量而液壓缸的輸出功率為，該回路功率損失為：

由速度負載特性方程可知，無論AT為何值，當F=ppA1時，節(jié)流閥兩端壓差Δp為零，活塞運動就停止，此時液壓泵輸出的流量全部經(jīng)溢流閥回油箱。此F值即為該回路的最大承載值，即Fmax

=ppA1。c.最大承載能力（2）回油節(jié)流調速回路回油節(jié)流調速回路

圖4-33（b）所示，把節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，利用節(jié)流閥控制液壓缸的排油量q2來實現(xiàn)速度調節(jié)。調節(jié)液壓缸的回油流量q2，也就控制了進油量q1，定量泵輸出的多余油液經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥調整壓力（pp）基本保持穩(wěn)定。按前述的分析方法，不難得出回油節(jié)流調速的速度負載特性方程：回油節(jié)流調速和進油節(jié)流調速的速度負載特性及速度剛性基本相同,因此對進油節(jié)流調速回路的分析結論，完全適用于回油節(jié)流調速回路。

進、回油節(jié)流調速回路不同點：

a）承受負值負載的能力回油節(jié)流調速回路中的節(jié)流閥使液壓缸回油腔形成一定背壓，能承受一定的負值負載。

b）停車后的起動性能當液壓泵重新向液壓缸供油時，在回油節(jié)流調速回路中背壓不能立即建立，即使回油路上節(jié)流閥關得很小，也會引起瞬間工作機構的前沖現(xiàn)象。

c）實現(xiàn)壓力控制的方便性在進油節(jié)流調速回路中，當工作部件碰到死擋塊而停止后，其p1將升至溢流閥的調定壓力pp，利用這一壓力變化來實現(xiàn)壓力控制很方便。而回油節(jié)流調速回路，當工作部件碰到死擋塊后，其p2將降至零，利用這一壓力變化來實現(xiàn)壓力控制就比較麻煩。

為了提高回路的綜合性能，一般常采用進油節(jié)流調速，并在回油路上加背壓閥的回路，使其兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點。

d）發(fā)熱及泄漏的影響進油節(jié)流調速中，流過節(jié)流閥的熱油直接進入液壓缸；而在回油節(jié)流調速，流過節(jié)流閥的熱油直接回油箱。故進油節(jié)流調速受油液發(fā)熱影響，缸內外泄漏增加。

e）運動平穩(wěn)性在回油節(jié)流調速回路中，由于回油路上節(jié)流閥對缸運動有阻尼作用，可獲得更為穩(wěn)定的運動，而進油節(jié)流調速運動平穩(wěn)性稍差。但是，對于單桿液壓缸來講，無桿腔的有效面積大于有桿腔，那么在缸徑、缸速相同的情況下，若節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量相同，則進油節(jié)流調速能獲得更低的穩(wěn)定速度。

圖4-33（c）為采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調速回路。改變節(jié)流閥的通流面積，便可調節(jié)液壓泵流回油箱的流量，也就控制了進入液壓缸的流量，即能實現(xiàn)調速。這時的溢流閥處于關閉狀態(tài)，起安全閥作用，只有過載時才打開，其調定壓力為最大工作壓力的1.1—1.2倍。組成與原理旁路節(jié)流調路回路（3）旁路節(jié)流調速回路于是，可得到旁油路節(jié)流調速的速度負載特性方程：式中:

qt—液壓泵的理論流量；K1—液壓泵的泄漏系數(shù)；速度負載特性當負載增加時，速度顯著下降，負載特性很軟，即速度剛度很差當AT一定，負載越大，速度剛度越大；當負載一定時，AT越?。椿钊\動速度越高），速度剛度越大。根據(jù)上式，選取不同的AT值可作出一組旁油節(jié)流的速度負載特性曲線。旁油節(jié)流的速度負載特性曲線

最大承載能力由圖可知，旁油路節(jié)流調速最大承載能力隨AT的增大而減小，即旁路節(jié)流調速回路的低速承載能力很差，調速范圍小。功率和效率旁路節(jié)流調速只有節(jié)流損失，而無溢流損失，泵輸出壓力隨負載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率隨負載而變化，所以比前兩種調速回路效率高。由于旁路節(jié)流調速回路負載特性很軟，低速承載能力又差，故其應用比前兩種回路少，只用于高速、負載變化小、對速度平穩(wěn)性要求不高且要求功率損失較小的系統(tǒng)中。調速閥節(jié)流調速回路使用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路，速度負載特性都較軟，在變載荷情況下運動的平穩(wěn)性較差。為克服這個缺點，在上述三種節(jié)流調速回路回路中用調速閥來代替節(jié)流閥，組成進口、出口和旁路節(jié)流調速回路。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。但是，在調速閥中的定差減壓閥，同樣也要產生功率損耗，因而功率損失比節(jié)流閥大，回路效率更低。注意，使調速閥時，應保證進出口壓差至少在0.5MPa以上2.容積調速回路容積調速是用改變液壓泵或者液壓馬達的排量來實現(xiàn)調速的

優(yōu)點：沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調速系統(tǒng)。缺點：變量泵和變量馬達的結構較復雜，成本較高。

分類：根據(jù)油路循環(huán)方式，容積調速回路分開式回路和閉式回路

開式回路：液壓泵從油箱吸油，執(zhí)行元件的回油直接回油箱。結構簡單，油液在油箱中能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進入回路。

閉式回路：執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連。結構緊湊，只需很小的補油箱，空氣和臟物不易進入回路，但油液的冷卻條件差，需附設輔助泵補油、冷卻和換油。補油泵的流量一般為主泵流量的10%—15%，壓力通常為0.3—1.0MPa左右。（1）變量泵+定量執(zhí)行元件的容積調速變量泵+油缸的容積調速

變量泵+定量馬達的容積調速

在右圖中，改變變量泵的排量就可調節(jié)進入油缸的流量，從而調節(jié)活塞的運動速度v。若不考慮油泵、油缸和管道的泄漏，油缸活塞的運動速度為：在左圖中，若不計變量泵和定量液壓馬達的損失和泄漏，定量馬達的轉速nM

，輸出轉矩TM和輸出功率PM分別為：

以上第１，２式表明，通過調節(jié)變量泵的輸出流量，可對油缸或定量馬達的運動速進行調節(jié)。式中：ΔpM

—液壓馬達進出口的壓差VM—液壓馬達的排量

nM—液壓馬達的轉速

綜上所述，變量泵和定量執(zhí)行元件所組成的容積調速為恒轉矩調速，且調速范較大。此調速回路適用于調速范圍較大，要求恒轉矩輸出的場合。變量泵+定量馬達回路特性曲線P/T

/nVP0TMPMnM(v)①此調速回路，當變量泵的轉速不變時，液壓缸的運動速度V

或定量馬達的轉速nM均與變量泵的排量VP成正比。②如果系統(tǒng)負載轉矩恒定，回路的工作壓力恒定不變，即pM不變，馬達的輸出轉矩TM保持恒定。③定量馬達的輸出功率PM隨著變量泵的排量VP的增減而線性地增減。（2）定量泵和變量馬達容積調速下圖為由定量泵和變量馬達組成的容積調速回路。定量泵輸出流量不變，改變變量馬達的排量VM就可以調節(jié)液壓馬達的轉速回路圖調速特性①根據(jù)nm=qp/VM可知，馬達nm與排量VM成反比，但VM過小則馬達的輸出轉矩將減小，甚至不能帶動負載，故這種調速回路的調速范圍較小。②由液壓馬達的轉矩公式TM=可知，若VM減小，nm增加，則TM下降。③定量泵輸出流量是不變的，泵的壓力由安全閥2調定。馬達輸出的最大功率是不變的，故這種調速為恒功率調速。（3）變量泵+變量馬達容積調速這種調速回路是上述兩種容積調速回路的組合。變量泵+變量馬達容積調速回路圖變量泵+變量馬達容積調速的特性

低速階段高速階段

由于一般工作部件都在低速時要求有較大的轉矩，因此該回路在應用時，馬達轉速的調節(jié)要分為低速和高速兩階段進行，在低速范圍內調速時，先將液壓馬達的排量調得最大，使馬達獲得最大輸出轉矩，由小到大改變泵的排量，直至達到最大值，液壓馬達轉速隨之升高，輸出功率線性增加，此時調速回路處于恒轉矩輸出狀態(tài)；若要進一步加大液壓馬達轉速，在高速階段，則可改變變量馬達的排量由大到小，此時輸出轉矩隨之降低，而泵則處于最大功率輸出狀態(tài)不變，這時液壓回路處于恒功率輸出狀態(tài)。由于泵和馬達的排量均可改變，不僅擴大了馬達的調速范圍，而且也擴大了馬達的輸出轉矩和輸出功率特性的選擇范圍，它的調速特性曲線如圖所示。3、容積節(jié)流調速回路

容積節(jié)流調速采用壓力補償型變量泵供油，采用流量控制閥調節(jié)進入或流出液壓缸的流量，從而調節(jié)油缸運動速度，并且通過壓力反饋，使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需流量相適應。

特點：沒有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調速回路好

應用：常用在速度范圍大、中小功率的場合，例如組合機床的進給系統(tǒng)等。限壓式變量泵+調速閥調速回路

圖4-37為由限壓式變量泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速回路。該回路由限壓式變量泵1供油，壓力油經(jīng)調速閥2進入液壓缸左腔，回油經(jīng)背壓閥6返回油箱。

液壓缸運動速度由調速閥中的節(jié)流閥來調節(jié)。設泵的流量為qp,當關小調速閥時，q1減小，此時泵的輸油量還未來得及改變，于是qp

>q1，這時泵出口壓力升高，通過壓力反饋作用，使泵的流量自動減小，直至qp=q1為止；反之，若qp

q1

時，泵出口壓力便下降，通過壓力反饋作用，又會使泵的流量自動增大,到qp=q1為止。

由此可見，調速閥不僅能保證進入液壓缸的流量穩(wěn)定，而且可使泵的流量自動地和液壓缸所需的流量相適應。圖為限壓變量泵和調速閥的容積調速特性曲線。圖中曲線1是限壓式變量葉片泵的流量—壓力特性曲線，曲線2是調速閥在某一開口AT下的壓差-流量特性曲線，二曲線的交點a即為該回路的工作點。

這種回路無溢流損失，系統(tǒng)發(fā)熱小，速度穩(wěn)定性（剛性）較高。限壓變量泵和調速閥的容積調速特性12回路類型節(jié)流調速回路容積調速回路容積節(jié)流調速回路主要性能用節(jié)流閥用調速閥進、回油路旁油路進、回油路旁油路機械特性速度穩(wěn)定性較差差好較好較好好承載能力較好較差好較好較好好調速范圍較大小較大較小大較大功率特性效率低較高低較高最高較高發(fā)熱大較小大較小最小較小適用范圍小功率、輕載的中、低壓系統(tǒng)大功率,重載,高速的中,高壓系統(tǒng)中、小功率的中壓系統(tǒng)各種調速回路的比較表二、速度變換回路

功用：使執(zhí)行元件從一種速度變換到另一種速度。分類：快速運動回路和速度換接回路1.快速運動回路又稱增速回路

功用：使液壓執(zhí)行元件獲得所需的高速，縮短機械空程運動時間，以提高系統(tǒng)的工作效率。介紹三種常用的快速運動回路液壓缸差動連接的快速回路雙液壓泵供油的快速回路蓄能器補油的快速回路回路組成如圖4-38所示。閥3和閥4位均工作于左位時，液壓缸形成差動連接，快速右行。閥3工作于左位、閥4工作于右位時，差動解除，液壓缸左腔進油，右腔回油，液壓缸轉為慢速右行。閥3和閥4都工作在右位時，液壓缸右腔進油，左腔回油，快速返回。回路結構簡單，應用較廣，但速度增加有限。圖4-38液壓缸差動連接回路（1）液壓缸差動連接快速回路系統(tǒng)轉入工進時，系統(tǒng)工作壓力升高，順序閥3打開，單向閥4關閉，低壓大流量泵2經(jīng)順序閥3卸荷，系統(tǒng)由小泵1單獨供油，實現(xiàn)工作進給。

此回路工進時泵2卸荷，減少了動力消耗，效率高，功率損失小，應用較廣。但雙泵結構較復雜，成本高。圖4-40所示為雙泵供油快速回路回路組成如圖。圖中泵2為低壓大流量泵，泵1為高壓小流量泵。系統(tǒng)空載快速時，工作壓力低，溢流閥5和順序閥3處于關閉狀態(tài)，此時大泵2的流量經(jīng)單向閥4和小泵1的流量匯合向系統(tǒng)供油，以滿足快速運動需要；（2）雙泵供油快速回路

系統(tǒng)短期需要大流量時，換向閥5處于左位或右位，由泵1和蓄能器4共同時向流壓缸6供油；當系統(tǒng)停止工作時，換向閥5處在中間位置，這時泵便經(jīng)單向閥3向蓄能器充液，蓄能器壓力升高后，達到液控順序閥2調定壓力后，閥口打開，使泵卸荷。4-39采用蓄能器的快速運動回路（3）蓄能器快速運動回路2.速度換接回路

功用：使液壓執(zhí)行元件在一個工作循環(huán)中從一種運動速度切換到另一種運動速度。

分類：快速轉慢速的換接；兩個慢速之間的換接。

在速度轉換的回路中，要求具有較高的速度換接平穩(wěn)性，不能出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象。（1）行程閥的快慢速換接回路圖4-41行程閥速度換接回路回路分析：

換向閥1工作于左位,行程閥2處于下位，油缸快進：

進油路：泵閥1油缸左腔，

回油通：油缸右腔閥2閥1油箱活塞上的行程擋塊壓下行程閥2，液壓缸轉為慢速工進：

進油路：泵閥1油缸左腔，

回油通：油缸右腔閥3閥1油箱換向閥1工作于右位，活塞快速退回：

進油路：泵閥1單向閥4油缸右腔

回油通：油缸左腔閥1油箱該回路速度換接較平穩(wěn)，換接點位置較準確，但行程閥必須安裝在運動部件附近，管路的連接較長，且較為復雜。（2）調速閥并聯(lián)的兩種工進速度換接回路回路分析：閥1、閥2和閥3都工作在左位，油缸向右快進

進油路：閥1

閥2缸左腔；

回油路：缸右腔

閥1油箱，快進到位，閥2電磁鐵通電，實現(xiàn)第一次工進

進油路：閥1調速閥A閥3缸左腔

回油路：缸右腔

閥1油箱，第一次工進完成，閥3通電，實現(xiàn)第二次工進

進油路：閥1調速閥B閥3缸左腔

回油路：缸右腔

閥1油箱，該回路在進行速度換接時，液壓缸的速度會出現(xiàn)一定沖擊.

調速閥并聯(lián)的速度的換接回路（3）調速閥串聯(lián)的兩種工進速度換接回路

回路分析：閥1、閥2和閥3都工作是左位，缸向右快進

進油路：閥1閥3缸左腔；

回油路：缸右腔

閥1油箱，快進到位，閥3電磁鐵通電，實現(xiàn)第一次工進；

進油路：閥1調速閥A閥2缸左腔；

回油路：缸右腔

閥1油箱，第一次工進完成，閥2通電，實現(xiàn)第二次工進。

進油路為：閥1調速閥A調速閥B缸左腔

回油路為：缸右腔

閥1油箱，

由于閥B開口調得比閥A小，因此二工進速度比一工進速度低。這種回路在工進速度換接時，液壓缸的速度不會出現(xiàn)很大沖擊,但能量損失較大調速閥串聯(lián)的速度的換接回路5．液壓系統(tǒng)的調速方法有

、

和

。6．節(jié)流調速回路按流量閥安裝位置的不同，分成

、

和

。7．進、回油節(jié)流調速回路的功率損失有

和

。8．容積調