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1、第 6章 液压传动基本回路 前面 1 流体力学基础 、 液压元件和液压工作介质 ， 本章介绍液压基本回路 。 液压系统 液压基本液压回路 液压元件 液压 工作介质 流体力学基础 第 6章 液压传动基本回路 多缸运动回路速度控制回路压力控制回路方向控制回路基本液压回路按功能分方向控制回路 控制执行元件的方向； 压力控制回路 用来控制系统或某之路的压力； 速度控制回路 用来控制执行元件的运动速度； 多缸运动回路 用来控制多缸的顺序 、 同步动作及防止多缸动作时发生干扰 。 第 6章 液压传动基本回路 1. 压力控制回路工作原理及压力分析 3. 多缸运动控制回路工作原理 本章重点 各种压力控制回路的
2、压力控制分析 (决定了系统的负载能力 )；各种速度控制回路的调速性能分析 （ 决定了系统速度调节能力 ） ；多缸运动的顺序 、 同步及不干扰控制 。 主要内容 学习要领 阀是回路的基础 ， 学习好本章的关键是要正确掌握三大类的阀的工作原理及性能 。 度控制回路 速度控制回路是用来控制执行元件速度的 ， 包括 调速回路 、快速运动回路 和 速度换接回路 。 调速回路 是用来调节执行元件的速度 ， 以满足执行元件对工作速度的要求 。 液压缸 液压马达 流入流量 量泵 +节流阀 ； 变量泵 不可调节 变量马达 调速原理 综上 ， 调速回路可分为： 容积调速回路 （ 改变变量泵或变量马达的排量调速 ）
3、 、 节流调速回路 、 容积 节流 调速回路等 。 节流调速 用调速阀的 节流调速回路 调速回路根据油路的循环方式，可以分成： 开式系统和闭式系统。 开式系统：系统的主油路循环经过油箱。 2、特点：结构简单，散热性好，能帮助油液分离空气，沉淀渣滓，但易受污染，油箱尺寸大。 1、油路： 2、特点：结构紧凑，油液直接循环密封性好，功率较高，但散热性差，受污染后不易清除。 1、油路： 闭式系统：系统的主油路循环不经过油箱。 在实际应用中：节流调速多采用开式系统 容积调速多采用闭式系统 度控制回路 积调速回路 节流调速回路存在节流损失和溢流损失 ， 回路效率低 ， 发热量大 ， 只用于 小功率调速系统
4、 。 在 大功率调速系统 中 ， 多采用回路效率高的容积式调速回路 。 容积式调速回路通过 改变泵 、 马达的排量 来调节 执行元件 （ 液压缸或液压马达 ） 的速度 。 液压系统油液循环方式有开式和闭式两种 ， 开式液压系统的液压泵从油箱吸油 ， 供给执行元件进油腔 ， 执行元件的回油腔的油液排至油箱；闭式液压系统的液压泵向执行元件进油腔供油 ， 同时又从执行元件回油腔吸油 。 开式 闭式 按照执行元件的不同 ， 容积调速回路分为 泵 泵 类 。它们多采用 闭式油液循环方式 。 1 ） 变量泵和液压缸组成的容积式调速回路 它由变量泵、液压缸和起安全作用的溢流阀组成。 开式回路 1、 变量泵与
5、定量执行元件的容积调速回路 p p p q 活 塞 运 动 速 度变 量 泵 排 量主 轴 转 速输 出 功 率输 出 压 力开式回路 泵的流量全部流入液压缸，只要改变变量泵的排量，液压缸活塞速度即正比例增加或降低。不计回路损失，液压缸的输入功率与液压泵的输出功率相等。液压缸的输出功率和液压缸的排量成正比。 这种调速回路常用于拉床、插床、压力机及工程机械等大功率的液压系统中。 1、 变量泵与定量执行元件的容积调速回路 1 ）变量泵和液压缸组成的容积式调速回路 图为变量泵与定量马达容积调速回路 。 回路中压力管路上的 安全阀 4， 用以防止回路过载 ， 低压管路上连接一个小流量的 辅助油泵 1，
6、 以补偿主泵 3和 马达 5的泄漏 ， 其供油压力由 溢流阀 6调定 ， 其压力调的很低 ， 使得变量泵的吸油口有一定的压力 ， 并将多余的油液溢回油箱 。 图 变量泵 定量马达 容积调速回路 2 ）变量泵和定量马达组成的容积式调速回路 1、 变量泵与定量执行元件的容积调速回路 辅助泵与溢流阀使低压管路始终保持一定压力 ， 不仅改善了主泵的吸油条件 ， 而且可置换部分发热油液 ， 降低系统温升 。 图 变量泵 定量马达 容积调速回路 1、 变量泵与定量执行元件的容积调速回路 2 ） 闭式回路 2） 、 变量泵与定量马达式容积调速回路 闭式回路 若液压马达的排量为 速为 工作压力为 出转矩为 不
7、考虑回路损失 。 则马达流量等于泵流量 p p p p p M 52 p V n p V （ 6（ 6（ ）图 变量泵 定量马达 容积调速回路 1、 变量泵与定量执行元件的容积调速回路 M M p p p p p p M 52 p V n p V （ 6（ 6（ ）2） 、 变量泵与定量马达式容积调速回路 闭式回路 由式 6 马达的转速与变量泵的排量成正比 ， 调节泵的排量即可调节马达的转速 。 回路的调速范围较大 。速比可到 40. 由式 6 马达的输出功率与变量泵的排量成正比 。 由式 6 调节变量泵的排量对于马达的输出的最大转矩没有影响 ， 因此马达能输出的最大转矩为定值 。 该回路称为
8、恒转矩调速回路 。 常用于工程机械和塑料机械的液压系统中 。 p p p p p M 52 p V n p V （ 6（ 6（ ）1、 变量泵与定量执行元件的容积调速回路 回路特性曲线如图所示 。 值得注意的是 ， 在这种回路中 ， 因泵和马达的泄漏量随负载的增加而增加 ， 致使马达输出转速下降 。 该回路的调速范围 40 VP M M M 图 变量泵 定量马达容积 调速回路工作特性曲线 p p p p p M 52 p V n p V （ 6（ 6（ ）2、定量泵 变量马达式容积调速回路 图为定量泵 变量马达式容积调速回路 ， 定量泵 3的排量 变量液压马达 2的排量 4为安全阀 ， 1为补
9、油泵 ， 6为补油泵的低压溢流阀 。 图 量泵 变量马达式 容积调速回路 在这种回路中，液压泵转速 变液压马达排量 达输出转矩的变化与 压力 ，输出转速 ,2, 马达的输出功率 不因调速而发生变化 ， 所以这种回路常被称为 恒功率调速回路 。 回路的工作特性曲线如图所示 ， 该回路的优点是能在各种转速下保持很大输出功率不变 ，其缺点是调速范围小 (3)， 因此这种调速方法往往不能单独使用 。 PM M M M ,=,= 2图 恒功率调速回路特性曲线 3、 变量泵 变量马达式容积调速回路 图 为双向变量泵 2和双向变量马达 3组成的容积式调速回路 。 回路中各元件对称布置 ， 改变泵的供油方向
10、， 就可实现马达的正反向旋转 ，单向阀 8和 5用于辅助泵 1双向补油 ， 单向阀 9和 7使溢流阀 4在两个方向上都能对回路起过载保护作用 。 一般机械要求低速时输出转矩大 ， 高速时能输出较小的转矩 ， 这种回路恰好可以满足这一要求 。 图 变量泵 变量马达式 容积调速回路 在低速段，先将马达排量调到最大，用变量泵调速，当泵的排量由小调到最大，马达转速随之升高，输出功率随之线性增加，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 ；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
11、率状态 ， 故马达处于 恒功率状态 。 回路特性曲线如图所示，该回路调速范围 00。 ,=,= 容积节流调速回路是用变量泵与流量阀组成的一种调速回路，这种回路无溢流损失，效率比节流调速回路高，可改善低速稳定性。常用于空载时需快速，承载时需稳定低速的各种中等功率机械设备的液压系统中。如组合机床的动力滑台液压系统。 容积式节流调速回路是用变量泵供油，用流量阀改变进入液压缸的流量，以实现对工作速度的调节。这时泵的供油量与液压缸所需的流量是相适应的。 这种调速方式就其性质说仍属于容积调速，因为最终改变系统流量调速的仍是变量泵的排量，所不同的是，变量泵的排量由系统油路上的流量控制阀进行控制，调整流量控制
12、阀就可以改变变量泵的排量。 图 6压式变量泵和调速阀组成的调速回路 1234调节调速阀可调节输入液压缸的流量。调速阀开口由大变小，变量泵的输出流量也随之由大变小。因为调速阀开口变小，液阻增大，泵的出口压力随之升高，使泵的偏心减小。泵的输出流量减小。直至泵的流量小于调速阀的调定的流量。泵的压力降低，使泵的偏心自动增大。泵的输出流量增大到与调速阀调定的流量相适应。 调速阀作用： 1稳定液压缸的流量 2使得泵的输出流量和液压缸需要的流量适应 。 自学 1、 7控制活塞 2节流阀 3液压缸 4背压阀 5阻尼小孔 6溢流阀 8变量叶片泵 变量叶片泵与节流阀串联组成的容积节流调速回路。液压泵定子左右各有一
13、个控制缸。将节流阀进油口相通，其出口经过节流小孔到液压泵右边控制缸（弹簧腔）当电磁阀通电处于左位，泵输出流量通过阀进入液压缸左腔，使液压缸活塞实现快速向右运动，这时三点压力相同，泵定子在弹簧力的作用下处于最左位置时，泵输出流量最大。 某些机型要求执行元件在空行程时需要作快速运动，以提高生产率，为使执行元件获得快速运动，可以采用减小执行元件的有效工作面积或排量，或增大进入执行元件流量的方法，常用快速运动回路有多种方法。 1、液压缸差动连接的快速运动回路 2、双泵供油的快速运动回路 当液压缸差动连接，相当于减小液压缸的有效工作面积，既有效工作面积仅仅为活塞杆的面积，当相同流量进入液压缸，运动速度明显提高。 差动缸快速运动回路 2
