第六章 液压基本回路,随着工业现代化技术的发展，机械设备的液压传 动系统为完成各种不同的控制功能有不同的组成形式, 有些液压传动系统甚至很复杂但无论何种机械设备 的液压传动系统，都是由一些液压基本回路组成的 所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压 元件和管道的组合例如用来调节液压泵供油压力的 调压回路，改变液压执行元件工作速度的调速回路等 都是常见的液压基本回路，所谓全局为局部之总和， 因而熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地 分析使用和设计各种液压传动系统第一节 压力控制回路 第二节 速度控制回路 第三节 多缸工作控制回路 第四节 其它回路,第一节 压力控制回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或 某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求 的回路，这类回路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡 等多种回路一.调压回路,调压回路的的功用是使用液压系统整体或部分的压力保持 恒定或不超过某个数值在定量泵系统中，液压泵的供油压力 可以通过溢流阀来调节在变量泵系统中，用安全阀来限定系 统的最高压力，防止系统过载若系统中需要二种以上的压力, 则可采用多级调压回路 （1）单级调压回路 如图4-15所示,在液压泵出口设置并联的溢流阀，即可组成单级调压回路,从而控制了液压系统的最高压力值。
2）二级调压回路,如右图所示为二级调压回 路，可实现两种不同的系统压 力控制由先导溢流阀 2 和直 动式溢流阀 4 各调一级，当二 位二通电磁阀 3 处于图示位置 时，系统压力由阀 2 调定，当 阀 3 得电处于右位时，系统压 力由阀 4 调定，但要注意：阀 4 的调定压力一定要小于阀 2 的调定压力 ，否则不能实现 ； 当系统压力由阀 4调定时，先 导型溢流阀 2 的先导阀口关 闭 ，但主阀开启 ，液压泵的 溢流流量经主阀回油箱3）多级调压回路,在多级液压调压回路（如右 图所示）中，液压泵出口处并联 一个先导溢流阀，其远程控制口 串接二位二通电磁换向阀和远程 调压阀当先导溢流阀的调定压 力和远程调压阀的调定压力符合 p1 p2 时，系统可通过电磁换向 阀的上位和下位分别得到p1 和p2 两种系统调定压力在溢流阀的 远程控制口处通过接入多位换向 阀的不同油口，并联多个调压 阀, 即可构成多级调压回路4）连续、按比例进行压力调节的回路,如右图所示调节 先导型比例电磁溢流 阀1的输入电流 I，即 可实现系统压力的无 级调节，这样不但回 路结构简单，压力切 换平稳，而且更容易 使系统实现远距离控 制或程控。
二 .减压回路,减压回路是使系统中某一部分油路具有较低的稳定压力最常见的减压回路 通过定值减压阀与主油路相连，如右下图所示 ，液压缸5的工作压力比液压缸4的 工作压力高，为使液压缸4能够正常 工作，在回路中并联了一个减压阀3， 使液压缸4得到一稳定的、比液压缸 5压力低的压力减压阀如果采用前 述溢流阀的类似安装方法，可得到两 级或多级的减压回路为使减压回路 工作可靠，减压阀的最低调整压力不 应低于0.5 MPa，最高调整压力至少比 系统压力低0.5 MPa当减压回路中的 执行元件需要调速时，调速元件应放 在减压阀的后面，以免因减压阀的泄 漏影响调速在回路中单向阀的作用 是当液压缸5的压力小于减压阀调定的压力时阻止液压缸4的压力油液倒流，以保 持减压阀调定压力多级减压回路,减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或 多级减压，如右下图所示为利用先导型减压阀的远控口接一远控溢 流阀，则可由先导型减压阀 和远控溢流阀各调得一种低 压，但要注意，远控溢流阀 得调定压力值一定要低于先 导型减压阀的调定压力值 为了使减压回路工作可靠起 见，减压阀的最低调整压力 不应小于0.5MPa，最高调整 压力值至少应比系统压力小 0.5MPa。
当减压回路中的执 行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀 泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度发生 影响三.增压回路,当增压系统中的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力 油，若采用高压泵又不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵 时，就要采用增压回路采用了增压回路，系统的工作压力仍然较 低，因而节省能源，而且系统工作可靠、噪声小 单作用增压缸的增压回路 在液压系统增压回路中，压力为 p1的油液进入增压缸的大活塞腔，这 时在小活塞腔则可得到压力为p2的高 压油液，增压的倍数是大小活塞的工 作面积之比当二位四通换向 阀左位 接入系统时，增压缸返回，辅助油箱 中的油液经单向阀补入小活塞腔因 而该回路只能间歇增压，所以称之为 单作用增压回路四.卸荷回路,卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机补频繁启闭的 情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，以 减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命因 为液压泵的输出功率为其流量和压力的乘积，因而，两者 任一近似为零，功率损耗即近似为零，因此液压泵的卸荷 有流量卸荷和压力卸荷两种，前者主要是使用变量泵，使 泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但 泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重，压力卸荷的方 法是使泵在接近零压下运转，常见的压力卸荷方式有以下 几种：,（1）换向阀卸荷回路,M 、 H 和K型中位 机能的三位换向阀处于 中位时，泵即卸荷，如 右图为采用M型中位机 能的换向阀的卸荷回路， 三位四通M型换向阀处 于中位时，液压泵卸荷。
这种回路切换时压力冲 击小但回路必须设置单 向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供操纵控制油 路之用2）用先导型溢流阀卸荷的卸荷回路,如右下图所示，使先导型溢流阀的远程控制口直接与 二位二通电磁阀相连，便 构成一种用先导型溢流阀 的卸荷回路，电磁溢流阀 中的二位二通电磁换向阀 得电时，溢流阀的远程控 制口接油箱，溢流阀打开 溢流，液压泵在低压下（ 接近零压）卸荷这种卸 荷回路卸荷压力小，切换 时冲击也小3）二通插装阀卸荷回路,如右图所示为一 个二通插装阀卸荷回 路由于二通插装阀通 流能力大，因而这种 卸荷回路适用于大流 量的液压系统正常 工作时，泵压力由溢 流阀调定当二位四 通电磁阀通电后，主 阀上腔接通油箱，主 阀口安全打开，泵即 卸荷五.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，这是 需要采用保压回路所谓保压回路，也就是使系统 在液压缸补动或仅有工件变形所产生的微小位移下 稳定地维持住压力，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常用 的保压回路有以下几种：,（1）利用液压泵保压的保压回路,利用液压泵保压的保压回路当系统压力较低时，低压大 流量液压泵 和高压小流量液压泵 同时向系统供油 。
当系统 压力升高到卸荷阀 外控内泄顺序阀 的调定压力时 ，低压液 压泵卸荷 ，高压液压泵起保压作用 ，溢流阀 用于调定系统 压力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，因而，液压系统的功率损失小，这 种保压方法且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2）利用蓄能器的保压回路,利用蓄能器的保 压回路如右图所示在 夹紧液压缸工作回路 中，主换向阀左位工 作时，液压缸向右移 动进行夹紧工作，当 压力升至先导式外控 顺序阀调定值时，液 压泵卸荷，液压缸由 液压蓄能器保压3）自动补油保压回路,如右图所示为液控单向阀 和电接触式压力表的自动补油 式保压回路，当液压缸压紧工 件需要保压时，电接点压力表 发出信号，使换向阀右电磁铁 断电，液压泵通过换向阀中位 卸荷，液压缸上腔压力由液控 单向阀保持当液压缸上腔压 力下降到预定下限值时，电接 触式压力表又发出信号，使得 电磁铁得电，液压泵在此向系 统供油，使压力上升，当压力 达到上限值时，上触点又发出信号，使电磁铁失电。
因此，这一回路能自 动地使液压缸补充压力油，使其压力能长期保持在一定范围内六.平衡回路,为防止垂直或倾斜放置的液压缸及其工作部件因自重自 行下落或在下行运动中因自重造成的失控失速，可设平衡回 路平衡回路通常用平衡阀（单向顺序阀）或液控单向阀来 实现平衡控制由平衡阀（单向顺 序阀）组成的平衡回路 如右图所示，在此回路 中，在液压缸的下腔油 路上加设一个平衡阀（ 单向顺序阀），使液压 缸下腔形成一个与液压 缸运动部分重量相平衡 的压力，可防止其因自 重下降由液控单向阀组成的平 衡回路如右图所示，在此回 路中，当换向阀右位工作时， 液压缸下腔进油，液压缸上 升至终点；当换向阀处于中 位时，液压泵部分卸荷，液 压缸停止运动；当换向阀左 位工作时，液压缸上腔进油, 液压缸下腔的回油由节流阀 限速，由液控单向阀锁紧， 当液压缸上腔压力足以打开 液控单向阀时，液压缸才能 下行第二节 速度控制回路,在液压与气压传动系统中，速度控制回路有调节 液压执行元件地速度的调速回路、使之获得快速运动 的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给 速度之间的速度换接回路等，其中调速回路主运动和 进给运动的调速回路对机床加工质量有着重要的影响, 而且，它对其它液压回路的选择起着决定性的作用。
一.调速回路,调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑压 油的压缩性和泄漏的情况下，缸的运动速度υ由进入（或流出）缸 的流量q和有效工作面积A决定，即： υ=q/A （6－1） 马达的转速n由进入马达的流量q和马达的单转排量V决定： n =q/V （6－2） 由上述两式可知，改变流入（或流出）执行元件的流量q，或改 变缸的有效工作面积A、马达的排量V，都可调节执行元件的运动速 度一般来说，改变缸的有效工作面积比较困难，所以，常常通过 改变流量q或排量V来调节执行元件速度，并由此构成不同方式的调 速回路改变流量有两种办法，其一是在定量泵和流量阀组成的系 统中用流量控制阀调节，其二是在变量泵或变量马达组成的系统中 用变量泵或变量马达的排量调节 调速回路按改变流量的方法不同可分为三类：节流调速回流、 容积调速回路和容积节流调速回路一）节流调速回路,节流调速回路是由定量泵和流量阀组成的调速回路， 它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，以此来调节执行元件的运动速度 节流调速回路有不同的分类方法。
按流量阀在回路中 位置的不同，可分为进油节流调速回路、回油节流调速回 路和旁路节流调速回路；按流量阀的类型不同可分为普通 节流阀节流调速回路和调速阀节流调速回路；按定量泵输 出的压力是否随负载变化，又可分为定压式节流调速回路 和变压式节流调速回路进油、回油节流调速回路就是定 压式节流调速回路；旁路节流调速回路就是变压式节流调 速回路1.进油节流调速回路,回路结构如图所示，节流阀串联 在泵与执行元件之间的进油路上它 由定量泵、溢流阀、节流阀及液压缸 （或液压马达）组成通过改变节流阀 的开口量（即通流截面积AT ）的大小， 来调节进入液压缸的流量q1 ，进而改 变液压缸的运动速度定量泵输出的 多余流量由溢流阀溢流回油箱为完 成调速功能，不仅节流阀的开口量能 够调节，而且必须使溢流阀始终处于 溢流状态在该调速回路中，溢流阀 的作用一是调整并基本恒定系统压力； 二是将泵输出的多余流量溢流回油箱1）速度负载特性,缸在稳定工作时 ，其受力平衡方程为 p1A1 = F + p2A2 式中p1 、 p2分别为液压缸进油腔和回油腔的压力，由于回油腔通油箱， p2≈0； F为液压缸的负载；A1 、 A2分别为液压缸无杆腔。