液压基本回路

定量泵系统中压力一般由溢流阀调定，使泵在恒定压力下工作；

变量泵系统用安全阀限定其最高压力，防止系统过载。

第一节 压力控制回路

一． 调压回路

当系统中需要两种以上压力时，可采用多级调压回路。

图4－1为一种采用两个溢流阀的多级调压回路。

图4－2为两个溢流阀串联连接的二级调压回路。

图4－3为一种采用电液比例溢流阀的多级调压回路。

二． 减压回路

当多油路系统中某一支路需要一稳定的较低压力并可进行调节时，可在系统中设立减压回路。

图4－6为一种可远程控制的两级减压回路，其实与图4－1的区别仅是阀3。

三． 卸荷回路

当工作部件短时间暂停工作时，一般都让液压泵在空载状态下运转，也就是让泵与电机进行卸荷，一般功率在3Kw以上的液压系统，大多设有能实现这种功能的卸荷回路。

图4－7采用H型（也可用M型、K型）滑阀机能的换向阀组成的卸荷回路

图4－8采用二位二通电磁阀与溢流阀并联连接的方法组成卸荷回路。

图4－9中二位二通电磁阀安装在先导式溢流阀的外控油路上，卸荷时（电磁阀通电），泵输出流量通过溢流阀的溢流口流回油箱。

四． 保压回路

某些机械在其工作循环的某一阶段需要在液压泵卸荷或系统压力变动时，保持其恒定的压力，这就需要在液压系统中设置保压回路。最简单的办法是在需要保压的油腔设置单向阀，使油液不能回流；要求较高时，常采用补油保压的办法。

图4－13采用蓄能器补油的保压回路，当泵卸荷时，单向阀4把夹紧油路与卸荷回路隔开，由蓄能器5补偿夹紧油路中的泄漏，使其压力基本保持不变。

五． 增压与增力回路

当系统中某一支路需要较高压力时可采用增压来提高局部工作压力，或采用增力回路使工作部件的输出作用力增大。 图4－15所示，增压器4由一个活塞缸a 和一个柱塞缸b串联而成。增压倍数等于面积Aa与Ab之比。

六． 平衡回路

为了防止立式液压缸或垂直运动的工作部件（如起重机起吊重物）由于自重而自行下滑，可设置平衡回路，即，在立式缸的下行回路上设置适当的液阻，使立式缸的回油腔中产生一定的背压与自重相平衡。平衡回路还有利于提高垂直运动的工作部件下行的运动平衡性。

图4－18为采用单向顺序阀的平衡回路，顺序阀的调整压力应稍大于工作部件重量在液压缸下腔形成的压力。

(辅机书p197图9－7远控平衡阀)

第二节 速度控制回路

在调速系统中，液压缸运动速度与外界负载的关系称为系统的速度负载特性。

一． 节流调速回路

1． 进油节流调速回路（图4－21）

节流阀装在进油路上，节流阀前的压力Ｐ由溢流阀调定 。

调速性能

1 进入液压缸的流量（即液压缸的速度）与节流阀的开口面积分f 成正比。

2 如以Q或v为纵坐标，负载P为横坐标，可得负载速度特性曲线是以横轴对称的抛物线。随着负载P的增加，液压缸的运动速度按抛物线规律下降。

3 液压缸能产生的最大推力P大＝pF, 在p 已调定的情况下，不随速度的变化而改变，称为等扭矩调节（即执行机构为液压马达时，其最大输出扭矩不变）。

4 工作过程中，液压泵流量Q和供油压力p不变，因此带动液压泵的电动机功率也不变，但液压缸所需的流量和系统的实际工作压力却随时改变，因此当系统处在低速、低负载下工作时，有相当一部分功率白白消耗在节流阀和溢流阀的压力损失上，使油发热。 2． 回油节流调速回路（图4－22）

把节流阀串在回油路上。

特性曲线与进油节流调速一致。

但运动平稳性更好。

3． 旁路节流调速回路（图4－23）

把节流阀并联在液压泵和液压缸的分支油路上。液压缸运动的速度不是由通过节流阀的流量决定，而是由泵与通过节流阀的流量差决定的。

旁路调速时，溢流阀平时不打开，它的压力调整值比最大负载所需的压力高，只取安全保护作用。

调速性能

1 节流阀开口为零时，液压缸速度最大。

2 由速度特性曲线看出，随负载的增加，速度下跌很快。

3 低速时最大承载能力变小。

4 液压泵的油压是随负载而变化的，即电动机实际需要功率是随负载而变的，所以效率较高，油液发热较小。

二．调速阀及其调速（图8－16液压传动与控制教程――天津大学出版社）

调速阀是由简式节流阀和定差减压阀组合而成的复合阀。减压阀能自动保持节流阀前后的压力差不变，以保证通过节流阀的流量（也就是调速阀的流量）不受外界负载变化的影响。

三．溢流节流阀调速（图8－24液压传动与控制教程――天津大学出版社）

溢流节流阀是由差压式溢流阀和节流阀并联组合而成。它有一个进口、两个出口，进油口与油泵相接，出油口与油缸相接回油口与油箱相接。溢流阀能保证节流阀前后的压差基本上保持不变，因而通过节流阀的流量不受负载变化的影响，流量基本是稳定的。

四．容积调速回路

容积调速是采用变量泵和变量液压马达来调速。可组合成三种典型回路。

在忽略压力损失和泄漏损失的情况下，如果驱动液压泵的电动机转速不变，则可得三种容积调速回路的公式为：

MMMMMMPpMnpqPpqTqqnn,2,

式中：Mn为转速； MT 为转矩； MP 为功率。

1． 变量泵定量马达（图4－26）

马达转速与泵的排量按线性规律变化，而扭矩与泵排量无关。我们称这种调速回路为恒转矩调速。

2． 定量泵变量马达（图4－28）

只有改变马达排量才能调速。要增大马达转速，只有减小qM。但MT也随之减小（即承载能力减小）。当nP与qP值不变时，nM与qM成双曲线关系，PM不变，我们称这种回路为恒功率调速，TM与qM成直线关系，减小排量，转速提高，输出转矩下降。

3． 变量泵变量马达(图4-30)

是以上两种调速回路的组合。其调速方法是先把马达的排量放在最大位置，然后使泵的排量由零调至最大，这一阶段为恒转矩调速。当泵的排量达最大后，再调节马达的排量由最大至最小，这一阶段为恒功率调速。这种特性符合一般工作部件在低速时要求较大扭矩的情况。

五．容积节流调速回路（液压传动与控制教程――天津大学出版社）

是采用变量泵供油，节流阀或调速阀改变流入或流出执行元件的流量，实现工作速度的调节，并使泵的供油量与执行机构所需的流量相适应，它没有溢流损失，效率较高，又有较硬的机械特性，速度稳定性比单纯的容积调速回路好。

第三节 顺序动作回路

当一个液压泵驱动几个执行机构时，又需按照一定顺序依次动作，就需要采用顺序动作回路。可分为：行程控制、压力控制、时间控制三种回路。

一 行程控制顺序动作回路

图4－36所示，液压缸4由行程滑阀2控制。当液压缸3运动到一定位置后，液压缸4才动作。

二 压力控制顺序动作回路

利用液压系统工作时负载的差别来控制执行机构动作先后顺序。

1． 直接利用负载压力大小的顺序动作回路

2． 用顺序阀实现顺序动作回路

3． 用压力继电器的顺序动作回路

如图4－40所示回路中采用了两个顺序阀，实现两缸的顺序动作。

三 时间控制顺序动作回路

第四节 同步回路

当两个以上的部件，要求按照相同位移或速度运动时，就需要同步回路。

一 液压缸串联的同步回路

图4－43所示为两个液压缸串联的同步回路，这种回路的供油压力需加倍，由于泄漏等原因，其运动速度只能保持大体相同。

二 液压缸并联的同步回路

图4－44为两个并联液压缸分别使用调速阀实现同步运动的回路。同步精度受油温和调速阀性能差异的影响。

三 用分流阀的同步回路

分流阀又称同步阀，可使多个液压缸（或液压马达）在不同负载的情况下获得相同（或成比例）的运动速度。

图4－45为采用等量出口分流阀的双缸同步回路。

图4－46为采用两级分流阀的同步回路，图中第一级采用比例出口分流阀（分配比例为1：2），第二级采用一个等量分流阀，使三个液压缸实现同步运动。

四 伺服控制式同步回路

第四节 液压起货机的液压系统

压力：低（6.3Mpa以下）、中（6.3~10Mpa）、高（10Mpa以上）

油液循环方式：

开式：油泵从油箱吸油，油马达排油返回油箱。

闭式：油马达排油直接返回油泵的吸入口，油液将在泵与马达之间封闭循环。

以功能而言，液压系统分为：

起升机构液压系统

回转机构液压系统

变幅机构液压系统

一、起升机构液压系统

1． 阀控型开式起升系统

（1）换向和调速

1）串联节流：调速效率低，油液发热比较厉害，且速度不稳。

2）并联节流：与串联相比，调速效率有所改善，但流量仍与负载有关，所以调速性能仍然不够理想。

3）溢流节流：换向阀采用溢流节流式换向阀，可实现溢流节流调速，从而使流经换向阀的流量，基本上取决于换向阀的阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的影响。因而调速效率较高，调速也较平稳。

（2）限速和制动

1）用单向节流阀限速：落货时，油缸（油马达）的排油必须经节流阀才能回油箱，因而使油缸出口产生与落货方向相反的阻力，即起到限制落货速度的目的。单向节流阀不能将货物制动在空中。故在单向节流阀和换向阀之间的管路上还需串联液控单向阀。这种方法简单可靠，但轻负荷时效率较低，一般仅使用于功率不大，工作不频繁及负载变动较小的开式系统，如液压舱盖开关系统。

2）用平衡阀限速：在下降回油管路上装设平衡阀（直控式或远控式），图中的平衡阀实际上是由一只单向阀和一只直动式顺序阀构成的。这种方案，同样简单可靠，且不需串接液控单向阀。但货物下降时其位能无法回收利用，皆属能耗限速。（开式系统固有）

起重货物的特点是:无论在起货、落货和锁闭时，其起升管路始终承受高压。

还需指出，要保证货物悬在空中而不会慢慢下滑，还必须装设机械制动器。机械制动器有两类：延时抱闸制动器：油马达已被液压制动后再抱闸；

即时抱闸制动器：制动器在油马达完全停住之前就抱闸。

（3）限压保护

油泵出口处设置安全阀

高低压管路之间设置制动溢流阀。

参考书：《流体传动与控制》徐元昌 同济大学