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1、教学要求 掌握压力控制回路的分类、用途和实现方法； 掌握速度控制回路的分类和用途；掌握调速回路的三种调速方法及各自的优缺点；熟悉快速运动回路和速度换接回路的实现方法； 熟悉方向控制回路和多缸动作回路的分类和用途。 重点难点 压力控制回路的分类及用途及实现方法； 速度控制回路的分类和用途；调速回路的调速方法及优缺点；快速运动回路和速度换接回路的实现方法。 本章目录 第一节 压力控制回路 调压回路 减压回路 卸荷回路 增压回路 平衡回路 调压回路 三位换向阀中位卸荷 用蓄能器保压卸荷 单向增压器增压回路 第二节 速度控制回路 调速方法 按流量控制阀安放位置的不同分： 进油路上进油节流调速回路 回油
2、路上 回油节流调速回路 旁油路上旁路节流调速回路 调速方式：由 ，调节 AT 调速。进、回油节流调速回路的不同之处： 回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受负值负载，且运动速度比较平稳。 进油节流调速回路容易实现压力控制。工作部件运动碰到死挡铁后，液压缸进油腔压力上升至溢流阀调定压力，压力继电器发出信号，可控制下一步动作。 回油节流调速回路中，油液经节流阀发热后回油箱冷却，对系统泄漏影响小。 回油节流调速回路回油腔压力较高，特别是负载接近零时，压力更高，这对回油管的安全、密封及寿命均有影响。 为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流调速回路，并在回油路上加背压阀。 在节流阀调速回路中
3、，当负载变化时，因节流阀前后压力差发生了变化，通过节流阀的流量变化，故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。 调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定（如图以进油路调速为例） 。 原理：变量泵-定量马达闭式调速回路，安全阀 2 防止回路过载，辅助泵 8 补充主泵和马达的泄漏（流量为主泵最大流量的 10%-15%） ，改善主泵的吸油条件，置换部分发热油液以降低系统温升。 原理：变量泵 -定量马达闭式调速回路,安全阀 3 防止回路过载，辅助泵 4 补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油
4、条件。 调速特性方程如下： 原理：变量泵与变量马达闭式调速回路，元件对称布置，变换泵的供油方向，即可实现马达正反向旋转。单向阀 4、5 用于辅助泵 3 双向补油，单向阀 6、7 使溢流阀 8 在两个方向起过载保护作。 特点：在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵的排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功率也随之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，且处于恒转矩状态（恒转矩调节） 。 容积节流调速回路用压力补偿泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应变化。这种回路无溢流损失，效率较高，速
5、度稳定性比容积调速回路好。按变量泵和流量阀分为： 限压式变量泵与调速阀组成容积节流调速 1）用行程阀的速度换接回路 2）液压马达并联双速换接回路 1）调速阀串联的二级调速回路 两个进给速度可以分别调整，互不影响。但在速度换接瞬间，会造成进给部件突然前冲。不宜用在同一行程两次进给速度的转换上，只可用在速度预选的场合。 通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路。 常用的方向控制回路有： 采用二位四通换向阀、三位四通换向阀都可以使双作用液压缸换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能； 依靠弹簧
6、或重力返回的单作用液压缸用二位三通阀可使其换向； 采用电磁换向阀可以方便的实现自动往复运动，但对流量较大和换向平稳性要求较高的场合，电磁换向阀的换向回路已不能适应，往往采用以手动换向阀或机动换向阀作先导阀而以液动换向阀为主阀的换向回路，或者采用电液动换向阀的换向回路。 对于频繁的连续的往复运动，且换向过程要求平稳，换向精度高，换向端点能停留的磨床工作台，常采用机动换向阀作先导阀，液动换向阀作主阀的换向回路。 在容积调速的闭式回路中可用双向变量泵变更供油方向来实现液压缸（液压马达）的换向。 通过切断执行元件进油、出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置，并防止停止运动后因外界因素而发生窜动。 当
7、一个油源给多个执行元件供油，各执行元件因回路中压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制。我们可以通过压力、流量、行程控制来实现多执行元件预定动作的要求。 多缸动作回路包括： 能保证系统中两个或多个执行元件克服负载、摩擦阻力、泄漏、制造质量和结构变形上的差异，在运动中以相同的位移或相同的速度运动，前者为位置同步，后者为速度同步。严格地做到每一瞬间速度同步，则可保持位置同步。实际上同步回路多采用速度同步。 按控制方式分： 采用双向变量泵的换向回路 在缸的两侧油路上串接一液控单向阀（液压锁） ，活塞可在行程的任何位置上长期锁紧，锁紧精度只受缸的泄漏和油液压缩性的影响。为了保证锁紧迅速、准确，换向阀应采
8、用 H 型或 Y 型中位机能。 用液控单向阀的锁紧回路 锁紧回路 用制动器的马达锁紧回路 利用换向阀中位机能锁紧回路 利用三位四通换向阀的 M 型、O 型中位机能的可以锁紧回路。但由于滑阀的泄漏，活塞不能长时间保持停止位置不动，故锁紧精度不高。 切断液压马达进出口后，马达理应停转，但因马达还有一泄油口直接通回油箱，马达在重力负载力矩的作用下变成泵工况，其出口油液将经泄油口流回油箱，马达出现滑转。因此，在切断马达进出口的同时，需通过液压制动器来保证马达可靠地停转。 第四节 多缸动作回路 顺序动作回路 同步回路 互不干扰回路 使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力
9、控制和行程控制两种方式。 压力控制顺序动作回路 利用液压系统工作过程中压力变化来使执行元件按顺序先后动作。 1）用顺序阀控制的顺序动作回路 顺序动作回路 当换向阀 5 处于左位，缸 1 向右运动，活塞碰到死挡铁后回路压力升高到顺序阀 3 的调定压力，顺序阀 3 开启，缸 2 活塞才向右 运动。当换向阀 5 处于右位，缸 2 活塞先退到左端点，回路压力升高，打开顺序阀 4，再使缸 1 活塞退回原位。 2）用压力继电器的顺序动作回路 回按钮，1YA、3YA 失电，4YA 得电，缸 2 活塞先退回原位后，回路压力升高，压力继电器 2K 动作，使 2YA 得电，缸 1 活塞后退。 按启动按钮，电磁铁
10、1YA 得电，缸 1 活塞前进到右端点后，回路压力升高，压力继电器 1K 动作，使电磁铁 3YA 得电，缸 2 活塞前进。按返 注：顺序阀或压力继电器的调定压力必须大于前一动作执行元件的最高工作压力的 10-15，否则在管路中的压力冲击或波动下会造成误动作。这种回路适用于执行元件数目不多负载变化不大场合。 3）行程控制顺序动作回路 行程阀控制顺序回路 电磁阀 3处于右位，缸 1 活塞先向右运动，当活塞杆上挡块压下行程 阀 4 后，缸 2 活塞才向右运动；阀 3 处于左位，缸 1 活塞先退回，其挡块离开行程阀 4 后，缸 2 活塞才退回。回路动作可靠，但改变动作顺序难。 行程开关控制顺序回路 1
11、YA 得电，缸 1 活塞先向右运动，当活塞杆上挡块压下行程开关 2S 后，使 2YA得电，缸 2 活塞才向右运动，直到压下 3S，使 1YA 失电，缸 1 活塞向左退回，而后压下 1S，使 2YA 失电，缸 2 活塞再退回。调整挡块可调整缸的行程，通过电控系统可改变动作顺序。 同步回路 等流量控制 等容积控制 调速方式：由 ，调节 AT 调速。 3）节流阀式旁油路节流调速回路 溢流阀关闭，起安全阀作用 负载一定时，开大节流阀开口，活塞运动速度减小。 液压泵输出压力随负载的变化而变化，回路只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。 特性： 速度受负载变化的影响大，在小负载时，曲线陡，回路的
12、速度刚性差。刚性比进、回油节流调速回路更软。 在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载能力。AT 越大，Fmax 越小，回路的调速范围受到限制。 4）调速阀式进油路节流调速回路 液压泵输出恒定流量，压力随负载变化而变化。 由于增加了定差减压阀的压力损失，回路功率损失较节流阀调速回路大。调速阀正常工作最小必须保持 0.5MPa 压差。 容积调速回路 容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。根据变量装置分为： 变量泵与定量马达（液压缸）组成的容积调速回路 定量泵与变量马达组成的容积调速回路
13、变量泵与变量马达组成的容积调速回路 1）变量泵与定量马达（液压缸）组成的容积节流调速回路 液压缸 马 达 特点：泵的转速 np 和马达排量 VM 视为常数，改变泵的排量 Vp 可使马达转速 nM和输出功率 PM 随之成比例的变化。马达的输出转矩 TM（ppVM/2）和回路的工作压力 pp 取决于负载转矩，不会因调速而发生变化，所以这种回路常称为恒转矩调速回路。 回路的速度刚性受负载变化影响的原因：随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。 变量泵能将流量调的很小，因此调速范围大。 2）定量泵与变量马达组成的容积节流调速回路 特点：泵的流量 qp 视为常数，改变泵马达的排量 VM
14、 可使马达转速 nM 和输出转矩 TM 随之成比例的变化。马达的输出功率 PM 取决于泵的功率，不会因调速而发生变化，所以这种回路常称为恒功率调速回路。 回路的速度刚性受负载变化影响的原因：随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。 3）变量泵与变量马达组成的容积节流调速回路 由于泵和马达的排量都可调，扩大了回路的调速范围。 高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因泵处于最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态（恒功率调节） 。 限压式变量泵和调速阀的调速回路 差压式变量泵和节流阀的调速回路 容积节流调速回路 以限压
15、式变量泵和调速阀的调速回路为例介绍该方式调速特性。 该回路中包含限压式变量泵、调速阀和背压阀，变量泵流量与调速阀相适应，无溢流损失；背压法增强回路运动平稳性。 特点： 这种回路无溢流损失，但有节流损失，其大小与液压缸的工作压力有关。 回路效率：p1q1/ppqp=p1/pp 快速运动回路 油缸差动连接快速回路 将液压缸有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动，差动连接与非差动连接的速度之比为 v1/v1A1/(A1-A2) 在负载不大或空载时，实现快速运动，以提高生产率或充分利用功率。 注：在差动回路中，泵的流量和缸的有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管道应按合成流量来选择规格，否则会导致压力损失过大，泵空载时供油压力过高。 双泵供油快速回路 同时向系统供油，活塞快速向右运动；系统压力达到或超过阀 3 调定压力时，大流量泵 1 通过阀 3卸载，单向阀 4 自动关闭，只有小流量泵向系统供油，活塞慢速向右运动。 外控顺序阀 3（卸荷阀）和溢流阀 5 分别设定双泵供油和小流量泵 2 供油时系统的最高工作压力。当系统压力低于阀 3 调定压力时，两个泵
