1、1第第7 7章章 液压基本回路液压基本回路 任何设备的液压系统无论多么复杂，都是由一些任何设备的液压系统无论多么复杂，都是由一些液压基本回路组成的。所谓液压基本回路是指由一液压基本回路组成的。所谓液压基本回路是指由一些液压元件组成的、能实现些液压元件组成的、能实现某种特定功能某种特定功能的油路结的油路结构。构。 例如：用来调节执行元件速度的例如：用来调节执行元件速度的调速回路调速回路；用来；用来控制系统全局或局部压力的控制系统全局或局部压力的调压回路调压回路、减压减压或或增压增压回路；用来改变执行元件运动方向的回路；用来改变执行元件运动方向的换向回路换向回路等。等。2基本回路按在液压系统中的功
2、能可分基本回路按在液压系统中的功能可分： 压力控制回路压力控制回路 控制整个系统或局部油路的控制整个系统或局部油路的工作压力；工作压力； 速度控制回路速度控制回路 控制和调节执行元件的速度；控制和调节执行元件的速度； 方向控制回路方向控制回路 控制执行元件运动方向的变控制执行元件运动方向的变换和锁停；换和锁停； 多执行元件控制回路多执行元件控制回路 控制几个执行元件间控制几个执行元件间的工作循环。的工作循环。3本章提要本章提要本章提要 本章介绍液压基本回路，这些回路主要包括： 速度控制回路压力控制回路快速运动回路和速度换接回路方向控制回路多执行元件控制回路 熟悉和掌握这些基本回路的组成、工作原
3、理及应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。注意注意47.1 7.1 压力控制回路压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制回路是利用压力控制阀压力控制阀来控制整个系来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。转矩的要求。 包括包括: 调压回路调压回路 卸载回路卸载回路 减压回路减压回路 增压回路增压回路 平衡回路平衡回路 保压回路保压回路57.1.1 7.1.1 调压回路调压回路功用：功用： 调定和限制液压系统的调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多构在工作过程不同阶段实现多
4、级压力变换。一般用级压力变换。一般用溢流阀溢流阀来来实现这一功能。实现这一功能。 远程调压回路远程调压回路 利用先导型溢流阀遥控口远程调利用先导型溢流阀遥控口远程调压，系统的压力由远程阀压，系统的压力由远程阀2来调定，主来调定，主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力。的调定压力。6溢流阀 先导式主溢流阀 远程调压阀 系统中有系统中有节流阀节流阀。当执行元件工作时溢流阀始终开启，使系统压力。当执行元件工作时溢流阀始终开启，使系统压力稳定在调定压力附近，溢流阀作定压阀用。稳定在调定压力附近，溢流阀作定压阀用。7多级调压回路多级调压回路 由先导型溢流阀、远程
5、调由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。压阀和电磁换向阀组成。主溢主溢流阀的调定压力大于两个远程流阀的调定压力大于两个远程调压阀的调定压力调压阀的调定压力8 97.1.2 7.1.2 卸荷回路卸荷回路 功用功用: :在液压系统执行元在液压系统执行元件短时间不工作时，不频件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。小的输出功率下运转。 卸载方式：卸载方式：压力卸载压力卸载；流流量卸载量卸载（仅适用于变量泵）（仅适用于变量泵） 用换向阀用换向阀中位机能中位机能的卸载的卸载回路：回路： 可借助可借助M M型、型、H H型或型或K K型换型换向阀中位机能
6、来实现降压向阀中位机能来实现降压卸载。卸载。1011 采用二位二通电磁阀控采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。实现卸载。（a）用先导型溢流阀的卸载回路）用先导型溢流阀的卸载回路 当先导溢流阀1的遥控口通过二位二通电磁阀2接油箱时，泵输出的油以很低的压力经溢流阀回油箱，实现卸载。 为防止卸载或升压产生压力冲击，常设置阻尼孔b。12（b b）限压式变量泵的卸载回路）限压式变量泵的卸载回路 限压式变量泵的卸载限压式变量泵的卸载回路为零流量卸载回路为零流量卸载13 当回路压力到达当回路压力到达卸载溢流阀调定卸载溢流阀调定压力时，泵通过压力时，泵通过该阀卸载，该
7、阀卸载，蓄能蓄能器保持系统压力器保持系统压力。（c）有蓄能器的卸载回路）有蓄能器的卸载回路147.1.3 7.1.3 减压回路减压回路 功用功用 使系统某一支路具有使系统某一支路具有低于系统压力调定值的低于系统压力调定值的稳定工作压力。稳定工作压力。15采用减压阀的减压回路采用减压阀的减压回路16 溢流阀溢流阀减压阀减压阀单向阀单向阀177.1.4 7.1.4 增压回路增压回路 功用功用 使系统中某一支路获使系统中某一支路获得较系统压力高且流量得较系统压力高且流量不大的油液供应。不大的油液供应。 可以通过增压元件可以通过增压元件增增压缸压缸实现实现18 增压回路是用来使局部油路增压回路是用来使
8、局部油路或个别执行元件得到比主系统油或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力压高得多的压力 abpaAa=pbAb ，且AaAb,则pbpa，起到增压作用。 19增压回路增压回路 使系统的使系统的局部支路局部支路获得比系统压力高且流量不大获得比系统压力高且流量不大的油液供应。实现压力放大的元件主要是增压器，的油液供应。实现压力放大的元件主要是增压器，其增压比为增压器大小活塞的面积比。其增压比为增压器大小活塞的面积比。(a) (a) 单作用缸的增压回路单作用缸的增压回路(b) (b) 双作用缸的增压回路双作用缸的增压回路207.1.5 7.1.5 平衡回路平衡回路 功用功用 使执行元件的回使执
9、行元件的回路上保持一定的背压路上保持一定的背压值，以值，以平衡重力负载平衡重力负载，使之不会因自重而自使之不会因自重而自行下落。行下落。 图示为单向顺序阀的图示为单向顺序阀的平衡回路平衡回路21（a a）采用单向顺序阀的平）采用单向顺序阀的平衡回路衡回路平衡回路平衡回路 使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自重超速失控。重超速失控。 调整顺序阀的开启压力，调整顺序阀的开启压力，使液压缸向上的液压作用力使液压缸向上的液压作用力稍大于垂直运动部件
10、的重力，稍大于垂直运动部件的重力，即可防止活塞部件因自重而即可防止活塞部件因自重而下滑。活塞下行时，由于回下滑。活塞下行时，由于回油路上存在背压支撑重力负油路上存在背压支撑重力负载，因此运动平稳。载，因此运动平稳。当工作负载变小时，系统的功率损当工作负载变小时，系统的功率损失将增大。由于顺序阀存在泄漏，失将增大。由于顺序阀存在泄漏，液压缸不能长时间停留在某一位置液压缸不能长时间停留在某一位置上，活塞会缓慢下降。若在单向顺上，活塞会缓慢下降。若在单向顺序阀和液压缸之间增加一个液控单序阀和液压缸之间增加一个液控单向阀，由于液控单向阀密封性很好，向阀，由于液控单向阀密封性很好，可防止活塞因单向顺序阀
11、泄漏而下可防止活塞因单向顺序阀泄漏而下降。降。22调节单向顺序阀调节单向顺序阀1的开启的开启压力，使其稍大于立式液压缸压力，使其稍大于立式液压缸下腔的背压。活塞下行时，由下腔的背压。活塞下行时，由于回路上存在一定背压支承重于回路上存在一定背压支承重力负载，活塞将平稳下落力负载，活塞将平稳下落;换向换向阀处于中位时，活塞停止运动。阀处于中位时，活塞停止运动。此处的单向顺序阀又称为平衡阀 图 用单向顺序阀的平衡回路 1 23 如果回油路上没有节流阀，活如果回油路上没有节流阀，活塞下行时液控单向阀被进油路上塞下行时液控单向阀被进油路上的控制油打开，回油腔没有背压，的控制油打开，回油腔没有背压，运动部
12、件因自重而加速下降，造运动部件因自重而加速下降，造成液压缸上腔供油不足而失压，成液压缸上腔供油不足而失压，液控单向阀因控制油路失压而关液控单向阀因控制油路失压而关闭。液控单向阀关闭后控制油路闭。液控单向阀关闭后控制油路又建立起压力，该阀再次被打开。又建立起压力，该阀再次被打开。液控单向阀时开时闭，使活塞在液控单向阀时开时闭，使活塞在向下运动过程中时走时停，从而向下运动过程中时走时停，从而会导致系统产生会导致系统产生振动和冲击振动和冲击。24 在背压不太高的情况下，在背压不太高的情况下，活塞因自重负载而加速下活塞因自重负载而加速下降，活塞上腔因供油不足，降，活塞上腔因供油不足，压力下降，平衡阀的
13、控制压力下降，平衡阀的控制压力下降，阀口就关小，压力下降，阀口就关小，回油的背压相应上升，起回油的背压相应上升，起支撑和平衡重力负载的作支撑和平衡重力负载的作用增强，从而使阀口的大用增强，从而使阀口的大小能自动适应不同负载对小能自动适应不同负载对背压的要求，保证了活塞背压的要求，保证了活塞下降速度的稳定性。当换下降速度的稳定性。当换向阀处于中位时，泵卸荷，向阀处于中位时，泵卸荷，平衡阀遥控口压力为零，平衡阀遥控口压力为零，阀口自动关闭阀口自动关闭 。（c）用远控平衡阀的平衡回路）用远控平衡阀的平衡回路由于这种平衡阀的阀芯有很好的密封由于这种平衡阀的阀芯有很好的密封性，故能起到长时间对活塞进行闭
14、锁性，故能起到长时间对活塞进行闭锁和定位作用。这种遥控平衡阀又称为和定位作用。这种遥控平衡阀又称为限速阀。限速阀。257.1.6 7.1.6 保压回路保压回路 功用：功用： 使系统在液压使系统在液压缸不动或因工件变形而缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况下产生微小位移的工况下保持稳定不变的压力。保持稳定不变的压力。 1 1、利用辅助液压泵保压、利用辅助液压泵保压 2 2、利用蓄能器保压、利用蓄能器保压 3 3、自动补油保压回路、自动补油保压回路 4 4、利用单向阀和液控单、利用单向阀和液控单 向向阀的保压回路阀的保压回路 26（a）利用蓄能器的保压回路 系统工作时，电磁换向阀系统工作时，电磁
15、换向阀6的左位通电，主换向阀左的左位通电，主换向阀左位接入系统，液压泵向位接入系统，液压泵向蓄能器和液压缸蓄能器和液压缸左腔供油，并推左腔供油，并推动活塞右移，压紧工件后，进油路压力升高，升至压力动活塞右移，压紧工件后，进油路压力升高，升至压力继电器调定值时，压力继电器发讯使二通阀继电器调定值时，压力继电器发讯使二通阀3通电，通通电，通过先导式溢流阀使泵过先导式溢流阀使泵卸荷卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。蓄能器的压力不足时，压力继电器复位由蓄能器保压。蓄能器的压力不足时，压力继电器复位使泵重新工作。使泵重新工作。 27（b）利用液压泵的保压回路）利用液压
16、泵的保压回路 在回路中增设一台小流量高压在回路中增设一台小流量高压补油泵补油泵5，组成双泵供油系，组成双泵供油系统。当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器统。当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器4发讯，发讯，换向阀换向阀2处于中位，主泵处于中位，主泵1卸载，同时二位二通换向阀卸载，同时二位二通换向阀8处于处于左位，由高压补油泵左位，由高压补油泵5向封闭的保压系统向封闭的保压系统a点供油，维持系统点供油，维持系统压力稳定。压力稳定。 由于高压补油泵只由于高压补油泵只需补偿系统的泄漏量，需补偿系统的泄漏量，可选用小流量泵，功可选用小流量泵，功率损失小。压力稳定率损失小。压力稳定性取决于溢流阀
17、性取决于溢流阀7的稳的稳压精度。压精度。28（c）利用液控单向阀的保压回路利用液控单向阀的保压回路 当当1YA通电时，换向通电时，换向阀右位接入回路，液压阀右位接入回路，液压缸上腔压力缸上腔压力升至电接触升至电接触式压力表上触点调定的式压力表上触点调定的压力值时压力值时，上触点接通，上触点接通，1YA断电，换向阀切换断电，换向阀切换成成中位中位，泵，泵卸荷卸荷，液压，液压缸由液控单向阀缸由液控单向阀保压保压。当缸上腔压力下当缸上腔压力下降至下降至下触头调定的压力值时触头调定的压力值时，压力表又发出信号，使压力表又发出信号，使1YA通电，换向阀右位通电，换向阀右位接入回路，泵向液压缸接入回路，泵
18、向液压缸上腔补油使压力上升，上腔补油使压力上升，直至上触点调定值。直至上触点调定值。 这种回路采用液控单向阀和电接这种回路采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油，一般用触式压力表的自动补油，一般用于精度要求不高的系统。于精度要求不高的系统。29工业实例工业实例 钻床钻床用于加工各种用于加工各种空心体的零件。工件空心体的零件。工件被一台液压虎钳夹紧，被一台液压虎钳夹紧，根据空心体的壁厚不根据空心体的壁厚不同，必须能够调整夹同，必须能够调整夹紧力。紧力。 这是一个典型的压这是一个典型的压力控制回路，可以用力控制回路，可以用到的主要控制元件是到的主要控制元件是溢流阀和减压阀。减溢流阀和减压阀。减压
19、阀用于降低系统压压阀用于降低系统压力，以满足不同液压力，以满足不同液压设备的压力需要。设备的压力需要。 30。 317.2 7.2 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路是速度控制回路是调节和变换执行元调节和变换执行元件运动速度的回路。件运动速度的回路。 包括：包括： 调速回路调速回路 快速回路快速回路 速度换接回路速度换接回路32 液压系统常常需要调节液压系统常常需要调节的运动速的运动速度，以适应主机的工作循环需要。度，以适应主机的工作循环需要。液压缸的速度为： Aq 液压马达的转速: MVqn 式中 q 输入液压缸或液压马达的流量； A 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM 液压马达的每
20、转排量。 33 由以上两式可以看出，要控制缸和马达的要控制缸和马达的速度，可以通过改变流入流量来实现，也可以速度，可以通过改变流入流量来实现，也可以通过改变排量来实现通过改变排量来实现。 对于液压缸来说，通过改变其有效作用面积A（相当于排量）来调速是不现实的，一般只能用改变流量的方法来调速。 对变量马达来说，调速既可以改变流量，也可改变马达排量。347.2.1 7.2.1 调速回路调速回路 调速回路是液压系统用来传递动力的回路，调速回路是液压系统用来传递动力的回路，它在基本回路中占有重要地位，其他回路常围绕它在基本回路中占有重要地位，其他回路常围绕着调速回路来匹配。着调速回路来匹配。 有以下方
21、式：有以下方式： 定量泵节流调速回路定量泵节流调速回路（定量泵供油，流量阀门调（定量泵供油，流量阀门调节输入流量节输入流量q q） 变量泵容积调速回路变量泵容积调速回路（改变变量泵的供油量（改变变量泵的供油量q q或或马达排量马达排量v v） 容积节流调速回路容积节流调速回路（依靠变量泵和流量控制阀的（依靠变量泵和流量控制阀的联合调速）联合调速）35一、定量泵节流调速回路一、定量泵节流调速回路 按流量控制阀安装位置的不同分：按流量控制阀安装位置的不同分： 进油进油节流调速回路节流调速回路 回油回油节流调速回路节流调速回路 旁路旁路节流调速回路节流调速回路工作原理工作原理：通过改变流量控制阀阀口
22、的通过改变流量控制阀阀口的通流面通流面积积来控制流进或流出执行元件的流量，以调节来控制流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。其运动速度。 361.1.进油节流调速回路进油节流调速回路特征特征 ： 将节流阀串联在进将节流阀串联在进入液压缸的油路上，入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，即串联在泵和缸之间，调节调节A A，即可改变，即可改变q q，从而改变速度，且必从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。须和溢流阀联合使用。37V图 进油路节流调速回路 进油节流调速回路正常工作的条件:泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。注注意意 节流阀串联在泵和缸之间38（1 1）速度负载特性）速度负载
23、特性 当不考虑泄漏和压缩时，活塞运动速度为： 11Aq 活塞受力方程为： 11AFp 缸的流量方程为： mTTpCAq)(1mpTppCAq)(11 =mpTAFpCA)(1p2 液压缸回油腔压力，p20。 F 外负载力； 式中：39 于是 mpmTFApACAAq)(11111式中C 与油液种类等有关的系数；AT 节流阀的开口面积；Tp1ppppT节流阀前后的压强差，m 为节流阀的指数；当为薄壁孔口时，m =0.5。40mpmTFApACAAq)(11111 式式 为进油路节流为进油路节流调速回路的调速回路的速度负载特速度负载特性方程性方程。以。以v v为纵坐为纵坐标标,F,FL L为横坐标
24、，将式按为横坐标，将式按不同节流阀通流面积不同节流阀通流面积A AT T作图，可得一组抛物线，作图，可得一组抛物线，称为进油路节流调速回称为进油路节流调速回路的路的速度负载特性曲线。速度负载特性曲线。41mpmTFApACAAq)(11111图 进油路节流调速回路速度负载特性曲线 100minmaxmaxcR调速范围大调速范围大42 当当F=psA时，节流阀两端压差为零，活时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就停止，液压泵的流量全部经塞运动也就停止，液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱，所以不同通流面积的溢流阀流回油箱，所以不同通流面积的速度负载特性曲线都交于一点速度负载特性曲线都交于一点FLmax
25、,。也。也即该回路的即该回路的最大承载能力最大承载能力。所以这种调。所以这种调速回路的速度负载特性较软速回路的速度负载特性较软(刚度小刚度小)。 所谓所谓刚度刚度，即负载的变化对速度影响，即负载的变化对速度影响的程度，曲线越陡，则刚度越低，反之的程度，曲线越陡，则刚度越低，反之亦然。亦然。(也可理解为斜率的负倒数也可理解为斜率的负倒数)43进油节流调速回路的进油节流调速回路的刚度特征刚度特征： （1）当节流阀通流）当节流阀通流面面积一定积一定时，时，负载越小负载越小，速度速度刚度越大刚度越大。 （2）当）当负载一定负载一定时，时，节流阀通流节流阀通流面积越小面积越小，速度速度刚度越大刚度越大。
26、 （3）适当增大液压缸）适当增大液压缸有效面积和提高液压有效面积和提高液压泵供油压力可提高速泵供油压力可提高速度刚度。度刚度。44（2 2）功率特性）功率特性 图中，液压泵输出功率即为该回路的输入功率为： pppqpPFFP11111qpAq 回路的功率损失为： 111qpqpPPPppp11)()(qppqqpTpp=1qpqpTp=而缸的输出功率为： 45 式中 溢流阀的溢流量, 。 q1qqqp 进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成：溢流溢流功率损失功率损失 和节流功率损失节流功率损失 qpPp112qpPT1qpqpPTppqpqpPPPppp11V46进油节流调速的整体特点：进油
27、节流调速的整体特点： 回路的调速范围取决于节流阀的调节范回路的调速范围取决于节流阀的调节范围围 优点：结构简单、价格低廉。优点：结构简单、价格低廉。 缺点：效率低。缺点：效率低。 应用：负载变化不大，低速、小功率和应用：负载变化不大，低速、小功率和速度稳定性要求不高的场合。速度稳定性要求不高的场合。47 图 回油路节流调速回路采用同样的分析方采用同样的分析方法可以得到与进油法可以得到与进油路节流调速回路相路节流调速回路相似的速度负载特性似的速度负载特性.mpmFApACAT)(112 节流阀串联在节流阀串联在液压缸的回油路上液压缸的回油路上，48（1）、速度负载特性）、速度负载特性液压缸的运动
28、速度为：液压缸的运动速度为：v=Q2/A2=Q1/A1液压缸排出的流量等于通过节流阀的流量，即：液压缸排出的流量等于通过节流阀的流量，即： Q2=Ka( P2)1/2=Ka(P2)1/2式中式中 P2节流阀两端压差。节流阀两端压差。在这里在这里,P1=P2,所以所以P2=PsA1/A2-FL/A2 对以上各式比较可知，进油路节流调速回对以上各式比较可知，进油路节流调速回路和回油路节流调速回路的路和回油路节流调速回路的速度负载特性和速度负载特性和刚度基本相同刚度基本相同。49（2）、最大承载压力）、最大承载压力最大承载能力和进油路调速回路完全相同。最大承载能力和进油路调速回路完全相同。 （3）、
29、功率特性）、功率特性液压泵输出同样保持不变，即液压泵输出同样保持不变，即Pp=PsQp=常数常数。 液压缸输出有效功率为液压缸输出有效功率为: P1=FL.V=(psA1-P2A2)v=PsQ1-P2Q2功率损失为：功率损失为： P=Pp-P1=ps.Qp-psQ1+p2Q2=ps Q+ p2Q2 =ps Q+（ p1A1/A2）.Q1.A2/A1=ps. Q+ p1.QL 因此，在相同条件下，进、回油路节流调速回路的功率因此，在相同条件下，进、回油路节流调速回路的功率损失相同，回油效率损失相同，回油效率 =PL.QL/Ps.Qp=PL.QL/Ps.Qp 当然也相同。当然也相同。50对比：对比
30、：进、回油路节流调速回路比较进、回油路节流调速回路比较 进、回油路节流调速回路在速度进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效率等方面负载特性、承载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下性能是相同的，差别如下: :（1）、承受负值负载能力）、承受负值负载能力 所谓负值负载就是负载作用力方向所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件运动方向相同。和执行元件运动方向相同。 进油路节流调速回路不能承受负进油路节流调速回路不能承受负值负载值负载。如果要使其承受负值负载，如果要使其承受负值负载，就得在回油路上加背压阀（见图）就得在回油路上加背压阀（见图）,使执行元件在承受负值负载时使执行元件在承受
31、负值负载时 其进油腔内的压力不致下降到其进油腔内的压力不致下降到 零，以免液体零，以免液体“拉断拉断”。51（2）、运动平稳性）、运动平稳性 在回油路节流调速回路中，液压缸回在回油路节流调速回路中，液压缸回油腔的背压油腔的背压p2p2与运动速度的平方成正比，与运动速度的平方成正比，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，且对运动部件的振动有抑制作用，有利于且对运动部件的振动有抑制作用，有利于提高执行元件的运动平稳性。因此，提高执行元件的运动平稳性。因此，就低就低速平稳性而言，回油路调速优于进油路调速平稳性而言，回油路调速优于进油路调速，回油路节流调速的最低稳定速
32、度较进速，回油路节流调速的最低稳定速度较进油路调速低。油路调速低。对比对比：进、回油路节流调速回路比较进、回油路节流调速回路比较52 回油路节流调速回路中回油腔压力回油路节流调速回路中回油腔压力P P2 2较高较高，特别是，特别是在负载时，回油腔压力有可能比进油腔压力在负载时，回油腔压力有可能比进油腔压力P1P1还要高。还要高。这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄漏增加，效率降低。漏增加，效率降低。（4）、）、油液发热对泄漏的影响油液发热对泄漏的影响 回油路节流调速回路中，油液流经节流阀时回油路节流调速回路中，油液流经节流阀时产生能量
33、损失并且发热，然后回油箱，通过油产生能量损失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进油路节流调速回路中，经节流阀后发热的油液油路节流调速回路中，经节流阀后发热的油液直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从而而影响速度的稳定性影响速度的稳定性。对比对比：进、回油路节流调速回路比较：进、回油路节流调速回路比较（3）、回油腔压力）、回油腔压力53对比对比：进、回油路节流调速回路比较：进、回油路节流调速回路比较（5）、起动时前冲）、起动时前冲 回油路节流调速回油路节流调速回路中，若停车时间较回路
34、中，若停车时间较长，液压缸回油腔中要漏掉部分油液，形长，液压缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启动时，液压泵全部流量进成空隙。重新启动时，液压泵全部流量进入液压缸，使活塞以较快的速度入液压缸，使活塞以较快的速度前冲前冲一段一段距离，直到消除回油腔中的空隙并形成背距离，直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏机件。机件。 进油路、回油路节流调速回路结构简单，进油路、回油路节流调速回路结构简单，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床的进给系统中。小功率场合，如某些机床
35、的进给系统中。 54 图 旁油路节流调速回路 节流阀装在与节流阀装在与液压缸并联的支液压缸并联的支路上，利用节流路上，利用节流阀把液压泵供油阀把液压泵供油的一部分排回油的一部分排回油箱实现速度调节箱实现速度调节溢流阀作安全阀用，溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力液压泵的供油压力P Pp p取决于负载取决于负载。 55（1 1）速度负载特性）速度负载特性 考虑到泵的工作压力随负载变化，泵的输出流量考虑到泵的工作压力随负载变化，泵的输出流量q qp p应计入泵的泄漏量随压力的变化应计入泵的泄漏量随压力的变化 , ,采用与前述相采用与前述相同的分析方法可得速度表达式为：同的分析方法可得速度表达式为：
36、 pq式中 qpt泵的理论流量； k泵的泄漏系数，其余符号意义同前。 1)()(11111AAFCAAFkqvAqqqAqvmTptptp(8.8)56 速度负载特性方程：速度负载特性方程：特点：特点： 1 1、只有节流损失，只有节流损失， 而而无溢流损失无溢流损失，效率高。，效率高。 2 2、低速时承载能力低，、低速时承载能力低，调速范围小。调速范围小。 3 3、速度负载特性差。、速度负载特性差。57 由上图及以上几式可看出：由上图及以上几式可看出： a.当节流阀通流面积一定而当节流阀通流面积一定而负载增加负载增加时，速度显时，速度显著著下降下降。 b.当节流阀通流面积一定时，当节流阀通流面
37、积一定时，负载越大负载越大，速度刚速度刚度越大度越大。 c.当负载一定时，节流阀通流当负载一定时，节流阀通流面积越小面积越小，速度刚速度刚度越大度越大。 d.增大活塞面积可以提高速度刚度。增大活塞面积可以提高速度刚度。 从以上分析可知，旁油路节流调速回路在从以上分析可知，旁油路节流调速回路在速速度较高、负载较大时，速度刚度较高度较高、负载较大时，速度刚度较高，这与前两，这与前两种调速回路恰好相反。种调速回路恰好相反。58（2 2）功率特性）功率特性 回路的输入功率ppqpP1 回路的输出功率11111qpApFP回路的功率损失 qpqpqpPPPpp11111回路效率 ppqqqpqpPPp1
38、1111旁路节流调速只有节旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失流损失，无溢流损失，功率损失较小。 注意注意:节流调速回路速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳性比较差。为了克服这个缺点，回路中的节流阀可用调速阀调速阀来代替。 用于功率较大且对速度用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合稳定性要求不高的场合59 由前分析可知，采用上述节流阀的三种调速回路都由前分析可知，采用上述节流阀的三种调速回路都存在着相同的问题：存在着相同的问题：由于负载的变化引起节流阀前、由于负载的变化引起节流阀前、后压差的变化，这导致执行元件的速度也相应的发生后压差的变化，这导致执行元件的速度也相应的发生变化。变化。为使
39、速度稳定，就要使节流阀前后压差在负载为使速度稳定，就要使节流阀前后压差在负载变化情况下保持不变，从而使通过节流阀的流量由节变化情况下保持不变，从而使通过节流阀的流量由节流阀的开口大小来决定。把具有这一作用的阀和节流流阀的开口大小来决定。把具有这一作用的阀和节流阀组合在一起，就构成能保持速度不随负载而变化的阀组合在一起，就构成能保持速度不随负载而变化的流量调节阀。常用的有两类。流量调节阀。常用的有两类。 一、调速阀一、调速阀 二、溢流节流阀二、溢流节流阀 三、调速阀与溢流节流阀的比较三、调速阀与溢流节流阀的比较60（一）调速阀（一）调速阀 1、工作原理、工作原理 调速阀由定差减压阀串联而成。定差
40、减压阀能自调速阀由定差减压阀串联而成。定差减压阀能自动保持节流阀前后压差不变从而使执行元件运动速度动保持节流阀前后压差不变从而使执行元件运动速度不受负载变化的影响。其工作原理如图。不受负载变化的影响。其工作原理如图。61 调速阀装在进油路上，回油路上或旁油路上都可达到调速阀装在进油路上，回油路上或旁油路上都可达到改善速度负载特性使速度稳定性提高的目的。图中为采改善速度负载特性使速度稳定性提高的目的。图中为采用调速阀的进油路和回油路节流调速回路及其速度负载用调速阀的进油路和回油路节流调速回路及其速度负载特性。由图可见其速度特性。由图可见其速度刚度大刚度大。回路中溢流阀调定压力。回路中溢流阀调定压
41、力PsPs值不宜过高，以免造成不必要的功率损失。由于调速值不宜过高，以免造成不必要的功率损失。由于调速阀最小压差比节流阀的压差要大一些阀最小压差比节流阀的压差要大一些, ,所以其功率损所以其功率损 失失比节流阀调速回路大。比节流阀调速回路大。图 8 - 1 6 采 用 调 速 阀 的 调 速 回 路 和 速 度 负 载 特 性v62 图中为采用调速阀的旁油图中为采用调速阀的旁油路节流回路。与节流阀装在路节流回路。与节流阀装在旁油路的调速回路相比，其旁油路的调速回路相比，其速度刚度大大提高。但是泵速度刚度大大提高。但是泵的泄漏对速度仍有影响，故的泄漏对速度仍有影响，故速度刚度不如前两种回路。速度
42、刚度不如前两种回路。由于通过调速阀流量由于通过调速阀流量 Q Q不受不受负载影响，它能承受最大负负载影响，它能承受最大负载只受载只受安全阀调定压力安全阀调定压力限制限制. . 因此，与节流阀的旁路节因此，与节流阀的旁路节 流调速回路相比流调速回路相比, ,其其低速低速时时 的承载能力也有很大提高的承载能力也有很大提高. . 63液压缸 2-安全阀 3-溢流阀 4-节流阀图8-18 溢流节流阀原理（二）溢流节流阀（二）溢流节流阀 这种阀由这种阀由压差式溢流阀压差式溢流阀和和节流阀节流阀并联而成并联而成.它也能保它也能保持节流阀前后压差基本不变持节流阀前后压差基本不变.从而使通过节流阀的流量基从而
43、使通过节流阀的流量基本不受负载变化的影响本不受负载变化的影响.下图是它的工作原理图下图是它的工作原理图.液压泵液压泵输出的油液的压力为输出的油液的压力为P1,进入阀后进入阀后,一部分油液经节流一部分油液经节流 阀阀而进入执行元件而进入执行元件,另一部分油液经溢流阀的溢流口另一部分油液经溢流阀的溢流口h回油回油箱。箱。64 当溢流阀阀芯处于某一位置时，阀芯在当溢流阀阀芯处于某一位置时，阀芯在其上下的油压力和弹簧力其上下的油压力和弹簧力Fs作用下处于作用下处于平衡状态，这时有：平衡状态，这时有： p1A1=p2A+Fs 即即 p=p1-p2=Fs/A 式中式中 A A阀芯端面面积。阀芯端面面积。6
44、5（三）调速阀与溢流节流阀的比较（三）调速阀与溢流节流阀的比较 调速阀与溢流阀都有压力补偿作用，使调速阀与溢流阀都有压力补偿作用，使通过流量不受负载变化影响。但其性能和使通过流量不受负载变化影响。但其性能和使用范围不完全相同。主要差别如下用范围不完全相同。主要差别如下: 1 1、在采用溢流节流阀的调速回路中，液在采用溢流节流阀的调速回路中，液压泵的供油压力时随负载而变化的压泵的供油压力时随负载而变化的。负载小，。负载小，供油压力就低，因此功率损失较小，其效率供油压力就低，因此功率损失较小，其效率比采用调速阀的调速回路高。比采用调速阀的调速回路高。662 2、在溢流节流阀调速回路中，全部负载压、
45、在溢流节流阀调速回路中，全部负载压力由溢流阀的开口所形成，即溢流阀的力由溢流阀的开口所形成，即溢流阀的阀口压降较调速阀中减压阀的阀口压降阀口压降较调速阀中减压阀的阀口压降大。大。溢流节流阀的流量稳定性较调速阀溢流节流阀的流量稳定性较调速阀差，在小流量时尤为明显差，在小流量时尤为明显。3 3、溢流节流阀只用于进油路节流调速回路溢流节流阀只用于进油路节流调速回路中中，而调速阀在进油路、回油路、旁油，而调速阀在进油路、回油路、旁油路中都能应用。路中都能应用。67二、容积调速回路二、容积调速回路 容积调速回路是用容积调速回路是用改变泵或马达的排量改变泵或马达的排量来实现调速的来实现调速的。 节流调速回
46、路效率低、发热大，只适用于小功节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。率场合。 容积调速回路，因无节流损失或溢流损失，效容积调速回路，因无节流损失或溢流损失，效率高，发热小，一般用于大功率场合。率高，发热小，一般用于大功率场合。68 优点优点：没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油：没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。液温升小，适用于高速、大功率调速系统。 缺点：缺点：结构较复杂，成本较高。结构较复杂，成本较高。 根据油路的循环方式，可以分为根据油路的循环方式，可以分为开式回路和闭式回开式回路和闭式回路路。 在开式回路中在开式回路中，液压泵从油箱
47、吸油，液压执行元件，液压泵从油箱吸油，液压执行元件的回油直接回油箱，这种回路结构简单，油液在油箱中的回油直接回油箱，这种回路结构简单，油液在油箱中能得到充分冷却，但油箱体积较大，空气和脏物易进入能得到充分冷却，但油箱体积较大，空气和脏物易进入回路。回路。 在闭式回路中在闭式回路中，执行元件的回油直接与泵的吸油腔，执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连，结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和脏物不易相连，结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和脏物不易进入回路，但油液的冷却条件差，需附设辅助泵补油、进入回路，但油液的冷却条件差，需附设辅助泵补油、冷却和换油。冷却和换油。 补油泵的流量一般为主泵流量的补油泵的流
48、量一般为主泵流量的10%10%15%15%，压力通，压力通常为常为0.30.31.0MPa1.0MPa左右。左右。69容积调速回路的基本形式：容积调速回路的基本形式： 容积调速回路可分为两种：容积调速回路可分为两种： 泵泵缸式缸式容积调速回路容积调速回路 泵泵马达式马达式容积调速回路容积调速回路 泵泵马达式容积调速回路马达式容积调速回路根据液压泵与液压马达的不根据液压泵与液压马达的不同组合，又可分成：同组合，又可分成： 变量泵变量泵和和定量液压马达定量液压马达组成的容积调速回路；组成的容积调速回路； 定量泵定量泵和和变量变量液压液压马达马达组成的容积调速回路；组成的容积调速回路； 变量泵变量泵
49、和和变量变量液压液压马达马达组成的容积调速回路。组成的容积调速回路。 70 马达为定量马达为定量, ,改变泵排量改变泵排量V VP P可使马达转速可使马达转速n nM M随之随之成比例地变化成比例地变化. .（一）（一） 手动调节容积调速回路手动调节容积调速回路71 图 变量泵-定量马达容积调速回路 防止回路过载 补偿泵3和马达5的泄漏 调 定 油 泵 1的供油压力辅助泵使低压辅助泵使低压管路始终保持管路始终保持一定压力一定压力, , 改改善了主泵的吸善了主泵的吸油条件油条件, ,且可且可置换部分发热置换部分发热油液油液, ,降低系降低系统温升。统温升。72 图 变量泵-定量马达容积调速回路
50、图 变量泵-定量马达容积调速回路 工作特性曲线 防止 回路过载 补偿泵3和马达5的泄漏 调 定 油 泵 1的供油压力这种回路马达的输出转矩和回这种回路马达的输出转矩和回路的工作压力取决于负载，不路的工作压力取决于负载，不会因调速发生变化，所以常被会因调速发生变化，所以常被称为称为恒转矩调速回路。恒转矩调速回路。7374 该种调速回路随着液压马达排量的减小，输该种调速回路随着液压马达排量的减小，输出转速升高，输出扭矩下降，机械效率降低，出转速升高，输出扭矩下降，机械效率降低，当当排量减少到一定程度时，液压马达输出的扭矩将排量减少到一定程度时，液压马达输出的扭矩将不足以克服负载；不足以克服负载；
