液壓與氣壓傳動單元7液壓基本回路學習目標掌握壓力控制回路、速度控制回路、方向控制回路、多缸工作控制回路等液壓基本回路的分類、組成。

掌握各液壓基本回路的元件組成、工作原理、功用、回路分析方法。

了解各液壓基本回路的運行調(diào)試、常見故障分析方法。

培養(yǎng)辯證唯物主義的觀念，認識事物既是相對獨立又是相互聯(lián)系和影響的有機統(tǒng)一體。

液壓系統(tǒng)中的輔助裝置是指那些既不直接參與能量轉(zhuǎn)換，也不直接參與方向、壓力、流量等控制的在液壓系統(tǒng)中必不可少的元件或裝置，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、噪聲和溫升等有直接影響。主要包括油管、管接頭、速度控制回路、方向控制回路、多缸工作控制回路、液壓基本回路故障分析等。目錄CONTENTS單元7液壓基本回路壓力控制回路7.1速度控制回路7.2方向控制回路7.3多缸工作控制回路7.4液壓基本回路故障分析7.501壓力控制回路壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制液壓系統(tǒng)的工作壓力，以滿足執(zhí)行元件驅(qū)動負載的要求，達到系統(tǒng)的調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷以及平衡等目的。調(diào)壓回路7.1.1右圖為壓力調(diào)定回路，這是壓力控制中最基本的調(diào)壓回路。溢流閥1的調(diào)定壓力必須大于執(zhí)行元件的最大工作壓力與管路上各種壓力損失的總和。根據(jù)溢流閥的流量壓力特性，在不同溢流量時，壓力調(diào)定值稍有波動。壓力調(diào)定回路圖7-1

壓力調(diào)定回路調(diào)壓回路7.1.1

遠程調(diào)壓回路圖7-2

遠程調(diào)壓回路調(diào)壓回路7.1.1當系統(tǒng)需要多級壓力控制時，可以采用圖所示的多級調(diào)壓回路。

多級調(diào)壓回路多級調(diào)壓回路的工作原理示例調(diào)壓回路7.1.1左圖（a）是由三個溢流閥所組成的三級調(diào)壓回路。這種回路可用于注塑機、液壓機等液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)不同的工作階段，使液壓系統(tǒng)獲得不同的壓力等級。左圖(b)為采用先導型比例電磁溢流閥的比例調(diào)壓回路，系統(tǒng)可以通過先導型比例電磁溢流閥來進行無級調(diào)壓。根據(jù)執(zhí)行元件在工作過程中的各個階段對壓力的不同要求，調(diào)節(jié)輸入先導型比例電磁溢流閥1的電流，即可改變系統(tǒng)的壓力，達到調(diào)壓的目的。多級調(diào)壓回路圖7-3

多級調(diào)壓回路調(diào)壓回路7.1.1當執(zhí)行元件往返行程需不同的供油壓力時，可以采用右圖和下圖所示的雙向調(diào)壓回路，以減少功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱。左圖（a）為采用兩個溢流閥分別控制往返壓力的雙向調(diào)壓回路。

左圖(b)為采用遠程調(diào)壓閥來控制先導型主溢流閥的雙向調(diào)壓回路。雙向調(diào)壓回路圖7-4

雙向調(diào)壓回路減壓回路7.1.2減壓回路是用來使某個執(zhí)行元件或某一支路獲得比溢流閥所調(diào)定的壓力低的穩(wěn)定工作壓力，即從調(diào)定壓力的液壓源處獲得一級或幾級較低的穩(wěn)定工作壓力。如機床中的工件夾緊、導軌潤滑、控制油路等回路的壓力常低于主回路的壓力。調(diào)壓回路7.1.2左圖是采用單向減壓閥的減壓回路。單向減壓閥減壓回路圖7-5

減壓回路二級減壓回路左圖為用于工件夾緊的二級減壓回路。增壓回路7.1.3增壓回路是在系統(tǒng)的整體工作壓力較低的情況下，用來提高系統(tǒng)中某一支路或某個執(zhí)行元件的工作壓力，以滿足局部工作機構的需要。采用增壓回路，可以降低高壓液壓泵的壓力，減少功率消耗。增壓回路中提高壓力的主要元件是一個增壓器。增壓回路7.1.3左圖為采用單作用增壓器的增壓回路。單作用增壓器增壓回路圖7-6

增壓回路雙作用增壓器增壓回路左圖為采用雙作用增壓器的增壓回路。其增壓原理與單作用增壓器相同，不同的是，雙作用增壓器雙向都可以實現(xiàn)增壓，可以獲得連續(xù)輸出的高壓油。卸荷回路7.1.4卸荷回路是在液壓泵不停止轉(zhuǎn)動的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運轉(zhuǎn)，以減少系統(tǒng)功率損耗和噪聲等，延長液壓泵的工作壽命。所謂卸荷，就是液壓泵以很小的輸出功率運轉(zhuǎn)，即液壓泵的功率損耗接近于零的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。卸荷回路7.1.4換向閥中位機能卸荷回路圖7-7

換向閥中位機能卸荷回路左圖為采用換向閥中位機能的卸荷回路。當三位四通電磁換向閥處于中位時，液壓泵的供油在近似無負載的狀態(tài)下經(jīng)換向閥流回油箱，達到液壓泵的卸荷。

卸荷回路7.1.4二位二通閥旁路卸荷回路圖7-8

二位二通閥旁路卸荷回路左圖采用二位二通閥的旁路卸荷回路。當二位二通閥電磁鐵通電時，液壓泵卸荷。因液壓泵的輸出流量全部要通過二位二通閥流回油箱，故二位二通閥的額定流量必須要等于液壓泵的輸出流量。卸荷回路7.1.4先導型溢流閥卸荷回路圖7-9

先導型溢流閥卸荷回路左圖為采用先導型溢流閥的卸荷回路。采用先導型溢流閥實現(xiàn)卸荷的方法性能較好，適用于大流量的液壓回路。卸荷回路7.1.4壓力繼電器控制二位二通閥卸荷回路圖7-10

壓力繼電器控制二位二通閥卸荷回路左圖為采用壓力繼電器控制二位二通閥的卸荷回路。

平衡回路7.1.5平衡回路是通過平衡閥（即單向順序閥）產(chǎn)生的壓力來平衡執(zhí)行元件的重力負載，防止立式液壓缸與垂直運動的工作部件在懸空停止期間因自重而下落，或在下行過程中由于自重而造成失控超速的不穩(wěn)定運動，又稱為背壓回路。圖7-11

平衡回路02速度控制回路速度控制回路是指用來控制執(zhí)行元件運動速度，達到調(diào)速、增速、減速以及兩種工進速度的換接等速度變換的目的的回路。調(diào)速回路7.2.1調(diào)速回路是用來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。在不考慮泄漏及液壓油可壓縮性的情況下，執(zhí)行元件速度表達式為液壓缸液壓馬達從上兩式可知，改變輸入執(zhí)元件的流量、液壓缸的有效工作面積或液壓馬達的排量都可達到調(diào)速目的。節(jié)流調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路右圖為進油節(jié)流調(diào)速回路及其速度負載特性

活塞運動速度為（7-1）上式稱為節(jié)流閥進油節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性公式，它表達了速度隨負載的變化關系。圖7-123種節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路右圖為回油節(jié)流調(diào)速回路及其速度負載特性。該回路是將流量閥安裝在執(zhí)行元件的回油油路上，調(diào)節(jié)流量閥開口的大小，便可以控制流出執(zhí)行元件的流量，也就控制了進入執(zhí)行元件的流量，從而達到節(jié)流調(diào)速的目的。

圖7-123種節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路右圖為旁路節(jié)流調(diào)速回路及其速度負載特性。該回路是將流量閥安裝在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上，用流量閥調(diào)節(jié)流回油箱的流量，從而調(diào)節(jié)進入執(zhí)行元件的流量，達到節(jié)流調(diào)速的目的。圖7-123種節(jié)流調(diào)速回路活塞運動速度為（7-2）容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路是利用改變液壓泵或液壓馬達，或同時改變液壓泵和液壓馬達的有效工作容積來實現(xiàn)對執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)。按照油路的循環(huán)方式不同，容積調(diào)速回路可以分為開式回路和閉式回路兩種，一般采用閉式回路較多。按照變量形式不同分為三類變量液壓泵—定量液壓馬達（或液壓缸）回路定量液壓泵—變量液壓馬達回路變量液壓泵—變量液壓馬達回路容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路是利用流量閥配合變量液壓泵，來實現(xiàn)對執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)?；芈返奶攸c是變量液壓泵的輸出流量能自動接受流量閥調(diào)節(jié)并與之吻合，無溢流損失，效率高；同時變量液壓泵的泄漏通過壓力反饋而得到補償，進入執(zhí)行元件的流量由流量閥控制，故速度的穩(wěn)定性較好，適用于負載變化較大，要求速度穩(wěn)定與高效率的場合。右圖為容積節(jié)流調(diào)速回路。圖7-16

容積節(jié)流調(diào)速回路自重充油增速回路增速回路7.2.2增速回路是用來使執(zhí)行元件獲得盡可能快的運動速度，縮短工作循環(huán)時間，以提高生產(chǎn)率和充分利用功率。一般采用自重充油、蓄能器充油、增速液壓缸以及液壓缸差動連接等來達到增速的目的，又稱為快速運動回路。右圖為采用自重充油的增速回路。這種回路常用于運動部件重量較大的大型液壓機的液壓系統(tǒng)。

圖7-17

自重充油增速回路增速液壓缸增速回路對于臥式液壓缸，就無法利用運動部件的重量作快速運動，可以采用如右圖所示的利用增速液壓缸（又稱為快速活塞）的增速回路。

圖7-18

增速液壓缸增速回路液壓缸差動連接增速回路右圖為液壓缸差動連接增速回路。這種回路是利用換向閥P型中位機能來實現(xiàn)液壓缸的差動連接。差動連接是在不增加液壓泵容量的情況下，實現(xiàn)液壓缸快速動作的一種簡單又經(jīng)濟的有效方法，在液壓傳動中應用廣泛。

圖7-19

液壓缸差動連接增速回路雙泵供油增速回路右圖為雙泵供油增速回路。這種回路由于工進時低壓大流量液壓泵2卸荷，減少了功率損耗，故回路效率高，但結(jié)構較復雜，成本較高，在組合機床、軋鋼機械和液壓機等液壓系統(tǒng)中應用較廣。圖7-20

雙泵供油增速回路行程換向閥減速回路換速回路7.2.3減速回路是用來使執(zhí)行元件運動的速度在變換后低于液壓泵輸出流量所提供的速度。常采用行程換向閥、減速液壓缸等來達到減速的目的，又稱為速度換接回路。減速液壓缸減速回路換速回路7.2.3減速回路是用來使執(zhí)行元件運動的速度在變換后低于液壓泵輸出流量所提供的速度。常采用行程換向閥、減速液壓缸等來達到減速的目的，又稱為速度換接回路。調(diào)速閥串聯(lián)二次進給回路二次進給回路7.2.4二次進給回路是采用兩個調(diào)速閥串聯(lián)或并聯(lián)在回路中，通過換向閥的換接，使執(zhí)行元件獲得兩種工進速度。調(diào)速閥串聯(lián)二次進給回路左圖為采用兩個調(diào)速閥串聯(lián)的二次進給回路。該回路第二次進給速度只能小于第一次進給速度，速度換接較平穩(wěn)，不會出現(xiàn)較大的沖擊，但功率損耗較大。其工作循環(huán)和電磁鐵動作順序見表7-1。電磁鐵工作循環(huán)電磁鐵1YA2YA3YA4YA快進+一一一第一工進十一+一第二工進+一+十快退一+一一停止一一一一

表7-1

調(diào)速閥串聯(lián)二次進給回路工作循環(huán)和電磁鐵動作順序調(diào)速閥并聯(lián)二次進給回路調(diào)速閥并聯(lián)二次進給回路右圖為采用兩個調(diào)速閥并聯(lián)的二次進給回路。其工作循環(huán)和電磁鐵動作順序見表7-2。

電磁鐵工作循環(huán)電磁鐵1YA2YA3YA4YA快進一一一第一工進+一+一第二工進+一++快退Y+一一停止一一一一

表7-2

調(diào)速閥并聯(lián)二次進給回路工作循環(huán)和電磁鐵動作順序表03方向控制回路方向控制回路是通過控制進入液壓系統(tǒng)中液壓油的通、斷和流動方向，達到使執(zhí)行元件啟動、停止、換向以及鎖緊等目的。換向回路7.3.1換向回路是利用二位四通、二位五通、三位四通或三位五通等換向閥來改變液壓系統(tǒng)中壓力油的流動方向，達到改變執(zhí)行元件運動方向的目的。單作用液壓缸換向回路上圖為單作用液壓缸的換向回路。

液壓缸差動連接換向回路上圖為液壓缸差動連接的換向回路。

圖7-23

換向回路鎖緊回路7.3.2鎖緊回路是采用封閉執(zhí)行元件的油口，而液壓油的可壓縮性又極小來使執(zhí)行元件停止在任意的位置上，且停止后不會在外力的作用下移動，達到雙向鎖緊執(zhí)行元件的目的。圖7-24

液控單向閥鎖緊回路左圖為采用液控單向閥的鎖緊回路。由于液控單向閥是錐面密封，泄漏量極小，其鎖緊性能只受液壓缸較小泄漏量的影響，故鎖緊安全可靠、效果好，被稱為液壓鎖，常用于起重機的支腿收放機構。

04多缸工作控制回路多缸工作控制回路是用來控制多個執(zhí)行元件的運動，達到使多個執(zhí)行元件按照一定順序依次動作或同步動作的目的。順序動作回路7.4.1順序動作回路是用來控制多個執(zhí)行元件使其按照一定的順序依次動作。按照控制方式分類壓力控制順序動作回路行程控制順序動作回路時間控制順序動作回路壓力控制順序動作回路壓力控制順序動作回路是利用油路中液壓油自身的壓力變化來控制執(zhí)行元件依次動作的順序。常用回路由有：順序閥控制順序動作回路壓力繼電器控制順序動作回路圖7-25

順序閥控制順序動作回路圖7-26

壓力繼電器控制順序動作回路行程控制順序動作回路常用回路由有：行程換向閥控制順序動作回路

行程開關控制順序動作回路順序液壓缸控制順序動作回路圖7-27

行程換向閥控制順序動作回路圖7-28

行程開關控制順序動作回路圖7-29

順序液壓缸控制順序動作回路同步控制回路7.4.2同步控制回路是用來控制多個執(zhí)行元件使其保持同步運動。在多個執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中，由于各執(zhí)行元件存在制造誤差、負載不均衡、本身的泄漏量不同、摩擦阻力不等、空氣的滲入等因素，即使各執(zhí)行元