1、Chapter 7 Basic Hydraulic Circuits 液壓基本回路液壓基本回路 Introductions 引言引言7.1 Pressure Control Circuits 壓力控制回路壓力控制回路7.2 Speed Control Circuits 速度控制回路速度控制回路7.3 Directional Control Circuits 方向控制回路方向控制回路 7.4 Other Circuits 其它回路其它回路A hydraulic system consists of some basic hydraulic circuits。 液壓系統(tǒng)是由一些基本回路組成液壓系統(tǒng)

2、是由一些基本回路組成。A hydraulic circuit is made up of hydraulic components and pipelines to accomplish special function。 基本回路是由基本回路是由相關(guān)液壓元件組成，并能完成特定功相關(guān)液壓元件組成，并能完成特定功能的簡(jiǎn)單油路。能的簡(jiǎn)單油路。Classifications 分類（分類（According to functions）Introduction 引言引言 Pressure control circuits 壓力控制回路壓力控制回路 Control entire or partial op

3、erating pressure。 控制整個(gè)液壓系統(tǒng)或局部的工作壓力。控制整個(gè)液壓系統(tǒng)或局部的工作壓力。 Speed control circuits 速度控制回路速度控制回路 Control and regulate motion speed of actuators。 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度?？刂坪驼{(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。Directional control circuits 方向控制回路方向控制回路 Control and shift motion directions of actuator 。 控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向?？刂茍?zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。Other circuits 其它

4、回路其它回路7.1 Pressure Control Circuits 壓力控制回路壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制液壓壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制液壓系統(tǒng)或某一分支系統(tǒng)的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)系統(tǒng)或某一分支系統(tǒng)的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力（力矩）的要求。有力（力矩）的要求。有調(diào)壓調(diào)壓、保壓保壓、減壓減壓、增壓增壓、卸荷卸荷、平衡平衡等多種回路。等多種回路。 用于控制系統(tǒng)的工作壓力，使之保持基本恒定用于控制系統(tǒng)的工作壓力，使之保持基本恒定或限定其最高數(shù)值，或使工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的各或限定其最高數(shù)值，或使工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的各個(gè)階段中具有不同壓力。個(gè)階段中具有不同壓力。 Pr

5、essure limited circuit 限壓回路限壓回路 Fixed displacement pump system 定量泵系統(tǒng)定量泵系統(tǒng) 調(diào)速時(shí)溢流閥為常開(kāi)狀態(tài)調(diào)速時(shí)溢流閥為常開(kāi)狀態(tài)（溢流溢流），系，系 統(tǒng)壓力保持為溢流閥的調(diào)定壓力。統(tǒng)壓力保持為溢流閥的調(diào)定壓力。 Variable displacement pump system變量泵系統(tǒng)變量泵系統(tǒng) 正常情況下閥口關(guān)閉正常情況下閥口關(guān)閉，溢流閥作安全閥用溢流閥作安全閥用。1. Pressure regulated circuit 調(diào)壓回路調(diào)壓回路定量泵系統(tǒng)定量泵系統(tǒng)變量泵系統(tǒng)變量泵系統(tǒng)限壓回路限壓回路 Pressure regula

6、ted from remote port 遠(yuǎn)程調(diào)壓回路遠(yuǎn)程調(diào)壓回路 Fig. 7- -1 a）Multistage pressure regulated circuit 多級(jí)調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路 Fig. 7- -1 b） 主閥（主閥（先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥）的調(diào)定壓力應(yīng)高于遠(yuǎn)）的調(diào)定壓力應(yīng)高于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（程調(diào)壓閥（直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥）的最高壓力值。主溢）的最高壓力值。主溢流閥不起調(diào)壓作用，泵的工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥流閥不起調(diào)壓作用，泵的工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。2. Pressure- -holding circuit 保壓回路保壓回路 Fig. 7- -6 使執(zhí)行元件在行程終端

7、時(shí)仍保持工作壓力。使執(zhí)行元件在行程終端時(shí)仍保持工作壓力。 單向閥保壓回路單向閥保壓回路 錐面密封，密封效果好。錐面密封，密封效果好。 蓄能器保壓回路蓄能器保壓回路 限壓式變量泵保壓限壓式變量泵保壓?jiǎn)蜗蜷y保壓回路單向閥保壓回路 蓄能器保壓回路蓄能器保壓回路3. Pressure- -reducing circuit 減壓回路減壓回路 Fig. 7- -3 用來(lái)使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)用來(lái)使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn) 定壓力。定壓力。 在需要減壓的那部分油路前串聯(lián)一減壓閥。在需要減壓的那部分油路前串聯(lián)一減壓閥。 One-stage Pressure-reducing circuit

8、 單級(jí)減壓回路單級(jí)減壓回路 Fig. 7- -3 a） Two-stage Pressure-reducing circuit 二級(jí)減壓回路二級(jí)減壓回路 Fig. 7- -3 b）4. Pressure- -increasing circuit 增壓回路增壓回路 Fig. 7- -4 使某一油路的壓力高于系統(tǒng)壓力的回路。使某一油路的壓力高于系統(tǒng)壓力的回路。 采用增壓缸。采用增壓缸。A1A2p2p1單作用增壓缸單作用增壓缸雙作用增壓缸雙作用增壓缸A1A2p2p15. Pressure- -venting circuit 卸荷回路卸荷回路 Fig. 7- -2 使油泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。使油泵

9、在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。 二位二通換向閥卸荷回路二位二通換向閥卸荷回路 卸荷徹底，但沖擊大。卸荷徹底，但沖擊大。 換向閥中位機(jī)能卸荷回路換向閥中位機(jī)能卸荷回路 Fig. 7- -2 a） 利用利用M、H、K型換向滑閥處于中位時(shí)卸荷。型換向滑閥處于中位時(shí)卸荷。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在壓力較高、流量較大的回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在壓力較高、流量較大的回路中將產(chǎn)生換向閥換切的沖擊中將產(chǎn)生換向閥換切的沖擊。二位二通換向閥卸荷回路二位二通換向閥卸荷回路M型中位機(jī)能換向閥的卸荷回路型中位機(jī)能換向閥的卸荷回路至系統(tǒng)至系統(tǒng) 電磁溢流閥卸荷回路電磁溢流閥卸荷回路 Fig. 7- -2 b） 沖擊小，廣泛采用。但卸荷不徹底。沖擊

10、小，廣泛采用。但卸荷不徹底。 雙泵供油卸荷閥卸荷雙泵供油卸荷閥卸荷 工進(jìn)時(shí)低壓大流量泵卸荷。工進(jìn)時(shí)低壓大流量泵卸荷。 蓄能器卸荷蓄能器卸荷 Fig. 7- -2 d） 采用卸荷溢流閥采用卸荷溢流閥 限壓式變量泵卸荷回路限壓式變量泵卸荷回路 Fig. 7- -2 c） 流量卸荷，輸出流量只補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏。流量卸荷，輸出流量只補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏。雙泵供油卸荷閥卸荷回路雙泵供油卸荷閥卸荷回路電磁溢流閥卸荷回路電磁溢流閥卸荷回路至系統(tǒng)至系統(tǒng)至系統(tǒng)至系統(tǒng)卸荷溢流閥卸荷溢流閥限壓式變量泵卸荷回路限壓式變量泵卸荷回路 防止立式執(zhí)行機(jī)構(gòu)因自重而自行下落，或在其下防止立式執(zhí)行機(jī)構(gòu)因自重而自行下落，或在其下行時(shí)避免出

11、現(xiàn)失控超速的回路。行時(shí)避免出現(xiàn)失控超速的回路。 內(nèi)控式平衡閥平衡回路內(nèi)控式平衡閥平衡回路 Fig. 7- -5 a） 用于物重變化不大的場(chǎng)合。用于物重變化不大的場(chǎng)合。 外控式平衡閥平衡回路外控式平衡閥平衡回路 Fig. 7- -5 c） 液控單向閥平衡回路液控單向閥平衡回路 Fig. 7- -5 b） 鎖緊性能好。單向節(jié)流閥用于控制下行時(shí)的流鎖緊性能好。單向節(jié)流閥用于控制下行時(shí)的流量，防止活塞下行時(shí)的沖擊，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。量，防止活塞下行時(shí)的沖擊，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。6. Pressure counter-balance circuit 平衡回路平衡回路 Fig.7- -5外控平衡閥平衡回路外控平

12、衡閥平衡回路液控單向閥平衡回路液控單向閥平衡回路內(nèi)控平衡閥平衡回路內(nèi)控平衡閥平衡回路 液壓系統(tǒng)中為什么要設(shè)置背壓回路？背壓回路與平衡液壓系統(tǒng)中為什么要設(shè)置背壓回路？背壓回路與平衡 回路有何區(qū)別？回路有何區(qū)別？答：答：液壓系統(tǒng)中設(shè)置液壓系統(tǒng)中設(shè)置背壓回路背壓回路，是，是為了提高執(zhí)行元件的運(yùn)為了提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性或減少爬行現(xiàn)象動(dòng)平穩(wěn)性或減少爬行現(xiàn)象。這就要在回油路上設(shè)置背壓。這就要在回油路上設(shè)置背壓閥，以形成一定的回油阻力，一般背壓為閥，以形成一定的回油阻力，一般背壓為0.30.8MPa，背壓閥可以是裝有硬彈簧的背壓閥可以是裝有硬彈簧的單向閥單向閥、順序閥順序閥，也可以是，也可以是溢流閥溢流

13、閥、節(jié)流閥節(jié)流閥等。等。 無(wú)論是平衡回路，還是背壓回路，在回油管路上都無(wú)論是平衡回路，還是背壓回路，在回油管路上都存在背壓，故都需要提高供油壓力。但這兩種基本回路存在背壓，故都需要提高供油壓力。但這兩種基本回路的區(qū)別在于功用和背壓的大小不同。的區(qū)別在于功用和背壓的大小不同。背壓回路背壓回路主要用于主要用于提高進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高加工精度，所具有的提高進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高加工精度，所具有的背壓背壓不大不大。平衡回路平衡回路通常是用于立式液壓缸或起重液壓馬達(dá)通常是用于立式液壓缸或起重液壓馬達(dá)平衡運(yùn)動(dòng)部件的自重，以防運(yùn)動(dòng)部件自行下滑發(fā)生事故，平衡運(yùn)動(dòng)部件的自重，以防運(yùn)動(dòng)部件自行下滑發(fā)生事故，其其

14、背壓應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的重量而定背壓應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的重量而定。 7.2 Speed Control Circuits 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路研究的是液壓系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和速度控制回路研究的是液壓系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和速度變換問(wèn)題，分為速度變換問(wèn)題，分為調(diào)速回路調(diào)速回路、增速回路增速回路和和速度換速度換接回路接回路三種。三種。 1. Speed- -regulating circuit 調(diào)速回路調(diào)速回路 用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的工作運(yùn)動(dòng)速度。用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的工作運(yùn)動(dòng)速度。 常用的調(diào)速方法有常用的調(diào)速方法有節(jié)流調(diào)速節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速容積調(diào)速和和聯(lián)合聯(lián)合調(diào)速調(diào)速（容積節(jié)流調(diào)速）。（容積節(jié)流調(diào)速）。

15、采用定量泵供油，采用定量泵供油，通過(guò)調(diào)節(jié)流量閥的閥口開(kāi)通過(guò)調(diào)節(jié)流量閥的閥口開(kāi) 度來(lái)調(diào)節(jié)流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。度來(lái)調(diào)節(jié)流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 Fig. 7- -7 a） 回油路節(jié)流調(diào)速回路回油路節(jié)流調(diào)速回路 Fig. 7- -7 b） 旁油路節(jié)流調(diào)速回路旁油路節(jié)流調(diào)速回路 Fig. 7- -9 Throttle speed-regulating circuit 節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路【課堂練習(xí)【課堂練習(xí)】圖示調(diào)速回路，節(jié)流閥處于節(jié)流調(diào)速工圖示調(diào)速回路，節(jié)流閥處于節(jié)流調(diào)速工 況，兩壓力表況，兩壓力表a、b分別測(cè)量液壓缸兩腔的壓力。不分

16、別測(cè)量液壓缸兩腔的壓力。不 計(jì)系統(tǒng)泄漏及溢流閥的調(diào)壓偏差，當(dāng)負(fù)載計(jì)系統(tǒng)泄漏及溢流閥的調(diào)壓偏差，當(dāng)負(fù)載 F 增大時(shí)：增大時(shí)： abFv1 壓力表壓力表 a 的讀數(shù)（的讀數(shù)（ ），），b 的讀數(shù)（的讀數(shù)（ ）。）。 A. 增大增大 B. 減小減小 C. 基本不變基本不變 D. 可能增大也可能減小可能增大也可能減小答案：答案：C、B2 活塞桿運(yùn)動(dòng)速度活塞桿運(yùn)動(dòng)速度v（ ），泵輸入功率（），泵輸入功率（ ）。）。 A. 增大增大 B. 減小減小 C. 基本不變基本不變 D. 可能增大也可能減小可能增大也可能減小答案：答案：B、C Volume speed-regulating circuit 容積調(diào)速

17、回路容積調(diào)速回路 容積調(diào)速靠改變泵或馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)速度。容積調(diào)速靠改變泵或馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)速度。 變量泵變量泵定量馬達(dá)調(diào)速回路定量馬達(dá)調(diào)速回路 Fig. 7- -11 變量泵變量泵液壓液壓缸調(diào)速回路缸調(diào)速回路 定量泵定量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路變量馬達(dá)調(diào)速回路 變量泵變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路變量馬達(dá)調(diào)速回路 Fig. 7- -12 變量泵控制定量液動(dòng)機(jī)變量泵控制定量液動(dòng)機(jī) nm = qpvm/ /Vm = npVpvpvm/ /VmT =p Vmmm/ /( (2) ) v = qp / /A = npVpvp/ /AF = p Am特點(diǎn)：特點(diǎn)：速度速度 v ( (nm) )隨變量泵排量隨變量泵排量

18、Vp的改的改變而變化，變而變化，受負(fù)載變化的影響??；受負(fù)載變化的影響?。惠敵龊愣ㄅぞ兀ㄝ敵龊愣ㄅぞ兀ɑ蚝懔蚝懔Γ?；）；無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，效率高。無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，效率高。 這種回路主要用于負(fù)載扭矩變化不大，調(diào)速這種回路主要用于負(fù)載扭矩變化不大，調(diào)速范圍較大的傳動(dòng)裝置中。范圍較大的傳動(dòng)裝置中。 定量泵定量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路變量馬達(dá)調(diào)速回路 nm = qpvm/ /Vm = npVpvpvm/ /Vm Tm =pVmmm/ /( (2) ) Pom= 2nmTm= p qpom 特點(diǎn)特點(diǎn)： 輸出轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速 nm 隨馬達(dá)排量隨馬達(dá)排量 Vm 而變化；而變化； 馬達(dá)輸出功率恒定；馬達(dá)輸出功

19、率恒定； 無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，效率高；無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，效率高； 當(dāng)當(dāng) Vm0 時(shí)，時(shí)，nm，故不宜用變量馬達(dá)來(lái)，故不宜用變量馬達(dá)來(lái) 反向。反向。 適用于具有恒功率負(fù)載特性且調(diào)速范圍不大適用于具有恒功率負(fù)載特性且調(diào)速范圍不大的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 變量泵變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路變量馬達(dá)調(diào)速回路 nm =qpvm/ /Vm=npvpvm Vp/ /Vm Tm = p Vmmm/ /（2） Pom = 2nmTm=p qpom特點(diǎn)：特點(diǎn)： 調(diào)速范圍大；調(diào)速范圍大； 有較高的工作效率；有較高的工作效率； 能實(shí)現(xiàn)低速時(shí)大扭矩，高速時(shí)輸出較大的功率。能實(shí)現(xiàn)低速時(shí)大扭矩，高速時(shí)輸出較大的功率

20、。 變量泵變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路滿足一般機(jī)械的負(fù)載變量馬達(dá)調(diào)速回路滿足一般機(jī)械的負(fù)載要求，因此應(yīng)用廣泛，特別適合于大功率場(chǎng)合。要求，因此應(yīng)用廣泛，特別適合于大功率場(chǎng)合。 容積調(diào)速回路無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，因此效率容積調(diào)速回路無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，因此效率高，發(fā)熱少，缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高，發(fā)熱少，缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。適用于大功率設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。價(jià)格較高。適用于大功率設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。 Volume -throttle speed-regulating circuit 聯(lián)合調(diào)速回路聯(lián)合調(diào)速回路 Fig. 7- -13 采用變量泵供油，流量閥控制流入或流出采

21、用變量泵供油，流量閥控制流入或流出 液動(dòng)機(jī)的流量，以實(shí)現(xiàn)工作速度的調(diào)節(jié)，并使液動(dòng)機(jī)的流量，以實(shí)現(xiàn)工作速度的調(diào)節(jié)，并使 泵的供油量與液動(dòng)機(jī)所需流量相適應(yīng)。泵的供油量與液動(dòng)機(jī)所需流量相適應(yīng)。 限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的聯(lián)合調(diào)速回路限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的聯(lián)合調(diào)速回路限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的聯(lián)合調(diào)速回路限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的聯(lián)合調(diào)速回路 工作原理工作原理 泵的輸出油液經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸，回油經(jīng)泵的輸出油液經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸，回油經(jīng)背壓閥流回油箱，背壓閥流回油箱，缸速缸速v由調(diào)速閥中節(jié)流口的開(kāi)度由調(diào)速閥中節(jié)流口的開(kāi)度控制控制。由于調(diào)速閥中節(jié)流口的壓差保持不變，只。由于調(diào)速閥中節(jié)流口的壓差保持不

22、變，只要閥口面積調(diào)定，則通過(guò)的流量要閥口面積調(diào)定，則通過(guò)的流量 q1一定，而一定，而泵會(huì)泵會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出流量自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出流量 qp。 特點(diǎn)特點(diǎn) 回路效率比節(jié)流調(diào)速高，發(fā)熱少，缸速由調(diào)回路效率比節(jié)流調(diào)速高，發(fā)熱少，缸速由調(diào)速閥調(diào)節(jié)，可保證速度不受負(fù)載變化的影響，運(yùn)速閥調(diào)節(jié)，可保證速度不受負(fù)載變化的影響，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好（動(dòng)平穩(wěn)性好（不受泵的泄漏影響不受泵的泄漏影響）。 【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】 在限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)在限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié) 流調(diào)速回路中，若負(fù)載從流調(diào)速回路中，若負(fù)載從 F1 降到降到 F2 而而 調(diào)速閥開(kāi)口不變時(shí)，泵的工作壓力調(diào)速閥開(kāi)口不變時(shí)，泵的工作壓力(

23、)( )； 若負(fù)載保持定值而調(diào)速閥開(kāi)口變小時(shí)，若負(fù)載保持定值而調(diào)速閥開(kāi)口變小時(shí)， 泵工作壓泵工作壓 力力( )( ) 。 A. 增加增加 B. 減少減少 C. 不變不變 D. 無(wú)法判斷無(wú)法判斷答案：答案：C C、A A2. Fast- -speed movement circuit 增速回路增速回路 增速回路用來(lái)獲得快速空行程，以提高系統(tǒng)增速回路用來(lái)獲得快速空行程，以提高系統(tǒng)的工作效率。的工作效率。 差動(dòng)連接增速回路差動(dòng)連接增速回路 Fig. 7- -15 雙泵供油增速回路雙泵供油增速回路 Fig. 7- -16 增速液壓缸增速回路增速液壓缸增速回路 Fig. 7- -17 變量泵增速回路變量

24、泵增速回路 蓄能器增速回路蓄能器增速回路 Fig. 7- -18差動(dòng)連接增速回路差動(dòng)連接增速回路雙泵供油增速回路雙泵供油增速回路增速液壓缸增速回路增速液壓缸增速回路蓄能器增速回路蓄能器增速回路變量泵增速回路變量泵增速回路第一次課結(jié)束第一次課結(jié)束3. Speed shift circuit 速度換接回路速度換接回路 用于實(shí)現(xiàn)不同工作速度間的平穩(wěn)換接用于實(shí)現(xiàn)不同工作速度間的平穩(wěn)換接 。 Speed shift between fast and slow 快、慢速度間的換接回路快、慢速度間的換接回路 利用壓力變化實(shí)現(xiàn)的速度換接利用壓力變化實(shí)現(xiàn)的速度換接 行程控制實(shí)現(xiàn)的速度換接行程控制實(shí)現(xiàn)的速度換接

25、Fig. 7- -19 a）利用壓力變化實(shí)現(xiàn)速度換接利用壓力變化實(shí)現(xiàn)速度換接行程控制實(shí)現(xiàn)速度換接行程控制實(shí)現(xiàn)速度換接 Speed shift of two slow speeds 兩種慢速運(yùn)動(dòng)間的換接回路兩種慢速運(yùn)動(dòng)間的換接回路 Fig. 7- -20利用調(diào)速閥并聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)速度換接利用調(diào)速閥并聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)速度換接 Fig. 7- -20 b） 兩調(diào)速閥的流量可單獨(dú)調(diào)，互不影響兩調(diào)速閥的流量可單獨(dú)調(diào)，互不影響。利用調(diào)速閥串聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)速度換接利用調(diào)速閥串聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)速度換接 Fig. 7- -20 a） 閥閥 B 的調(diào)定流量應(yīng)比閥的調(diào)定流量應(yīng)比閥 A 的小。的小。 調(diào)速閥串聯(lián)實(shí)現(xiàn)速度換接調(diào)速閥串聯(lián)實(shí)現(xiàn)

26、速度換接調(diào)速閥并聯(lián)實(shí)現(xiàn)速度換接調(diào)速閥并聯(lián)實(shí)現(xiàn)速度換接思 考 題（Ex. 7- -9） 若采用調(diào)速閥串若采用調(diào)速閥串聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)兩檔慢速聯(lián)回路實(shí)現(xiàn)兩檔慢速運(yùn)動(dòng)的速度換接，為運(yùn)動(dòng)的速度換接，為什么要求閥什么要求閥B的調(diào)定的調(diào)定流量比閥流量比閥A的小？油的小？油液經(jīng)由兩調(diào)速閥流入液經(jīng)由兩調(diào)速閥流入執(zhí)行元件時(shí)，調(diào)速閥執(zhí)行元件時(shí)，調(diào)速閥A是否正常工作？是否正常工作？ 解答：解答： 只有當(dāng)后一調(diào)速閥的調(diào)只有當(dāng)后一調(diào)速閥的調(diào)定流量小于前一調(diào)速閥的調(diào)定流量小于前一調(diào)速閥的調(diào)定流量時(shí)，后一調(diào)速閥才起定流量時(shí)，后一調(diào)速閥才起作用。此時(shí)前面的調(diào)速閥由作用。此時(shí)前面的調(diào)速閥由于進(jìn)、出口的壓力差太小，于進(jìn)、出口的壓力差太

27、小，定差減壓閥不起作用，因此定差減壓閥不起作用，因此不能正常工作。不能正常工作。7.3 Directional Control Circuits 方向控制回路方向控制回路 用于控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)用于控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。有動(dòng)方向。有換向回路換向回路和和鎖緊回路鎖緊回路等。等。 1. Directional circuit 換向回路換向回路 用于改變油液的流動(dòng)方向用于改變油液的流動(dòng)方向 ，從而控制執(zhí)行，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。元件的運(yùn)動(dòng)方向。 換向閥換向回路換向閥換向回路 雙向泵換向回路雙向泵換向回路2. Lock circuit 鎖緊回路鎖緊回路 Fig.

28、7- -23 使執(zhí)行元件能停留于任何位置，且停留后不會(huì)使執(zhí)行元件能停留于任何位置，且停留后不會(huì) 在外力作用下移動(dòng)位置。在外力作用下移動(dòng)位置。 利用利用O或或M型換向閥中位機(jī)能的鎖緊回路型換向閥中位機(jī)能的鎖緊回路 鎖緊精度差。鎖緊精度差。 液控單向閥的鎖緊回路液控單向閥的鎖緊回路 鎖緊精度較高。鎖緊精度較高。注注意意： 回路中換向閥應(yīng)采用回路中換向閥應(yīng)采用 H 型型或或 Y 型型中位機(jī)能中位機(jī)能。Ex. 7- -10液控單向閥的鎖緊回路液控單向閥的鎖緊回路利用利用M型中位機(jī)能換向閥的鎖緊回路型中位機(jī)能換向閥的鎖緊回路1. Sequence action circuit 順序回路順序回路 用于實(shí)現(xiàn)

29、多個(gè)執(zhí)行元件依次動(dòng)作的液壓回路。用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)執(zhí)行元件依次動(dòng)作的液壓回路。 壓力控制順序回路壓力控制順序回路 Fig. 7- -24 利用油路自身壓力的變化使執(zhí)行元件依次動(dòng)作。利用油路自身壓力的變化使執(zhí)行元件依次動(dòng)作。 用壓力控制的順序回路由于管路中的壓力沖擊，用壓力控制的順序回路由于管路中的壓力沖擊，會(huì)產(chǎn)生后一行程的液動(dòng)機(jī)先動(dòng)現(xiàn)象。會(huì)產(chǎn)生后一行程的液動(dòng)機(jī)先動(dòng)現(xiàn)象。7.4 Other Circuits 其它回路其它回路壓壓 力力 控控 制制 順順 序序 回回 路路行程控制順序回路行程控制順序回路 Fig. 7- -25 2. Synchronization circuit 同步回路同步回路 用于

30、實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓執(zhí)行元件的同步運(yùn)動(dòng)。用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓執(zhí)行元件的同步運(yùn)動(dòng)。 調(diào)速閥同步回路調(diào)速閥同步回路 Fig. 7- -26分流閥同步回路分流閥同步回路串聯(lián)控制同步回路串聯(lián)控制同步回路 Fig. 7- -27機(jī)械同步機(jī)械同步調(diào)速閥同步回路調(diào)速閥同步回路串串 聯(lián)聯(lián) 控控 制制 同同 步步 回回 路路機(jī)機(jī) 械械 同同 步步3. Hands- -off circuit 多缸互不干擾回路多缸互不干擾回路 Fig. 7- -30Fig. 7- -30 雙泵供油快慢速互不干擾回路雙泵供油快慢速互不干擾回路1YA2YA3YA4YA123456789104. Shock eliminating and oil

31、charging circuit 馬達(dá)緩沖補(bǔ)油回路馬達(dá)緩沖補(bǔ)油回路5. Open circuit 開(kāi)式回路開(kāi)式回路 液壓泵從油箱吸油，經(jīng)執(zhí)行元件后將油排液壓泵從油箱吸油，經(jīng)執(zhí)行元件后將油排回油箱?；赜拖洹?特點(diǎn)：特點(diǎn)：回路簡(jiǎn)單，散熱好，雜質(zhì)可沉淀于油箱回路簡(jiǎn)單，散熱好，雜質(zhì)可沉淀于油箱 中。但油箱體積大，油易污染，空氣易中。但油箱體積大，油易污染，空氣易 侵入，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。侵入，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。6. Closed circuit 閉式回路閉式回路 油液從執(zhí)行元件排出后直接進(jìn)入泵的進(jìn)油口。油液從執(zhí)行元件排出后直接進(jìn)入泵的進(jìn)油口。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：減少了空氣入侵，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，油不易減少了空氣入侵，運(yùn)動(dòng)

32、較平穩(wěn)，油不易 污染。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱差，對(duì)油液過(guò)污染。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱差，對(duì)油液過(guò) 濾精度要求較高。濾精度要求較高。 采用節(jié)流調(diào)速回路的液壓系統(tǒng)，應(yīng)選用開(kāi)采用節(jié)流調(diào)速回路的液壓系統(tǒng)，應(yīng)選用開(kāi)式式 回路還是閉式回路？回路還是閉式回路？【例【例1】如圖所示液壓系統(tǒng)，兩液壓缸有效面積為如圖所示液壓系統(tǒng)，兩液壓缸有效面積為 Al = A2 = 10010- -4 m2，缸，缸I的負(fù)載的負(fù)載 Fl =3. 5104 N， 缸缸II運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載為零，溢流閥、順序閥和減運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載為零，溢流閥、順序閥和減 壓閥的調(diào)整壓力分別為壓閥的調(diào)整壓力分別為 4MPa、3MPa、2MPa。 不計(jì)摩擦阻力、慣性力和管路

33、損失，試問(wèn)在下不計(jì)摩擦阻力、慣性力和管路損失，試問(wèn)在下 列三種情況下列三種情況下 A、B 和和 C 點(diǎn)壓力各為多少？點(diǎn)壓力各為多少？例例 題題 1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位；）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位； 2）1YA通電，液壓缸通電，液壓缸I活塞移動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)到活塞移動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)到 終點(diǎn)時(shí)；終點(diǎn)時(shí)； 3）1YA斷電，斷電，2YA通電，液壓缸通電，液壓缸II活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)及 活塞桿碰到固定擋鐵時(shí)?；钊麠U碰到固定擋鐵時(shí)。 （Ex. 72）AB2YA1YAA2A1缸缸IIII缸缸I I固定擋鐵固定擋鐵CFl解解：1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位時(shí)：液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中

34、位時(shí)： 泵輸出的油液全部通過(guò)溢流閥溢流回油泵輸出的油液全部通過(guò)溢流閥溢流回油 箱，此時(shí)有箱，此時(shí)有 pA = pB = 4 MPa，減壓閥正常減，減壓閥正常減 壓，因此壓，因此 pC = 2 MPa。 2）1YA通電，液壓缸通電，液壓缸I活塞移動(dòng)時(shí)：活塞移動(dòng)時(shí)： 缸缸I大腔的壓力大腔的壓力 )(5 . 310100105 . 34411MPaAFp 順序閥的出口壓力大于其調(diào)整壓力，因此閥順序閥的出口壓力大于其調(diào)整壓力，因此閥 口全開(kāi)，故口全開(kāi)，故 pA= pB= p = 3.5 MPa。減壓閥正常減。減壓閥正常減 壓，壓，pC= 2 MPa。 活塞運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)時(shí)：活塞運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)時(shí)： 溢流閥溢流，溢流

35、閥溢流，pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。 3）1YA斷電，斷電，2YA通電，液壓缸通電，液壓缸II活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)：活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)： 由于負(fù)載為零，因此由于負(fù)載為零，因此 pA= pB= pC= 0。 活塞桿碰到固定擋鐵時(shí)：活塞桿碰到固定擋鐵時(shí)： 溢流閥溢流，溢流閥溢流，pA = pB = 4 MPa，pC = 2 MPa?！纠纠?】在如圖所示的回路中，液壓缸在如圖所示的回路中，液壓缸 B 進(jìn)退所需壓力進(jìn)退所需壓力 均為均為 2 MPa，各閥調(diào)定壓力如圖所示。試確定，各閥調(diào)定壓力如圖所示。試確定 在下列工況時(shí)在下列工況時(shí) C 缸的工作壓力：缸的工作壓力： 1）在圖示狀況下，）在圖示狀況

36、下，C 缸壓力是（缸壓力是（ ）。）。 2）在圖示狀況下，當(dāng)）在圖示狀況下，當(dāng) B 缸活塞頂上死擋塊缸活塞頂上死擋塊 時(shí)，時(shí)，C 缸壓力是（缸壓力是（ ）。）。 3）當(dāng)閥）當(dāng)閥 A 通電后，通電后，B 缸活塞退回過(guò)程中，缸活塞退回過(guò)程中，C 缸壓力是（缸壓力是（ ）。）。 A . 1.5MPa B. 3MPa C. 5MPa D. 4MPa1.5 MPa3 MPa5 MPa4 MPa6 MPaBCA解：解：1）在圖示狀況下，）在圖示狀況下，C缸壓力是（缸壓力是（ ）。 1.5MPa3MPa5MPa4MPa6MPaBCA5 M MPa2）在圖示狀況下，當(dāng)）在圖示狀況下，當(dāng)B缸活塞頂上死擋塊缸活塞

37、頂上死擋塊 時(shí)，時(shí)，C缸缸 壓力是（壓力是（ ）。1.5MPa3MPa5MPa4MPa6MPaBCA1.5 M MPa3）當(dāng)閥）當(dāng)閥A通電后，通電后，B缸活塞退回過(guò)程中，缸活塞退回過(guò)程中，C缸壓力缸壓力 是（是（ ）。1.5MPa3MPa5MPa4MPa6MPaBCA4 M MPa【例【例3】下圖所示兩液壓系統(tǒng)中，已知液壓缸無(wú)桿腔面下圖所示兩液壓系統(tǒng)中，已知液壓缸無(wú)桿腔面 積皆為積皆為A1=40 cm2，有桿腔面積皆為，有桿腔面積皆為A2=20 cm2； 兩缸負(fù)載不同，兩缸負(fù)載不同，F(xiàn)1= 8000 N，F(xiàn)2= 12000 N（均（均 為阻力負(fù)載）；溢流閥調(diào)定壓力為阻力負(fù)載）；溢流閥調(diào)定壓力

38、py= 3.5 MPa， 液壓泵流量液壓泵流量 qp= 32 L/ /min。節(jié)流閥的流量為。節(jié)流閥的流量為 其中其中Cd = 0.62，A = 0.05 cm2，= 900 kg/ /m3， 求各液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度。求各液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度。 pACqd2F1v1（a）F2v2缸缸1缸缸2pY（b）F1F2v2缸缸1缸缸2pbpYv1解：解： 1）圖（）圖（a）回路中：）回路中： 系統(tǒng)為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，兩液壓缸無(wú)桿腔系統(tǒng)為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，兩液壓缸無(wú)桿腔 的壓力由負(fù)載決定。的壓力由負(fù)載決定。 缸缸1的工作壓力：的工作壓力： p1=F1/ /A1= 8000( (4010- -4) )=

39、2 ( (MPa) ) 缸缸2的工作壓力：的工作壓力： p2=F2/ /A1= 12000( (4010- -4) )= 3 ( (MPa) ) 因此兩缸的動(dòng)作順序?yàn)椋焊滓虼藘筛椎膭?dòng)作順序?yàn)椋焊?先動(dòng)，缸先動(dòng)，缸2后動(dòng)。后動(dòng)。缸缸1動(dòng)作時(shí)，流過(guò)節(jié)流閥的流量動(dòng)作時(shí)，流過(guò)節(jié)流閥的流量 缸缸1的運(yùn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)速度/103 . 5)/(108 . 110)25 . 3(90021005. 062. 0234346411smqsmpACqpd)/(045. 01040108 . 144111smAqv 缸缸1到達(dá)終端停止運(yùn)動(dòng)后，缸到達(dá)終端停止運(yùn)動(dòng)后，缸2才開(kāi)始動(dòng)作。才開(kāi)始動(dòng)作。此時(shí)，流過(guò)節(jié)流閥的流量此時(shí)

40、，流過(guò)節(jié)流閥的流量 缸缸2的運(yùn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)速度)/(100 . 110) 35 . 3(90021005. 062. 02346422smpACqd)/(025. 01040100 . 144122smAqv2）圖（）圖（b）回路中：）回路中： 采用回油路節(jié)流調(diào)速回路，兩液壓缸進(jìn)油腔采用回油路節(jié)流調(diào)速回路，兩液壓缸進(jìn)油腔 壓力始終保持為溢流閥的調(diào)定值。壓力始終保持為溢流閥的調(diào)定值。 活塞受力平衡方程為：活塞受力平衡方程為： pYA1 = F + pbA2 因此，平衡狀態(tài)下小負(fù)載的缸因此，平衡狀態(tài)下小負(fù)載的缸1運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的背運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的背 壓力高，該背壓力又作用在大負(fù)載缸壓力高，該背壓力又作用在大負(fù)

41、載缸2的有桿腔，的有桿腔， 使缸使缸2活塞不能運(yùn)動(dòng)，直至缸活塞不能運(yùn)動(dòng)，直至缸1到達(dá)終點(diǎn)，背壓力到達(dá)終點(diǎn)，背壓力 減小，缸減小，缸2才開(kāi)始動(dòng)作。才開(kāi)始動(dòng)作。缸缸1先動(dòng)，缸先動(dòng)，缸2不動(dòng)，此時(shí)節(jié)流閥上的壓降不動(dòng)，此時(shí)節(jié)流閥上的壓降流過(guò)節(jié)流閥的流量流過(guò)節(jié)流閥的流量)(3102080001040105 . 304462111MPaAFAppY)/(105 . 210390021005. 062. 02346411smpACqd 缸缸1的運(yùn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)速度 缸缸1運(yùn)動(dòng)到終端后，缸運(yùn)動(dòng)到終端后，缸2才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，節(jié)才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，節(jié)流流閥上的壓降閥上的壓降)/(125. 01020105 . 24

42、4211smAqv)(11020120001040105 . 304462212MPaAFAppY流過(guò)節(jié)流閥的流量流過(guò)節(jié)流閥的流量 故缸故缸2的運(yùn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)速度)/(075. 01020105 . 144222smAqv)/(105 . 110190021005. 062. 02346422smpACqd【例【例4】圖示回路中圖示回路中，變量泵的轉(zhuǎn)速為變量泵的轉(zhuǎn)速為1200 rpm，排量排量 Vp在在 0 8 mL/ /r間可調(diào)，變量馬達(dá)排量間可調(diào)，變量馬達(dá)排量 Vm 在在 4 12 mL/ /r間可調(diào)，安全閥調(diào)整壓力為間可調(diào)，安全閥調(diào)整壓力為4 MPa； 如在調(diào)速時(shí)要求液壓馬達(dá)輸出盡可能大

43、的功率如在調(diào)速時(shí)要求液壓馬達(dá)輸出盡可能大的功率 和轉(zhuǎn)矩，試分析（和轉(zhuǎn)矩，試分析（所有損失均不計(jì)所有損失均不計(jì)）：）： 1) ) 如何調(diào)整液壓泵和液壓馬達(dá)才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)要如何調(diào)整液壓泵和液壓馬達(dá)才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)要 求？求？ 2) ) 液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速、最大輸出轉(zhuǎn)矩和最大液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速、最大輸出轉(zhuǎn)矩和最大 輸出功率可達(dá)多少？輸出功率可達(dá)多少？VmVppY解：解：1）液壓泵的輸出功率與其排量成正比，液壓馬達(dá)液壓泵的輸出功率與其排量成正比，液壓馬達(dá) 的輸出扭矩也與其排量成正比，因此要使液壓的輸出扭矩也與其排量成正比，因此要使液壓 馬達(dá)輸出盡可能大的功率和轉(zhuǎn)矩，應(yīng)將泵和馬馬達(dá)輸出盡可能大的功率和轉(zhuǎn)矩，應(yīng)

44、將泵和馬 達(dá)的排量調(diào)至最大。達(dá)的排量調(diào)至最大。2）馬達(dá)轉(zhuǎn)速）馬達(dá)轉(zhuǎn)速 mmvpmVqn故馬達(dá)輸出的最高轉(zhuǎn)速故馬達(dá)輸出的最高轉(zhuǎn)速 馬達(dá)最大輸出轉(zhuǎn)矩馬達(dá)最大輸出轉(zhuǎn)矩min)/(240010411108120066minmaxminmaxmaxrVVnVqnmmvpvppmmvpm)(6 . 714. 3211012104266maxmaxmaxmNVpTmmmm馬達(dá)的最大輸出功率馬達(dá)的最大輸出功率)(640110860120010466maxmaxmaxWqpPompo【例【例5】某簡(jiǎn)易起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)以兩油缸實(shí)現(xiàn)重物的起某簡(jiǎn)易起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)以兩油缸實(shí)現(xiàn)重物的起 吊裝卸，一液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)原理如吊裝卸，一液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)原理如 下圖所示。請(qǐng)按下述要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，畫(huà)出系下圖所示。請(qǐng)按下述要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，畫(huà)出系 統(tǒng)原理圖：統(tǒng)原理圖： 1.系