第六章 液压基本回路.ppt

第六章第六章 液压基本回路液压基本回路机机械械工工作作部部件件都都以以一一定定的的形形式式完完成成其其工工作作任任务务。驱驱动动工工作作部部件件的的液液压压系系统统应应满满足足：能能克克服服一一定定的的阻阻力力（扭扭矩矩），速速度度大大小小能能变变化化，运运动动方方向向能能变变化化，能能实实现现预预定定的的工工作作循循环环要要求求。各各种种液液压压系系统统由由能能实实现现上上述述要要求求的的基基本本回回路路组组成成。所所谓谓基基本本回回路路，就就是是由由相相关关液液压压元元件件组组成成的的用用来来完完成成特特定定功功能能的的典典型型管管路路结结构构。它它是是液液压压系系统统的的基基本本单单元元。一一个个液液压压与与气气压压传传动动系系统统由由若若干干个个基基本本回回路路组成。组成。类类型型：方方向向控控制制回回路路、压压力力控控制制回回路路、调调速速回回路路、多多缸缸运运动动回回路路和液压马达控制回路等。和液压马达控制回路等。熟熟悉悉和和掌掌握握液液压压基基本本回回路路组组成成的的组组成成结结构构、工工作作原原理理及及其其性性能能特特点，对分析、掌握和设计液压传动系统是非常必要的。点，对分析、掌握和设计液压传动系统是非常必要的。6.1方向控制阀方向控制阀作作用用：利利用用各各种种方方向向阀阀来来控控制制流流体体的的通通断断和和变向，以便使执行元件启动、停止和换向。变向，以便使执行元件启动、停止和换向。一、一般方向控制回路一、一般方向控制回路只只需需在在动动力力元元件件与与执执行行元元件件之之间间采采用用普普通通换换向阀。图向阀。图6-1为双作用油缸换向回路。讲原理为双作用油缸换向回路。讲原理二、复杂方向控制回路二、复杂方向控制回路当当需需要要频频繁繁连连续续动动作作，且且对对换换向向过过程程有有很很多多附加要求时，需采用复杂方向回路。附加要求时，需采用复杂方向回路。1.时间控制制式换向回路时间控制制式换向回路图图6-2主主油油路路只只受受换换向向阀阀3控控制制，图图示示状状态态，液液压压缸缸活活塞塞向向右右运运动动；换换向向时时拨拨块块拨拨动动先先导导阀阀左左移移，控控制制油油路路经经I2进进换换向向阀阀右右端端，L处处的的锥锥面面控控制回油量制回油量J1控制控制油路的回油时间。控制控制油路的回油时间。2.行程控制制式换向回路行程控制制式换向回路图图6-36-1双作用油缸的换向回路第六章第六章液压基本回路液压基本回路图6-2时间控制制动式换向阀1-节流；2-（二位四通）先导阀；3-换向阀；4-溢流阀图6-3行程控制制动式换向阀1-节流阀；2-（二位七通）先导阀3-换向阀；4-溢流阀第六章第六章 液压基本回路液压基本回路6.2压力控制回路压力控制回路压压力力控控制制回回路路是是利利用用压压力力控控制制阀阀来来控控制制系系统或控制某一部分的压力。统或控制某一部分的压力。类类型型：调调压压回回路路、增增压压回回路路、减减压压回回路路、保压回路、卸荷回路、平衡回路和释压回路等。保压回路、卸荷回路、平衡回路和释压回路等。一一、调调压压回回路路使使系系统统整整体体或或某某一一部部分分的的压力保持恒定或不超过某一个值压力保持恒定或不超过某一个值。1.压压力力调调定定回回路路由由溢溢流流阀阀来来调调整整系系统统的的压压力力，将将多多余余的的油油液液通通过过溢溢流流阀阀回回油油箱箱。油油泵泵始始终终在在溢溢流流阀阀调调整整的的压压力力下下工工作作，阀阀调调定定的的压压力力就是系统的压力。（图就是系统的压力。（图6-4）2.压力限定回路（过载安全回路）压力限定回路（过载安全回路）仅仅当当外外界界负负载载变变化化，超超过过阀阀的的调调定定压压力力，阀阀口口开开启启，起起保保护护作作用用。一一般般比比系系统统的的压压力力大大815%，泵泵后后有有一一个个最最高高压压力力。如如变变量量泵泵回回路路和旁路节流调速回路。（图和旁路节流调速回路。（图6-5）图6-4压力调定回路图6-5压力限定回路（变量泵）第六章第六章 液压基本回路液压基本回路3.双压力回路双压力回路利利用用两两个个溢溢流流阀阀分分别别控控制制系系统统两两个不同的压力。个不同的压力。举例：当液压缸上升到达终点位置时，举例：当液压缸上升到达终点位置时，低压溢流阀使系统处于仅保持支撑活低压溢流阀使系统处于仅保持支撑活塞、连杆自重的较低压力；当活塞下塞、连杆自重的较低压力；当活塞下行到压缩工作时，系统所需的高压由行到压缩工作时，系统所需的高压由高压溢流阀控制。这种回路适应工作高压溢流阀控制。这种回路适应工作行程和非工作行程两个阶段中系统压行程和非工作行程两个阶段中系统压力差别很大的要求，因而节省动力消力差别很大的要求，因而节省动力消耗，减少油液发热。耗，减少油液发热。4.远程调压回路远程调压回路图6-6 旁路节流调速回路图6-7 双压力回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路 4.4.远程调压回路远程调压回路它它是是用用远远程程调调压压阀阀或或小小流流量量溢溢流流阀阀接接在在先先导导式式溢溢流流阀阀的的遥遥控控口口上上进进行行远远程程控控制制回回路路。能能供供给给系系统统三三种种压压力力。给给系系统统的的压压力力由由先先导导式式溢溢流流阀阀调调定定压压力力决决定定；当当电电磁磁换换向向阀阀2 2通通电电时时溢溢流流阀阀1 1的的遥遥控控口口和和远远程程调调压压阀阀4 4相相通通，这这时时油油泵泵的的供供油油压压力力由由远远程程调调压压阀阀4 4的的调调定定压压力力决决定定；2 2和和3 3通通电电，由由5 5决决定定。利利用用电电磁磁换换向向阀阀是是否否与与先先导导式式溢溢流流阀阀遥遥控控口口相相同同，进进行行远远程程遥遥控控。注注意意，远远程程调调压压阀阀的的调调定定压压力力应应小小于于先先导导式式溢溢流流阀阀所所调调定定压压力力。要要求求负负载载和和泵泵后后压压力力基基本本一一致致，减减少少系系统的功率消耗。统的功率消耗。图6-8远程调压回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路二、减压回路二、减压回路减减压压回回路路是是使使系系统统中中某某一一部部分分具具有有较低的稳定压力。较低的稳定压力。图图中中油油缸缸5的的工工作作压压力力比比油油缸缸4的的工工作作压压力力高高，为为使使油油缸缸4能能正正常常工工作作在在回回路路中中并并连连一一个个减减压压阀阀2，使使油油缸缸4得得到到一一个个稳稳定定的的、比比溢溢流流阀阀调调定定压压力力低低的压力。的压力。为为使使减减压压回回路路工工作作可可靠靠。减减压压阀阀的的最最低低调调定定压压力力不不应应低低于于0.5MP，最最高高调定压力至少比系统压力低调定压力至少比系统压力低0.5MP。控制油路用油也需装减压阀控制油路用油也需装减压阀。图6-9 减压回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路三、增压回路三、增压回路增增压压回回路路是是使使系系统统中中某某一一部部分分具具有有较较高高的的稳稳定定压压力力。它它能能使使系系统统中中的的局局部部压压力力原高于液压泵的输出压力。原高于液压泵的输出压力。在在某某些些机机械械的的液液压压系系统统中中，有有时时需需要要使使局局部部油油路路或或某某个个液液压压缸缸获获得得比比油油泵泵供供给给压压力力高高得得多多，但但流流量量不不大大的的压压力力油油时时，就就可可采采用用增增压压回回路路。增增压压器器利利用用有有杆杆腔腔的的油油压压高高,即即:图图6-10所所示示，原原理理：在在图图示示位位置置，油油泵泵输输出出的的低低压压油油进进入入增增压压器器大大缸缸的的左左腔腔，推推动动活活塞塞右右移移，使使增增压压器器小小缸缸右右腔腔输输出出高高压压油油，进进入入工工作作液液压压缸缸。换换向向后后，换换向向阀阀的的阀阀心心移移到到右右端端，油油泵泵输输出出的的压压力力油油进进入入增增压压器器大大缸缸的的活活塞塞杆杆腔腔，使使活活塞塞右右移移推推回回，工工作作液液压压缸缸的的活活塞塞在在弹弹簧簧的的作作用用下下返返回回。油油箱箱中中的的油油液液可可通通过过单单向向阀阀进进入入增增压压器器小小缸右腔，以补充这部分管路的泄露。缸右腔，以补充这部分管路的泄露。图6-10增压回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路四、卸荷回路卸荷回路卸卸荷荷回回路路主主要要是是指指油油泵泵的的卸卸荷荷。所所谓谓油油泵泵的的卸卸荷荷是是指指它它输输出出的的油油液全部或绝大部分直接返回油箱，使油泵处于很小输出功率的状态。液全部或绝大部分直接返回油箱，使油泵处于很小输出功率的状态。油油泵泵卸卸荷荷有有两两种种情情况况：当当液液压压系系统统的的工工作作部部件件短短时时间间停停止止工工作作而而不不需需要要油油泵泵供供给给压压力力油油时时，油油泵泵可可卸卸荷荷；或或者者当当工工作作部部件件在在某某段段时时间间内内需需要要保保持持很很大大的的压压力力，但但运运动动速速度度极极慢慢，甚甚至至不不动动时时（如如压压力力机机对对工工件件加加压压），只只需需要要油油泵泵供供给给很很少少的的压压力力油油这这时时油油泵泵也也应应卸卸荷荷。后后一一种卸荷又称保压卸荷种卸荷又称保压卸荷.图图6-11为为用用换换向向阀阀的的卸卸荷荷回回路路；图图6-12用用溢溢流流阀阀的的卸卸荷荷回回路路：图图6-13用二位二通阀旁路的卸荷回路用二位二通阀旁路的卸荷回路.图6-11换向阀的卸荷回路图6-12溢流阀的卸荷回路图6-13二位二通阀旁路的卸荷回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路五、保压回路保压回路 用蓄能器保持系统中油液的压力，油泵用蓄能器保持系统中油液的压力，油泵实现卸荷。在图实现卸荷。在图6614所示的回路中油泵输出所示的回路中油泵输出的油液经过单向阀进入系统，同时也进入蓄的油液经过单向阀进入系统，同时也进入蓄能器，但系统的压力达到所需要的数值时通能器，但系统的压力达到所需要的数值时通过压力继电器（过压力继电器（A图）或者顺序阀（图）或者顺序阀（B图）等图）等元件控制二位二通阀，于是油泵输出的油液元件控制二位二通阀，于是油泵输出的油液就在低压下经过二位二通阀或溢流阀流回油就在低压下经过二位二通阀或溢流阀流回油箱，使油泵卸荷。这时蓄能器使系统继续保箱，使油泵卸荷。这时蓄能器使系统继续保持一定的压力并使单向阀关闭。系统中油液持一定的压力并使单向阀关闭。系统中油液的泄露由蓄能器放出的压力油进行补偿。当的泄露由蓄能器放出的压力油进行补偿。当系统中的压力过低时，压力继电器或顺序阀系统中的压力过低时，压力继电器或顺序阀使二位二通阀切断油泵油液直接回油箱的管使二位二通阀切断油泵油液直接回油箱的管路，于是油泵输出的油压迅速升高，当其大路，于是油泵输出的油压迅速升高，当其大于蓄能器中的压力时便推开单向阀又向系统于蓄能器中的压力时便推开单向阀又向系统和蓄能器输送压力油，直到系统的压力达到和蓄能器输送压力油，直到系统的压力达到需要的数值时，油泵又卸荷。如此作用下去，需要的数值时，油泵又卸荷。如此作用下去，便可保持系统的压力在某个数值附近，而油便可保持系统的压力在某个数值附近，而油泵又处于卸荷状态。泵又处于卸荷状态。图6-14保压回路(A)(B)第六章第六章 液压基本回路液压基本回路六、平衡回路六、平衡回路为了防止垂直油缸及其工作部件因自重自行下落，为了防止垂直油缸及其工作部件因自重自行下落，或下行运动中因自重造成失控、失速，常设平衡阀。或下行运动中因自重造成失控、失速，常设平衡阀。如如图为单向顺序阀组成的平衡回路，只有当液压泵向油缸图为单向顺序阀组成的平衡回路，只有当液压泵向油缸上腔供油对活塞施加压力，使油缸下腔产生的油压高于上腔供油对活塞施加压力，使油缸下腔产生的油压高于顺序阀设定的压力时，油缸才能下行。顺序阀设定的压力时，油缸才能下行。七、释压回路七、释压回路为为使使高高压压大大容容量量液液压压缸缸中中存存储储的的能能量量缓缓慢慢释释放放，以以免免在在突突然然释释放放时时产产生生很很大大的的液液压压冲冲击击，可可采采用用释释压压回回路路。一一般般在在液液压压缸缸的的直直径径较较大大、压压力力较较高高时时，其其高高压油缸在排油前就需释压，如压力机液压系统。压油缸在排油前就需释压，如压力机液压系统。左左图图为为使使用用节节流流阀阀的的释释压压回回路路。由由图图可可见见，液液压压缸缸上上腔腔的的高高压压油油在在换换向向阀阀处处于于中中立立时时通通过过节节流流阀阀、单单向向阀阀和和换换向向阀阀释释压压，释释压压快快慢慢由由节节流流阀阀调调节节。当当上上腔腔的的压压力力降降至至压压力力继继电电器器的的调调定定压压力力时时，换换向向阀阀切切换换至至左左位位，液液控控单单向向阀阀打打开开，使使液液压压缸缸上上腔腔的的液液体体通通过过该该阀排到液压缸顶部的副油箱。阀排到液压缸顶部的副油箱。图6-15平衡回路图6-16释压回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路6.3速度控制回路速度控制回路在在液液压压传传动动系系统统中中，调调速速回回路路占占有有重重要要的的地地位位。例例如如在在机机床床的的液液压压传传动动中中，用用于于主主运运动动和和进进给给运运动动的的调调速速回回路路对对机机床床的的加加工工质质量量有有着着重要的影响。重要的影响。类类型型：调调速速回回路路、增增速速回回路路和和速速度度变变换换回回路等路等。一、一、调速回路调速回路 图图6-17进口节流阀调速回路进口节流阀调速回路调速回路按调速基本原理可分为节流调速、容积调速和联合调速；调速回路按调速基本原理可分为节流调速、容积调速和联合调速；节流调速回路是由定量泵和流量阀组成的调速回路，可以通过调节流节流调速回路是由定量泵和流量阀组成的调速回路，可以通过调节流量阀通流截面积的大小来控制流入或流出执行元件的流量，以此来调量阀通流截面积的大小来控制流入或流出执行元件的流量，以此来调节执行元件的运动速度节执行元件的运动速度。节流调速按流量阀在回路中的位置不同可分节流调速按流量阀在回路中的位置不同可分为进口节流调速、出口节流调速和回口节流调速为进口节流调速、出口节流调速和回口节流调速。一）节流调速一）节流调速1.进口节流阀调速回路进口节流阀调速回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路图6-18为面积、速度关系图。速速度度负负载载特特性性曲曲线线：当当负负载载为为零零时时，缸缸的的速速度度有有最最大大值值；当当负负载载等等于于P0A1时时，缸缸的的速速度度有有最最小小值值，即即进进口口节节流流调调速速回回路路缸缸的的速度随负载的变化而变化。这是其缺点。速度随负载的变化而变化。这是其缺点。图图6-19为速度负载特性曲线为速度负载特性曲线avR大R小RV不用次段，因速度随负载变化太大a大a小图6-18面积、速度关系图6-19速度、速度关系第六章第六章 液压基本回路液压基本回路速度刚性速度刚性:液压缸运动速度受负载影响的程度可用回路速度刚性液压缸运动速度受负载影响的程度可用回路速度刚性K K来来评定；评定；K=R/V=1/tgK=R/V=1/tg 物理意义：引引起起单单位位速速度度变变化化时时负负载载力力的的变变化化量量.它它是是速速度度负负载载特特性性曲曲线线上上某某点点处处斜斜率率的的倒倒数数。在在特特性性曲曲线线上上某某处处斜斜率率越越小小（机机械械特特性性硬硬），速速度度刚刚性性越越大大，液液压压缸缸运运动动速速度度受受负负载载波波动动的的影影响响就就越越小小，运运动动平平稳稳性好；反之会使运动平稳性变坏。性好；反之会使运动平稳性变坏。优点：无杆腔面积大，优点：无杆腔面积大，P大，速度慢；大，速度慢；P2为零液压缸回油腔和回油管为零液压缸回油腔和回油管中压力低。使用在启动要求冲击小（节流阀作用），负载变动小的小功中压力低。使用在启动要求冲击小（节流阀作用），负载变动小的小功率液压系统中。原因：节流阀的面积一定时，负载变化大，则速度变化率液压系统中。原因：节流阀的面积一定时，负载变化大，则速度变化大，当负载达到大，当负载达到P0A1时，停止运动。时，停止运动。当用调速阀换节流阀时，速度负载特性曲线为下图：当用调速阀换节流阀时，速度负载特性曲线为下图：当当PP大于大于PPminmin时，调速阀的流量不变，速度不变。时，调速阀的流量不变，速度不变。PminQPRV图6-20压力-流量特性图6-21速度-负载特性第六章第六章 液压基本回路液压基本回路2.回油路节流调速回油路节流调速将节流阀串联在液压缸和油箱之间未回油路节流调速。P1P2A1A2P3Q1Q3Q2图图6-22回油路节流调速回油路节流调速当R=0，V回最大；当R=P0A1，V回=0由由回回路路图图可可以以看看出出：当当从从液液压压缸缸的的无无杆杆腔腔进进油油，而而负负载载又又很很小小时时；由由于于回回油油腔腔的的有有效效工工作作面面积积较较小小，P2腔腔的的压压力力可可能能超超过过油油泵泵的的供供油油压压力力，这这样样就就提高了回油腔和回油路的强度及防止泄露的要求。提高了回油腔和回油路的强度及防止泄露的要求。节节流流阀阀在在回回油油路路上上可可以以产产生生背背压压，相相对对进进口口节节流流调调速速而而言言，运运动动较较平平稳稳，因此常用在负载变化较大，要求运动平稳的液压系统中。因此常用在负载变化较大，要求运动平稳的液压系统中。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路3.旁油路节流调速旁油路节流调速速速度度随随力力也也变变化化。但但这这种种回回路路当当力力减减小小时时，P P0 0也也减减小小（因因调调速速阀阀此此时时起起到到溢溢流流阀阀的的作作用用，溢溢流流阀阀起起安安全全阀阀的的作作用用），与与1 1和和2 2相比能量利用合理。相比能量利用合理。随随着着力力增增加加，速速度度变变化化。在在重重载载高高速速时时，速速度度刚刚性性好好，因因f小小时时速速度度变变化化较较慢慢，主主要要用用在在高高速速重重载载对对速速度度要要求求不不高高的的较较大大功率的系统，如牛头刨床。功率的系统，如牛头刨床。将节流阀并联在液压缸进油路与回油路之间将节流阀并联在液压缸进油路与回油路之间P=P1，P2=0。力和流量平衡方程为力和流量平衡方程为f大f小RV旁图6-23旁油路节流调速回路图6-24旁油路节流调速回路速度负载特性第六章第六章 液压基本回路液压基本回路4.调速阀式节流调速回路调速阀式节流调速回路在在上上述述的的几几种种回回路路中中，当当负负载载变变化化时时，要要引引起起节节流流阀阀前前后后工工作作压压差差的的变变化化。对对于于开开口口量量一一定定的的节节流流阀阀来来说说，当当工工作作压压力力变变化化时时，通通过过其其流流量量必必然然变变化化，这这就就导导致致了了液液压压执执行行元元件件运运动动速速度度的的变变化化。因因此此可可以以说说，上上述述三三种种回回路路速速度度平平稳稳性性差差的的原原因因是是采采用用了了节流阀。节流阀。如如果果在在上上述述回回路路中中，用用调调速速阀阀代代替替节节流流阀阀，便便构构成成了了进进口口、出出口口和和旁旁路路调调速速阀阀式式节节流流调调速速回回路路，其其速速度度平平稳稳性性大大为为改改善善。因因为为只只要要调调速速阀阀的的工工作作压压差差超超过过它它的的最最小小压压差差值值，一一般般为为0.40.5MP，则通过调速阀的流量便不随压差而变化。则通过调速阀的流量便不随压差而变化。图图6-256-25和和6-266-26分别为由调速阀组成的进口节流调速回路和出分别为由调速阀组成的进口节流调速回路和出口节流调速回路的速度口节流调速回路的速度-负载特性曲线负载特性曲线VFFBFAVFA1FAFB图6-25进、出口回路速度-负载特性图6-26旁路速度-负载特性第六章第六章 液压基本回路液压基本回路二）容积调速回路二）容积调速回路通过改变泵或马达的排量来进行调速的方法称为容积调速。通过改变泵或马达的排量来进行调速的方法称为容积调速。主要优点：没有节流损失和溢流损失，效率高、系统温升小，主要优点：没有节流损失和溢流损失，效率高、系统温升小，适用于高速大功率调速系统。适用于高速大功率调速系统。容积调速回路根据油液的循环方式的不同有开式和闭式回路。容积调速回路根据油液的循环方式的不同有开式和闭式回路。开开式式：液液压压油油由由油油箱箱到到油油泵泵 执执行行元元件件 回回油油箱箱。可可冷冷却却油油，但但结构复杂。结构复杂。闭闭式式：执执行行元元件件的的回回油油直直接接到到油油泵泵的的吸吸油油腔腔。结结构构紧紧奏奏只只需需很很小的补油箱，空气和赃物不易混入，但散热差，需设补油泵。小的补油箱，空气和赃物不易混入，但散热差，需设补油泵。1.1.变量泵和定量马达组成的回路变量泵和定量马达组成的回路 这种方式组成的容积调速回路系统，正常工作时溢流阀关闭。这种方式组成的容积调速回路系统，正常工作时溢流阀关闭。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路调调节节变变量量泵泵的的排排量量可可改改变变马马达达或或缸缸的的运运动动速速度度；液液压压马马达达的的扭扭矩矩，液液压压缸缸的的推推力力。若若不不计计损损失失且且负负载载一一定定，则则M2和和P为为定定值值，这种系统为恒扭系统。这种系统为恒扭系统。变变量量油油泵泵的的输输出出功功率率，调速时，调速时q1变化，变化，N变化。变化。NW2M2q1MW2N第六章第六章 液压基本回路液压基本回路图图6-28具有变量泵和定量液压马达时的调速性能具有变量泵和定量液压马达时的调速性能图图6-27变量泵和定量马达或缸变量泵和定量马达或缸组成的调速回路组成的调速回路总结：变变量量泵泵和和定定量量马马达达组组成成的的容容积积调调速速回回路路，通通过过改改变变油油泵泵的的排排量量可可使使液液压压马马达达（或或缸缸的的活活塞塞）得得到到各各种种速速度度；在在一一定定负负载载和和各各种种速速度度时时，液液压压马马达达的的扭扭矩矩（或或活活塞塞的的推推力力）保保持持恒恒定定；随随着着速速度度的的不不同同，油油泵泵的的输输出出功功率率也也不不同同，速速度度越越高高，油油泵泵输输出出的的功功率率越越高高；反反之之，油油泵泵的的输输出出功功率率下下降降。这这种种调调速速系系统统具具有有较较大大的的调调速速范范围围，在在采采用用双双向向变变量量泵泵时时，可可使使液液压压马马达达在在正正反反向向之之间间实实现现连连续续无无级级调调速速。当当工工作作部部件件要要求求恒恒扭扭矩（或恒推力）调速时，采用这种方式比较适宜。矩（或恒推力）调速时，采用这种方式比较适宜。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路2.定量泵和变量液压马达定量泵和变量液压马达 调调q2可改变马达的转速，且成可改变马达的转速，且成正比；在调速过程中，当压力为常正比；在调速过程中，当压力为常数，改变数，改变q2，将使液压马达在各种将使液压马达在各种转速时的扭矩转速时的扭矩M2不同；因泵的排量不同；因泵的排量不变，流量不变，功率不变，流量不变，功率N不变，故这不变，故这种系统称恒功率系统。因系统的最种系统称恒功率系统。因系统的最高压力已调定，最大输出功率不变高压力已调定，最大输出功率不变NW2M2q2111MW2N图图6-29定量泵和变量液压马达调速回路定量泵和变量液压马达调速回路图图6-30定量泵和变量液压马达调速特性定量泵和变量液压马达调速特性第六章第六章 液压基本回路液压基本回路1.变量泵和变量马达变量泵和变量马达 优点：泵和马达的排量均可调，扩大了调速范围，扩大了对优点：泵和马达的排量均可调，扩大了调速范围，扩大了对液压马达扭矩和功率输出特性选择的可能性，使工作部件对扭矩、液压马达扭矩和功率输出特性选择的可能性，使工作部件对扭矩、功率和转速的每一种要求都能通过泵和马达的排量适当的调节步功率和转速的每一种要求都能通过泵和马达的排量适当的调节步骤来实现。骤来实现。6-31q2maxNM2W2maxW2min图图6-32 6-32 变量泵和变量马达时的调速特性变量泵和变量马达时的调速特性第六章第六章 液压基本回路液压基本回路分两步：将马达的转速由低到高调分两步：将马达的转速由低到高调 调调到到 ，固固定定在在这这个个值值上上，由由小小到到达达逐逐渐渐增增加加，这这时时 由由小小到到达达增增加加马马达达的的扭扭矩矩为为常常数数，油油泵泵的的输输出出功功率率逐逐渐渐增增加加，此此时时为恒扭矩调速过程，其范围为为恒扭矩调速过程，其范围为 将将 调调定定，调调液液压压马马达达的的排排量量使使其其从从原原来来的的 逐逐渐渐下下降降，这这时时马马达达的的转转速速就就从从 逐逐渐渐增增加加，直直到到马马达达的的排排量量最最小小，马马达达能能允许的最高允许的最高 为止。恒功率调速过程。为止。恒功率调速过程。由上面的讨论知，当泵的排量为零时，马达的转速为零；泵的由上面的讨论知，当泵的排量为零时，马达的转速为零；泵的排量为排量为 ，马达的排量为零时，马达的转速为无穷大，易造成，马达的排量为零时，马达的转速为无穷大，易造成飞车，但实际上因负载作用及摩损的存在，同时马达的排量太小时飞车，但实际上因负载作用及摩损的存在，同时马达的排量太小时M M2 2约为零，车会停止。在实际调速时泵和马达的排量不能小于某个约为零，车会停止。在实际调速时泵和马达的排量不能小于某个最小值最小值 。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路三）联合调速（容积节流调速）三）联合调速（容积节流调速）采用节流调速虽然结构简单，但运动受负载变化的影响大，油温升大，效率采用节流调速虽然结构简单，但运动受负载变化的影响大，油温升大，效率低。采用纯容积调速尽管具有效率高，温升小，但是还有负载增加时速度变小的低。采用纯容积调速尽管具有效率高，温升小，但是还有负载增加时速度变小的趋势，低速时更明显。容积节流调速回路的工作原理：用变量泵供油，用流量控趋势，低速时更明显。容积节流调速回路的工作原理：用变量泵供油，用流量控制阀（节流阀）调定进入缸或由缸流出的流量来调节活塞运动速度，使液压泵输制阀（节流阀）调定进入缸或由缸流出的流量来调节活塞运动速度，使液压泵输出的流量自动地与液压缸所需的流量相适应。这种调速回路没有溢流损失，效率出的流量自动地与液压缸所需的流量相适应。这种调速回路没有溢流损失，效率高，速度的稳定性与前几种相比要好。高，速度的稳定性与前几种相比要好。1.1.限压式变量泵和调速阀组成的调速回路限压式变量泵和调速阀组成的调速回路 组成：见图组成：见图 工作原理：调节工作原理：调节2 2的通流面积，改变进入油缸的流量的通流面积，改变进入油缸的流量Q Q，如果泵的流量如果泵的流量Q Q1 1大于大于缸所需流量缸所需流量Q Q2 2，因无溢流阀，将使泵的出口压力增加，引起变量泵的流量自动减因无溢流阀，将使泵的出口压力增加，引起变量泵的流量自动减小，直到小，直到Q Q1 1=Q=Q2 2，因输出和所需相适应，系统发热减小，又因使用调速阀，速度因输出和所需相适应，系统发热减小，又因使用调速阀，速度稳定性好。稳定性好。调节特性曲线：这种系统的速度负载特性曲线由调速阀的流量负载特性曲线调节特性曲线：这种系统的速度负载特性曲线由调速阀的流量负载特性曲线和限压式变量泵的流量负载特性曲线相交组成和限压式变量泵的流量负载特性曲线相交组成第六章第六章 液压基本回路液压基本回路 快速运动时通；工进时快速运动时通；工进时滑阀断，压力继电器控制滑阀滑阀断，压力继电器控制滑阀的开启的开启。图图6-33限压式变量泵和调速阀组限压式变量泵和调速阀组成的成的容积节流调速回路容积节流调速回路6-34第六章第六章 液压基本回路液压基本回路第六章第六章液压基本回路液压基本回路2.稳流量泵和节流阀组成的容积式节流调速回路稳流量泵和节流阀组成的容积式节流调速回路6-35四）快速回路（增速回路）四）快速回路（增速回路）工作机构在一个循环过程中，空行程的速度一般较高，常在工作机构在一个循环过程中，空行程的速度一般较高，常在不同的工作阶段要求不同的运动速度和承受不同的负载。因此在不同的工作阶段要求不同的运动速度和承受不同的负载。因此在液压系统中常根据工作阶段要求的运动速度和承受的负载来决定液压系统中常根据工作阶段要求的运动速度和承受的负载来决定液压泵的流量和压力，然后在不增加功率消耗的情况下，采用快液压泵的流量和压力，然后在不增加功率消耗的情况下，采用快速回路来提高工作机构的空行程速度，快速回路的特点是负载小，速回路来提高工作机构的空行程速度，快速回路的特点是负载小，流量大。流量大。图图6-35液压缸差速增速回路液压缸差速增速回路图图6-36液压蓄能器增速回路液压蓄能器增速回路1第六章第六章 液压基本回路液压基本回路1.差动连接的增速回路差动连接的增速回路图6-342.液压蓄能器辅助供油快速回路液压蓄能器辅助供油快速回路图图7-35所示为用液压蓄能器辅助供油的快速回路。这种回路是采用一所示为用液压蓄能器辅助供油的快速回路。这种回路是采用一个大容量的液压蓄能器使油缸快速运动。当换向阀处于左位或右位时，液个大容量的液压蓄能器使油缸快速运动。当换向阀处于左位或右位时，液压泵和液压蓄能同时向油缸供油，实现快速运动。当换向阀处于中位时，压泵和液压蓄能同时向油缸供油，实现快速运动。当换向阀处于中位时，油缸停止工作，液压泵经单向阀向液压蓄能器充液，随着液压蓄能器内油油缸停止工作，液压泵经单向阀向液压蓄能器充液，随着液压蓄能器内油量的增加，液压蓄能器的压力升高到液控顺序阀的调定压力时，液压泵卸量的增加，液压蓄能器的压力升高到液控顺序阀的调定压力时，液压泵卸荷。荷。图图6-36蓄能器增速回路的工作原理：当两位四通电磁换向阀处于图示蓄能器增速回路的工作原理：当两位四通电磁换向阀处于图示位置时，活塞靠弹力和自重下降，不需供油，此时油泵推开液孔单向阀向位置时，活塞靠弹力和自重下降，不需供油，此时油泵推开液孔单向阀向蓄能器供油，直到蓄能器中油液的压力达到卸荷阀的调定压力数值时（阀蓄能器供油，直到蓄能器中油液的压力达到卸荷阀的调定压力数值时（阀的调定压力应小于溢流阀的调定压力）使油泵卸荷，而由单向阀保持蓄能的调定压力应小于溢流阀的调定压力）使油泵卸荷，而由单向阀保持蓄能器内的压力。当电磁铁通电后，换向阀右位接通，液压缸下腔得到压力油，器内的压力。当电磁铁通电后，换向阀右位接通，液压缸下腔得到压力油，活塞上升，油压升高并使单向阀打开，这是不但油泵向液压缸供油，原来活塞上升，油压升高并使单向阀打开，这是不但油泵向液压缸供油，原来储存在蓄能器中的压力油也向液压缸供油，因此活塞便以较快的速度上升，储存在蓄能器中的压力油也向液压缸供油，因此活塞便以较快的速度上升，可达到增速的目的。可达到增速的目的。这种回路适用于短时间内需要大流量的场合，并可用小流量的液压泵这种回路适用于短时间内需要大流量的场合，并可用小流量的液压泵使油缸获得较大的运动速度直度。需注意的是在油缸的一个下作循环内使油缸获得较大的运动速度直度。需注意的是在油缸的一个下作循环内须有足够的停歇时间使液压蓄能器充液。须有足够的停歇时间使液压蓄能器充液。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路图图6-36用蓄能器增速回路用蓄能器增速回路21.溢流阀；溢流阀；2.液控单向阀；液控单向阀；3.蓄能器；蓄能器；4.卸荷阀；卸荷阀；5.二位四通电磁换向法二位四通电磁换向法3.双液压泵供油快速回路双液压泵供油快速回路图图7-37所示为双液压泵供油的快速回路。图中的低压大流量液压泵所示为双液压泵供油的快速回路。图中的低压大流量液压泵1和高和高压小流量液压泵压小流量液压泵2并联它们同时向系统供油时可实现液压缸的快速运动；进并联它们同时向系统供油时可实现液压缸的快速运动；进人工作行程时，系统压力升高液控顺序阀人工作行程时，系统压力升高液控顺序阀(卸荷阀卸荷阀)打开使大流量液压泵卸荷，打开使大流量液压泵卸荷，仅由小流量液压泵向系统供油，油缸的运动变为慢进工作行程。仅由小流量液压泵向系统供油，油缸的运动变为慢进工作行程。4.快速与慢速换接回路快速与慢速换接回路图图7-38所示为用行程阀控制的快慢速换接回路。在图示状态时，油缸活塞所示为用行程阀控制的快慢速换接回路。在图示状态时，油缸活塞快进；当活塞杆上的挡块压下行程阀时，油缸右腔的油液经节流阀回油箱，活快进；当活塞杆上的挡块压下行程阀时，油缸右腔的油液经节流阀回油箱，活塞转为慢速工进；当换向阀左位接入回路时，活塞快速返回。此换接过程比较塞转为慢速工进；当换向阀左位接入回路时，活塞快速返回。此换接过程比较平稳，换接点的位置精平稳，换接点的位置精度高，但行程阀的安装位置不能任意布置度高，但行程阀的安装位置不能任意布置.第六章第六章 液压基本回路液压基本回路5.速度换接回路速度换接回路主要是用于使执行元件在个工作循环中，从一种速度变换到另一种速度，如两种进给速度换接回路。6-39所示为用两个调速阀并联来实现两种进给速度的换接回路。两个凋速阀由二位三通换向阀换接。它们各自独立调节流量，互不影响，一个工作时，另一个没有油液通过。在换接过程中，由于原来没工作的调速阀中的减压阀处于最大开口位置，速度换接时大量油液通过该阀，将使执行元件突然前冲，一般用于速度预选的场合。图6-40所示为用两个调速阀串联来实现两种进给速度的换接回路，第二个调速阀的开口比第一个调速阀的开口小，电磁阀断电，回路速度由1调定，电磁阀通电，回路速度由2调定。6-37图6-38行程阀控制的快慢速换向回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路6.4多缸运动控制回路多缸运动控制回路在液压缸和气压传动中，用一个在液压缸和气压传动中，用一个能源向两个和多个缸（或马达）提供能源向两个和多个缸（或马达）提供液压油和压缩空气，按各缸之间的运液压油和压缩空气，按各缸之间的运动关系要求进行控制，完成预定功能动关系要求进行控制，完成预定功能的回路，称为多缸运动回路。一般多的回路，称为多缸运动回路。一般多缸运动回路可分为顺序运动回路、同缸运动回路可分为顺序运动回路、同步运动回路和互不干扰回路等。步运动回路和互不干扰回路等。一、顺序运动回路一、顺序运动回路缸严格地按给定顺序运动的回路缸严格地按给定顺序运动的回路称为顺序运动回路。这种回路在机械称为顺序运动回路。这种回路在机械制造等行业应用普遍。如组合机床回制造等行业应用普遍。如组合机床回转工作台的抬起和转位，加紧机构的转工作台的抬起和转位，加紧机构的定位和加紧等，都必须按固定的顺序定位和加紧等，都必须按固定的顺序运动。运动。1.行程控制顺序动作回路行程控制顺序动作回路图图6-41组成和原理组成和原理图6-39两调速阀并联速度换节回路图6-40两调速阀串联速度换节回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路 图图6-42所示是用行程开关和电磁换向阀控制的顺序动作回路。所示是用行程开关和电磁换向阀控制的顺序动作回路。左电磁换向阀的电磁铁通电后，左液压缸按箭头左电磁换向阀的电磁铁通电后，左液压缸按箭头的方向右行。当的方向右行。当它行到预定位置时，档快压下行程开关它行到预定位置时，档快压下行程开关2 2，发出信号使右电磁换向，发出信号使右电磁换向阀的电磁铁通电，则右液压缸按箭图阀的电磁铁通电，则右液压缸按箭图的方向右行。当它运行到预的方向右行。当它运行到预定位置时，档快压下行程开关定位置时，档快压下行程开关4 4，发出信号使左电磁换向阀断电，发出信号使左电磁换向阀断电，则左液压缸按箭图则左液压缸按箭图的方向左行。当他左行到原位时，档快压下行的方向左行。当他左行到原位时，档快压下行程开关程开关1 1，使右电磁换向阀的电磁铁断电，则右液压缸按箭图，使右电磁换向阀的电磁铁断电，则右液压缸按箭图的的方向左行，当它左行到原位时，档快压下行程开关方向左行，当它左行到原位时，档快压下行程开关3 3，图发出信号，图发出信号表明工作压力时，两油缸按表明工作压力时，两油缸按3 3和和4 4的方向返回。的方向返回。图6-41行程阀控制顺序动作回路图6-42行程开关和电磁阀控制顺序动作回路第六章第六章 液压基本回路液压基本回路3.时间控制顺序动作回路时间控制顺序动作回路时间控制顺序动作回路是在一个执行元件时间控制顺序动作回路是在一个执行元件运动后，经过预先设定的时间后，另一个执行运