基本液压回路分析

关键词： 回路 元件 液压 装置

基本液压回路分析（精选6篇）

篇1：基本液压回路分析

第一节  速度控制回路

速度控制回路是研究液压系统的速度调节和变换问题，常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等，本节中分别对上述三种回路进行介绍，

液压基本回路

。一、调速回路  调速回路的基本原理 从液压马达的工作原理可知，液压马达的转速nM由输入流量和液压马达的排量Vm决定，即nM=q/V m，液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面积A决定，即v=q/A。  通过上面的关系可以知道，要想调节液压马达的转速n M或液压缸的运动速度v，可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V m和改变缸的有效作用面积A等方法来实现。由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变量泵来实现，改变液压马达的排量V m，可通过采用变量液压马达来实现，因此，调速回路主要有以下三种方式：  1）节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进入或流出执行机构的流量来实现调速；  2）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速；  3）容积节流调速回路：用限压变量泵供油，由流量阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适应来实现调速。此外还可采用几个定量泵并联，按不同速度需要，启动一个泵或几个泵供油实现分级调速。  1、节流调速回路

第一节  速度控制回路

速度控制回路是研究液压系统的速度调节和变换问题，常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等，本节中分别对上述三种回路进行介绍。一、调速回路  调速回路的基本原理 从液压马达的工作原理可知，液压马达的转速nM由输入流量和液压马达的排量Vm决定，即nM=q/V m，液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面积A决定，即v=q/A。  通过上面的关系可以知道，要想调节液压马达的转速n M或液压缸的运动速度v，可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V m和改变缸的有效作用面积A等方法来实现。由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变量泵来实现，改变液压马达的排量V m，可通过采用变量液压马达来实现，因此，调速回路主要有以下三种方式：  1）节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进入或流出执行机构的流量来实现调速；  2）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速；  3）容积节流调速回路：用限压变量泵供油，由流量阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适应来实现调速。此外还可采用几个定量泵并联，按不同速度需要，启动一个泵或几个泵供油实现分级调速。  1、节流调速回路2） 回油节流调速回路：回油节流调速回路将节流阀安装在液压缸的回油路上，其调速原理如图7-2（b）所示。

图7-2（b）回油节

A.回路的特点因为是定量泵供油，流量恒定，溢流阀调定压力为pt，泵的供油压力p0，进入液压缸的流量q1，液压缸输出的流量q2，q2由节流阀的调节开口面积a确定,压力p1作用在活塞A1上，压力p2作用在活塞A2上，推动活塞以速度v=q1/A1向右运动，克服负载F做功。因v＝q1／A1＝q2／A2q1＝q2A1／A2 q1小于qB，  所以p0=溢流阀调定供油压力pt=const＝p1活塞受力平衡方程：p1 A1= F +p2 A2p2 =（p1 A1 –F）/ A2  F=0时 p2 =p1 A1 / A2＞p1q2=Kapmp＝p2= （p1A1－F）/ A2q2=Ka[（p1A1－F）/ A2]m B. 回油节流调速回路的速度-负载特性方程为：(7—2)   式中：k为与节流口形式、液流状态、油液性质等有关的节流阀的系数；a为节流口的通流面积；m为节流阀口指数（薄壁小孔，m=0.5）。由式（7-1）可知，当F增大,a一定时，速度v减小。C.    C.    回油节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7—2c  4）采用调速阀的节流调速回路 前面介绍的三种基本回路其速度的稳定性均随负载的变化而变化，对于一些负载变化较大，对速度稳定性要求较高的液压系统，可采用调速阀来改善起速度-负载特性。综上所述，变量泵和定量液动机所组成的容积调速回路为恒转矩输出，可正反向实现无级调速，调速范围较大。适用于调速范围较大，要求恒扭矩输出的场合，如大型机床的主运动或进给系统中。(2)定量泵和变量马达容积调速回路。 定量泵与变量马达容积调速回路如图7-6所示。图7-6(a)为开式回路：由定量泵1、变量马达2、安全阀3、换向阀4组成；图7-6(b)为闭式回路：1、2为定量泵和变量马达，3为安全阀，4为低压溢流阀，5为补油泵。此回路是由调节变量马达的排量Vm来实现调速。①速度特性：在不考虑回路泄漏时，液压马达的转速nm为：nm=qB/Vm式中qB为定量泵的输出流量。可见变量马达的转速nm与其排量Vm成正比，当排量Vm最小时，马达的转速nm最高。其理论与实际的特性曲线如图7-6(c)中虚、实线所示。由上述分析和调速特性可知：此种用调节变量马达的排量的调速回路，如果用变量马达来换向，在换向的瞬间要经过“高转速—零转速—反向高转速”的突变过程，所以，不宜用变量马达来实现平稳换向。②转矩与功率特性：液压马达的输出转矩：Tm=Vm(pB-p0)/2π液压马达的输出功率：Pm=nmTm=qB(pB-p0)上式表明：马达的输出转矩Tm与其排量Vm成正比；而马达的输出功率Pm与其排量Vm无关，若进油压力pB与回油压力p0不变时，Pm=C，故此种回路属恒功率调速。其转矩特性和功率特性见图7-6(c)所示。综上所述：限压式变量泵与调速阀等组成的容积节流调速回路，具有效率较高、调速较稳定、结构较简单等优点。目前已广泛应用于负载变化不大的中、小功率组合机床的液压系统中。4.调速回路的比较和选用(1)调速回路的比较。见表7-1。表7-1           调速回路的比较

二、快速运动回路为了提高生产效率，机床工作部件常常要求实现空行程(或空载)的快速运动。这时要求液压系统流量大而压力低。这和工作运动时一般需要的流量较小和压力较高的情况正好相反。对快速运动回路的要求主要是在快速运动时，尽量减小需要液压泵输出的流量，或者在加大液压泵的输出流量后，但在工作运动时又不致于引起过多的能量消耗。以下介绍几种机床上常用的快速运动回路。最常见的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连，如图7-16(a)所示。回路中的单向阀为主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，起短时保压作用，减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压。图7-16(b)所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定减压值。为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力小0.5MPa，

当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏(指由减压阀泄油口流回油箱的油液)对执行元件的速度产生影响。图7-17增压回路         图7-18M型中位机能卸荷回路   三、增压回路ト绻系统或系统的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，而采用高压泵又不经济，或者根本就没有必要增设高压力的液压泵时，就常采用增压回路，这样不仅易于选择液压泵，而且系统工作较可靠，噪声小。增压回路中提高压力的主要元件是增压缸或增压器。 1.单作用增压缸的增压回路如图7-17(a)所示为利用增压缸的单作用增压回路，当系统在图示位置工作时，系统的供油压力p1进入增压缸的大活塞腔，此时在小活塞腔即可得到所需的较高压力p2；当二位四通电磁换向阀右位接入系统时，增压缸返回，辅助油箱中的油液经单向阀补入小活塞。因而该回路只能间歇增压，所以称之为单作用增压回路。2.双作用增压缸的增压回路如图7-17(b)所示的采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油，在图示位置，液压泵输出的压力油经换向阀5和单向阀1进入增压缸左端大、小活塞腔，右端大活塞腔的回油通油箱，右端小活塞腔增压后的高压油经单向阀4输出，此时单向阀2、3被关闭。当增压缸活塞移到右端时，换向阀得电换向，增压缸活塞向左移动。同理，左端小活塞腔输出的高压油经单向阀3输出，这样，增压缸的活塞不断往复运动，两端便交替输出高压油，从而实现了连续增压。四、卸荷回路ピ谝貉瓜低彻ぷ髦校有时执行元件短时间停止工作，不需要液压系统传递能量，或者执行元件在某段工作时间内保持一定的力，而运动速度极慢，甚至停止运动，在这种情况下，不需要液压泵输出油液，或只需要很小流量的液压油，于是液压泵输出的压力油全部或绝大部分从溢流阀流回油箱，造成能量的无谓消耗，引起油液发热，使油液加快变质，而且还影响液压系统的性能及泵的寿命。为此，需要采用卸荷回路，即卸荷回路的功用是指在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率输出接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。因为液压泵的输出功率为其流量和压力的乘积，因而，两者任一近似为零，功率损耗即近似为零。因此液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种，前者主要是使用变量泵，使变量泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重；压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转。常见的压力卸荷方式有以下几种：1.   换向阀卸荷回路M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷，如图7-18所示为采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路，这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供操纵控制油路之用。 2.用先导型溢流阀的远程控制口卸荷图7-19中若去掉远程调压阀4，使先导型溢流阀的远程控制口直接与二位二通电磁阀相连，便构成一种用先导型溢流阀的卸荷回路，这种卸荷回路卸荷压力小，切换时冲击也小。图7-19溢流阀远控口卸荷                图7-20利用蓄能器的保压回路

五、保压回路ピ谝貉瓜低持校常要求液压执行机构在一定的行程位置上停止运动或在有微小的位移下稳定地维持住一定的压力，这就要采用保压回路。最简单的保压回路是密封性能较好的液控单向阀的回路，但是，阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有以下几种：1.利用液压泵的保压回路利用液压泵的保压回路也就是在保压过程中，液压泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作，此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；若采用变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，因而，液压系统的功率损失小，这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。2.利用蓄能器的保压回路如图7-20(a)所示的回路，当主换向阀在左位工作时，液压缸向前运动且压紧工件，进油路压力升高至调定值，压力继电器动作使二通阀通电，泵即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间的长短取决于蓄能器容量，调节压力继电器的工作区间即可调节缸中压力的最大值和最小值。图7-20(b)所示为多缸系统中的保压回路，这种回路当主油路压力降低时，单向阀3关闭，支路由蓄能器保压补偿泄漏，压力继电器5的作用是当支路压力达到预定值时发出信号，使主油路开始动作。 2.流量控制式同步回路(1)用调速阀控制的同步回路。图7-31是两个并联的液压缸,分别用调速阀控制的同步回路。两个调速阀分别调节两缸活塞的运动速度,当两缸有效面积相等时,则流量也调整得相同；  若两缸面积不等时,则改变调速阀的流量也能达到同步的运动。用调速阀控制的同步回路,结构简单,并且可以调速,但是由于受到油温变化以及调速阀性能差异等影响,同步精度较低,一般在5%～7%左右。(2)用电液比例调速阀控制的同步回路。图7-32所示为用电液比例调整阀实现同步运动的回路。回路中使用了一个普通调速阀1和一个比例调速阀2,它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中,并分别控制着液压缸3和4的运动。当两个活塞出现位置误差时,检测装置就会发出讯号,调节比例调速阀的开度,使缸4的活塞跟上缸3活塞的运动而实现同步。这种回路的同步精度较高,位置精度可达0.5mm,已能满足大多数工作部件所要求的同步精度。比例阀性能虽然比不上伺服阀,但费用低,系统对环境适应性强,因此,用它来实现同步控制被认为是一个新的发展方向。图7-32电液比例调整阀控制式同步回路             图7-33防干扰回路三、多缸快慢速互不干涉回路在一泵多缸的液压系统中,往往由于其中一个液压缸快速运动时,会造成系统的压力下降,影响其他液压缸工作进给的稳定性。因此,在工作进给要求比较稳定的多缸液压系统中,必须采用快慢速互不干涉回路。在图7-33所示的回路中,各液压缸分别要完成快进、工作进给和快速退回的自动循环。回路采用双泵的供油系统,泵1为高压小流量泵,供给各缸工作进给所需的压力油;泵2为低压大流量泵,为各缸快进或快退时输送低压油,它们的压力分别由溢流阀3和4调定。当开始工作时,电磁阀1DT、2DT和3DT、4DT同时通电,液压泵2输出的压力油经单向阀6和8进入液压缸的左腔,此时两泵供油使各活塞快速前进。当电磁铁3DT、4DT断电后,由快进转换成工作进给,单向阀6和8关闭,工进所需压力油由液压泵1供给。如果其中某一液压缸(例如缸A)先转换成快速退回,即换向阀9失电换向,泵2输出的油液经单向阀6、换向阀9和阀11的单向元件进入液压缸A的右腔,左腔经换向阀回油,使活塞快速退回。而其他液压缸仍由泵1供油,继续进行工作进给。这时,调速阀5(或7)使泵1仍然保持溢流阀3的调整压力,不受快退的影响，防止了相互干扰。在回路中调速阀5和7的调整流量应适当大于单向调速阀11和13的调整流量,这样,工作进给的速度由阀11和13来决定,这种回路可以用在具有多个工作部件各自分别运动的机床液压系统中。换向阀10用来控制B缸换向，换向阀12、14分别控制A、B缸快速进给.

篇2：基本液压回路分析

一、选择题

1、卸荷回路（A）。

A.可节省动力消耗，减少系统发热，延长液压泵寿命

B.可使液压系统获得较低压力

C.不能用换向阀实现卸荷

D.只能用滑阀机能为中间开启型的换向阀

2、速度控制回路一般通过改变进入执行元件的（B）来实现对液压缸运动速度的控制。

A.压力

B.流量

C.功率

3、将单活塞杆式液压缸的左、右两腔接通，同时引入压力油，可以使活塞获得（C）

A.慢速移动

B.停止不动

C.快速移动

二、判断题

1、换向回路、卸荷回路都属于速度控制回路。（×）

2、压力调定回路主要由溢流阀等组成。（√）

篇3：基本液压回路分析

1.1限压回路。限压回路用来限制系统压力, 使之不超过某一调定值, 以保护元件和管道免遭损坏。

通常是通过溢流阀来实现的。限压回路除起保护作用以外, 还保证了机械的正常作业。图1 (a) 所示是反铲工作装置的限压回路, 动劈缸4当换向阀1中位时, 处于不工作位置, 若斗齿上外载荷为F, 动臂缸中腔受有很大的压力, 此压力可能极大, 使元件和管道损坏, 因此, 液压缸进、出口油路上各装限压阀2和3, 当闭锁压力大于限压阀调定压力时、阀2或3打开, 实现卸荷。从作业要求出发、限压阀的调定压力愈高, 闭锁力愈大, 对机械作业愈有利。

1.2限速回路。限速回路如图1 (b) 所示用来保证机械安全作业。大型液压挖掘机为了防止作业时动臂、斗杆和铲斗因自重失速, 下降过快。在其工作液压缸回路上均装有节流阀, 如图1 (b) 中的1、2、3。使其下降速度受节流限制, 中、小型挖掘机一般只在动臂缸大腔回路上装有单向节流阀。

2回转机构制动回路和缓冲补油回路

回转机构运动时惯性大, 启、制动频繁, 工作条件恶劣, 因此, 常采用某些特殊回路来保证工作安全, 保护液压元件。

2.1制动回路。回转机构常采用液压制动、机械制动和机液制动。液压制动是通过切断液压马达进、出口油路, 在回油路上产生很大的液压而实现迅速制动, 制动力大, 然而由于电动机的内洞。液压制动不能持久。将回转电动机两个油口封闭进行制动的最简单的形式, 但制动时产生剧烈冲击, 产生压力大, 从而使回转机构产生的振动也大, 机械制动和机液制动具有制动平稳, 作用可靠等特点。图2 (a) 所示是换向阀中位浮动, 由脚踏板进行机械制动的方式, 当换向阀中位时, 回转电动机两油口都通油箱, 整个回转机构呈浮动状态, 操纵脚踏泵, 活塞t在缸体2内转动, 使制动缸7与脚踏之间的油路呈封闭状态、继续推动活塞左移, 制动缸7内油压增大, 制动电动机。左移越多。制动力越大, 放松踏板, 活塞在弹簧作用下右移复位。

图2 (b) 是换向阀中值节流的机液制动回路。换向阀3中位时虽呈H形通路, 但由于有a、b、c三个节流孔。制动时, 回转电动机2的两个油口既没有完全回油。也没有完全封闭.电动机虽然继续转动, 但有一定液压制动作用, 在利用机械制功, 准确定位。

2.2缓冲补油回路。为减轻液压制动时过大的冲击, 常在电动机进、出口的两个油路1、2L各装有灵敏的缓冲限压阀, 正常情况下, 此两阀关闭, 当电动机突然停止或反转时, 高压油路的压力油经缓冲阀泄回油箱、低压油路则由补油回路经单向阀进行补油, 从而消除了液压冲击, 缓冲阀的成对布置, 可使两个方向上均起作用, 缓冲阀的调定压力与主溢流阀压力相等或略低, 使启动力矩与制动力矩基本一样。

3轮式液压挖掘机的转向回路和支脚伸缩回路

3.1转向回路。轮式挖掘机的转向回路是一种随动系统, 要求执行元件的运动跟随控制元件的动作, 因此, 在执行元件和控制元件之间要有反馈, 常见的有机械反馈系统和液压反馈系统两种。该系统中车轮或车架都是直接由转向液压缸来进行偏转的。转向液压缸中活塞的位置既与方向盘的转角相对应, 同时又与车轮或与车架的偏转角相对应。相对中间位置来说, 转向液压缸———腔中的油量变化 (流进或流出, 是与一定的方向盘转角和车轮或车架的偏转角相对应的, 如方向盘转△Ω, 油量变化为△V与之对应的车轮或车架的偏转角为△β, 在方向盘转向轴上直接装一只转阀, 转阀和阀套与计量电动机的转子机械地连接在一起。方向盘的转向轴则与转阀的阀芯连接。转动方向盘△Ω, 转阀被打开, 在压力油流到转向液压缸之前先通过计量电动机, 当流量到达△V, 相应于车轮或车架偏转△β角时, 自动将转阀关闭, 系统回复到中位。当转阀在中位时, 液压泵输出的油波经过阀套、阀芯中的通道回油箱。计量电动机进出口被封闭, 转向液压缸的两腔进出口亦被封闭, 车轮停留在已获得的偏转角位置上。现以向右转向为例说明机械反馈过程。方向盘沿实线方向转动△Ω角, 此时, 因计量电动机进出油口封闭且暂且不动, 而阀芯随方向盘转动, 即转阀输入信号△Ω, 阀被接通, 液压系输出的油液经阀芯中的相应通道进入计量电动机, 迫使计量电动机转子旋转排出的油液经转阀进入转向液压缸相应的胶室、推动活塞偏转车轮, 而液压缸另一腔排油回油箱q在计量电动机转了旋转时, 经连接轴带动阀套亦沿实线方向转动, 当转角达到△Ω时, 即计量电动机产生的反馈信号消除了阀芯相对阀套的输入信号△Ω时, 阀套与阀芯重新处于相对的中位。油液不再流入计量电动机, 车轮停止偏转, 这种结构位车辆安装布置方便、紧凑, 操纵省力。当发动机熄火或液压供油系统出现故障时, 能继续维持转向时, 计量电动机起手动作用。

液压内反馈转向系统, 其特点是:控制阀用液压方式与计量电动机连接。转动方向盘时, 在计量电动机的控制管路中形成一个压力差, 该压差作用在控制阀的阀芯端面上, 迫使阀芯由中间位置移到工作位置上。主泵输出的油液通过控制阀和计量电动机流入转向液压缸相应腔, 转向液压缸另一腔排油经过控制阀流回油箱。转向液压缸活塞推动转向梯形迫使车轮偏转实现转向。当方向盘停止转动后, 计量电动机控制管路中的压力差消失而使转向控制阀芯两端压力保持均衡, 转向控制阅芯在定心弹簧的作用下又复原到中间位置。停止了转向液压缸和车轮的运动。

计量电动机控制由主泵输入转向液压缸的流量, 主泵输出的油液同时也作用于控制阀的另一端, 由此产生了液压内反馈。所谓内反馈。就是在转向油路内部自身实现反馈作用, 不另设反馈油路、所以该系统是具有液压内反馈的单路液压转向系统。

3.2支腿回路。轮式挖掘机为了保证主机的稳定性, 其支腿收放应有—定的顺序, 而且要求工作时不软腿, 因此常设有锁紧回路。支腿的动作顺序是:后支腿缸伸出———前支腿缸伸出———前支腿缸缩回———后支腿缸缩回。这个顺序是由顺序阀来实现的。压力油进入液压缸的大腔, 后支腿伸出, 回油经过液压锁、单向阀、换向阀流回油箱。后支腿全部伸出以后, 油压升高, 使顺序阀开启, 油液通过液压锁进入液压缸的大腔, 前支腿伸出。支脚伸出后, 液压锁 (单向阀) 将其锁定。由于其单向阀 (液压锁) 阀芯为锥形, 所以锁紧作用可靠且结构简单。当换向阀处在一定位时, 压力油进入液压缸的小腔, 前支腿缩回, 前支腿缩回后, 顺序阀开肩, 油液进入液压缸小腔, 使后支腿缩回。

参考文献

[1]李永旭.液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究[C].同济大学, 2006.

篇4：基于PLC的液压试验台回路设计

关键词：液压试验台；PLC；自动控制；优化

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）11-0036-04

液压传动课程是机电专业的专业基础课程，实用性非常强。授课由理论、液压元件、液压回路三部分组成，其中液压系统的回路设计非常灵活和重要。传统教学利用继电器组控制回路已经不能满足教学需要，需要利用PLC（可编程序控制器）技术将液压技术有机结合起来，培养学生的研究能力和创新能力。PLC具有抗干扰性强、运行可靠的优点，在工业自动化领域应用广泛。利用PLC控制技术完成液压回路试验中的回路控制试验，如节流回路、调压回路、减压回路、顺序回路（电气控制、行程控制）、差动回路、综合回路，学生不仅能够掌握液压系统原理，还能掌握PLC可编程序的控制功能、控制原理及编程技巧。

1 液压回路试验台装置

为直观形象地展示液压元器件的结构原理，及清晰观察液压传动油路的工作过程，试验装置的所有液压元件均采用透明有机玻璃外壳，便于学生观察所有液压元件的内部结构及液压传动油路的工作过程。利用该系统辅助单个液压元件的结构、工作原理及性能教学时，还可演习常见的基本液压回路试验。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制，使机、电、液控制有机结合起来，优化控制方案。

1.1 结构组成

试验装置由试验台架、液压泵站、常用液压元件、电气控制单元等组成。

试验台元器件采用透明有机玻璃外壳，元件的内部结构清晰直观。通过透明的油管和红色液压油，可以观察液压油在液压元件中的整个流动过程。独立的元件模块方便安装。通过随意组合各试验模块，可搭建各种不同的试验回路。液压元件的最大承受压力为1.0 Mpa，系统额定工作压力为0.8 Mpa，是安全的低压试验系统。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制。配有虚拟仿真软件，可以根据学生思路设计试验。

1.2 电气及液压系统设计

液压试验台控制系统由液压动力控制和电气控制两大系统组成，其中电气控制系统分为强电部分（即液压泵电机控制部分）和弱電部分（即PLC控制部分）。强、弱电部分采用分开隔离设计。图1为液压泵站的原理图。

液压动力源控制系统主要由油箱、过滤器、定量泵、溢流阀、节流阀、压力表等液压元件组成。定量泵2是单作用叶片泵，系统压力由教师调节，一般试验压力为0.7 MPA。

1.3 电气控制回路设计

系统电气控制回路主要由液压主控回路、液压继电器控制回路、液压PLC控制回路组成。

液压主控回路主要为控制定量泵开关及加热器服务。试验台采用定量泵，额定流量固定，主控回路控制电机正转。液压主控回路见图2。

在图2中，按下SB13，接触器KM1得电，定量泵电机正传，提供额定压力压力油；SB12为停止按钮；按下SB14，继电器KM2得电，加热器工作；如果温度低于设定温度，油温会自动加热到设定温度；QF4为加热器开关按钮。

液压PLC接线如图3所示，PLC型号为FX-20系列，PLC控制方式有手动控制和自动控制2种。试验回路搭建完成后需进行调试。调试时，先采用手动控制方式将PLC程序通过编程软件下载到PLC存储器中，再进行手动控制，以校验程序是否正确。自动模式为通过专用的工控软件选择PLC模式进行回路试验。FX1S-20MR有输入点14个，继电器输出为8个。

控制台PLC的输入输出接口见图4。Y1为液压泵输出接口，Y0—Y11为电磁换向阀电磁铁输出信号；X0，X1，X2，X3为实验启动按钮；X6—X14为行程开关输入信号或压力继电器输入信号。

2 基于PLC的液控单向阀锁紧回路设计

利用液控单向阀的自锁功能，可使液控单向阀锁紧回路的活塞锁定在任意位置，且工作可靠。液控单向阀锁紧回路试验原理见图5，仿真见图6。

试验过程为：叶片定量泵开启后，电磁阀Y2得电，系统压力升高；打开液控单向阀，活塞杆右移，当触碰到行程开关时，Y5得电，活塞杆左移。

2.1 工控软件控制液压锁紧回路

按原理图在试验台上搭接试验回路，将电磁铁插头插入试验台扩展模板输出区对应的插座；试验时将PLC与继电器控制旋钮旋到PLC控制位置。

接线接好后，按软件中泵启动按钮，试验开始；按下停止按钮，试验停止。工控软件设置接口要正确，否则试验不能进行。

2.2 利用PLC仿真软件控制锁紧回路

PLC具有以下特点：可靠性高，抗干扰能力强；建造工作量小，维护方便；体积小，质量轻，能耗低。当前，运用PLC控制液压回路已成为一种趋势

确定PLC中需要从PLC输出给继电器线圈的输入、输出信号，指示灯及其它执行电路，从而计算PLC输入、输出线数目及IO地址分配。液控锁紧回路梯形原理如图7所示。

按下启动按钮X3，液压泵启动；按下X0，电磁阀Y2得电，活塞杆右移。当接触到接近开关X4时，Y3得电，活塞杆左移；当接触到接近开关X4时，Y2得电，活塞杆右移。按下停止按钮X2，活塞杆停止移动，处于锁紧状态。将梯形图通过接口下载到PLC程序存储中，开始试验。

3 结论

随着工业技术的发展，传统的液压试验设备的控制手段、实现功能，已不能适应高等教育培养专业人才的需要。为配合液压传动课程及PLC自动控制课程教学改革，研究利用PLC控制液压教学试验台。PLC的逻辑处理功能越来越完善，液压系统模块必须与PLC控制模块协同配合，才能最大限度发挥PLC的精确控制能力。基于PLC的多功能液压教学试验装置，不仅可以应用于传统的实验教学，还可以和计算机、P LC控制技术结合起来，进行机电液一体化综合控制技术的训练和教学，应用前景广阔。

参考文献

[1] 王佳庆，彭芳.基于PLC的博世力士乐液压实验台的改造及应用[J].机床与液压，2013（20）：149-153.

[2] 柳科春.液压试验台计算机控制系统的设计[J].煤矿机械，2014（2）：188-189.

[3] 李德英，廖力清.基于PLC的液压试验台监控系统设计[J].国内外机电一体化技术，2010（5）：44-46.

Abstract： In order to tie in with teaching reform of hydraulic drive and PLC automatic control course， using PLC control hydraulic teaching experiment platform was studied and the hydraulic loop was designed according to the need. This paper introduced in detail the prioritization scheme of hydraulic test bench and the method used to designed hydraulic test loop device taking advantage of PLC， which provided reference for improving teaching test quality and students' innovation ability.

Key words： hydraulic test bench； PLC； automatic control； optimization

篇5：液压回路实验指导书

液 压 基 本 回 路 综 合 实 验

实 验 指 导 书

济南大学机械工程学院 液压传动课程组 2010年3月 前言

液压传动课程是基础理论、液压元件、液压系统三部分组成,而液压系统回路设计

既重要又灵活。学生在学了液压元件有关知识后,通过液压元件的装拆实验,在加深对液压元件实物形体、内部结构及功用理解的基础上,使用《qcs014液压系统拼装实验台》,根据在书本中学到的知识,参照本实验指导书选做(或由教师指定)若干个实验回路:自己拟定实验方案进行液压回路设计即元件及液压附件的选用,然后亲自动手安装元件、接油管、联导线、组成电液实际系统。

实验台所备有的插接式液压元件有：①溢流阀（3个，1个带遥控口）、②减压阀（2个）、③单向减压阀（1个）、④单向顺序阀（1个）、⑤压力继电器（1个）、⑥节流阀（2个）、⑦单向节流阀（1个）、⑧调速阀（1个）、⑨单向调速阀（1个）、⑩单向阀（1个）、⑾液控单向阀（2个）、⑿二位二通电磁换向阀（1个）、⒀二位三通电磁换向阀（2个）、⒁二位四通电磁换向阀（2个）、⒃三位四通电磁换向阀（2个）、⒄三位四通电液换向阀（1个）、⒅行程开关（4个）、⒆蓄能器（1个）、⒇液压缸（2个）、(21)流量计（1台）、(22)叶片泵（2个）。

为了使液压回路拆装方便迅速,安全可靠,故实验台油路的连接采用了快速接头, 电路电源及信号采用了24v驱动联接。

本实验指导书的编写,考虑到实验台的灵活性和可创造性,所以没对实验内容、步 骤、方法等作硬性规定,只按液压传动系统课程要求,给出了一些基本的实验内容,并通过详细举例,使操作者懂得如何使用实验台。学生在受到启发后, 能准确地选用元件和进行设计,能够分析和解释使用中既定的规划和出现的问题, 并进一步探索解决问题的途径。故本实验指导书中所列实验项目及实验步骤,甚至液压回路,均仅供参考。目 录

一、实验准备及注意事项„„„„„„„„„„„„.„„3

二、实验回路举例„„„„„„„„„„„„„„„„„.4

三、实验内容(仅供参考)实验(一)调速回路„„„„„„„„„„„„„„.„ 5 实验(二)增速回路„„„„„„„„„„„„„„„ 7 实验(三)速度换接回路„„„„„„„„„„„.„„.9 实验(四)调压回路„„„„„„„„„„„„„.„„10 实验(五)保压泵卸荷回路„„„„„„„„„„„„ 12 实验(六)减压回路„„„„„„„„„„„„„„„ 13 实验(七)多缸顺序控制回路„„„„„„„„„„„.15 实验(八)节流阀特性实验„„„„„„„„„„„„.17

一、实验注意事项

1、预习是做好实验的前提。在实验之前,应仔细阅读实验指导书,了解实验回路的 目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤,视条件可在此实验前先做元件拆装实验。

2、必须熟悉所用液压元件的拼装方法和使用场合,随之安置在实验台面板合适位 置,进行液压元件和电气线路连接,经实验指导教师审定通过,方可进行操作。在操作过程中仔细的观察,如实而有条理地记录,并且不放过可能出现的一些反常现象。操作要胆大心细,培养独立工作能力,克服一有问题就问教师的依赖思想。

3、实验完毕,把所用的液压元件放回原处,经指导教师同意后,方可离开实验台。

4、实验后应进行数据处理,结果分析(包括思考题),写好实验报告。

二、实验回路举例 1 差动回路示例

a.按照差动回路,取出所用的液压元件,检查型号是否正确。

b.将液压元件安装在试验台安装面合理位置,通过软管和快换接头按回路图连接。c.把所用电磁换向阀电磁铁和行程开关任意编号(图示lct、2ct、3ct、1xk、2xk、3xk)和(lct、2ct、3ct、lxk、2xk、3xk)对应编上,以免搞错。

d.把电磁铁lct、2ct、3ct插头线对应插入在面板输入磁铁”插座内。

e.根据差动回路的系统电器控制逻辑表输入信号顺序(工况表示2xk、3xk、lxk), 把行程开关插头线对应插入面板“行程输入”插座内。

f.根据电磁铁动作表输入框选择要求，确定控制的逻辑联接“通”或“断”。g.拧开溢流阀,启动yb-6泵,调节溢流阀压力为2mpa,调节单向调速阀(调至较小开 口)。

h.按选择好的系统动作要求点动系统运行开始,即可实现动作。三 实验内容〈仅供参考〉

实验〈一〉调速回路 实验目的

速度调节回路是液压传动系统的重要组成部分,依靠它来控制工作机构的 运动速度,例如在机床中我们经常需要调节工作台(或刀架)的移动速度,以适应加工工艺要求。液压传动的优点之一就是能够很方便地实现无级调速。液压传动系统速度的调节,一般有三种,即节流调速,容积调速,节流——容积调速。通过实验要求达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解进口节流调速回路的组成及性能,绘制速度——负 载特性曲线,并与其它节流调速进行比较。

2、通过该回路实验,加深理解q=catδpm关系,式中at、δpm分别由什么决定,如何保 证q=const。

3、利用现有液压元件拟定其它方案,进行比较。单向调速阀或单向节流阀进油路调速回路图(见图)。实验步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头和 液压软管按回路要求连接。

4、安装完毕,定出两只行程开关之间距离,拧开溢流阀(i)(ii),启动ybx-16,yb-6 泵，调节溢流阀（ⅰ）压力为3mpa,溢流阀（ⅱ）压力为0.5mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。

5、按电磁铁动作表输入框的选定、启动系统,使两个液压缸动作。在运行中记 录单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力,以及液压缸的运行时间。

6、根据回路记录表,调节溢流阀门﹝i﹞压力(即调节负载压力),记录相应时间 和压力,填入表中,绘制v-f曲线。思考题

1、该回路是否可使用不带单向阀的调速阀(节流阀),在出口或旁路中是否可行, 为什么?

2、单向调速阀进口调速为什么能保证工作液压缸速度基本不变?篇二：液压实验指导书

液压传动综合实验台

液压传动实验指导书

浙江大学城市学院工程分院 二○○五年九月 目录

(一)液压传动综合实验台基本操作指南 2-3(二)实验一 液压传动基础实验指导书 4-7(三)实验二 液压基本回路动作实验(四)实验三 小孔—压力流量特性实验(五)实验四 变量叶片泵静、动态特性实验(六)实验五 溢流阀特性实验(七)实验六 换向阀特性测试(八)实验七 调速阀特性实验(九)实验八 液压缸特性实验

(十)实验九 液压系统节流调速实验 附图1-1液压系统图

附图1-2液压试验台面板示意图

附图1-3台架背面各换向阀及压力表接口位置图

8-9 10-11 12-14 15-17 18 19-20 21 22-23 24 25 26(一)液压传动综合实验台 基本操作指南

一、微机控制液压综合实验台液压系统

图1-1是微机检测液压综合实验液压系统图，整个实验台液压系统由a、b、c、d、e等5个液压模块组成。试验台的控制有手动和微机控制。

二、实验选择及选择液压模块组成实验系统 a、微机控制操作液压系统图

参照图1-1实验者每次可选择其中若干个液压模块组成自己所需同的实验系统。一共可组成四个实验系统。它们分别是：

1、液压传动基础实验

2、液压系统节流调速实验

3、溢流阀静、动态特性实验

4、变量叶片泵静、动态特性实验

开启计算机，根据屏幕提示，选择您想做的实验（代号为1、2、3、4）。然后选择若干液压模块（a、b、c、d、e）组成所需的实验系统。选择正确，可进入下一步的实验程序。如果选择不正确请重新选择一次，若三次错误，计算机提示“请您再仔细阅读实验指导书”（计算机使用方法参阅另一说明书）。b、手动操作

参照图1-1液压系统图及图1-2液压传动综合试验台面板示意图，试验台能完成的实验项目有：

1、液压传动基础实验；

2、液压基本回路实验；

3、小孔（薄壁孔和细长孔）流量—压力特性实验；

4、叶片泵特性实验；

5、溢流阀特性实验；

6、换向阀特性实验；

7、调速阀的流量—压力特性实验；

8、液压缸的运转试验及负载效率测定；

9、节流调速特性实验。

三、液压系统基本操作图1-2为面板及操作板布置示意图。对照图1-1与图1-2，实验系统共同的基本操作如下：

1、阀6为系统卸荷阀，启动液压泵8时所有电磁铁均失电，泵8启动后ad1得 电，系统加载建立压力；

2、旋紧节流阀a3，泵出口封闭，溢流阀溢流，旋松安全阀6，旋紧溢流阀1，再 将安全阀调至所需额定压力（6mpa）后锁紧，然后松开溢流阀1；

3、各个不同的实验操作请参阅相应的实验指导书。

四、液压系统基本参数 ◆ 液压系统最高压力：6.3 mpa ◆ 液压系统最大流量16 l/min（调定）◆ 电机功率：3 kw ◆ 电机转速：1000rpm ◆ 液压缸活塞直径：50mm ◆ 液压缸活塞杆直径：28mm ◆ 液压缸有效工作行程：250mm

五、实验注意事项

1、安全阀6调好后，在做实验时，严禁调节安全阀6的调压旋纽。

2、实验时，如有异常声音或系统漏油，运行不正常，应停电机检查。

3、当实验停顿时间较长时，应使液压泵卸荷（ad1失电），以免油温过高。

4、油箱的液压油位应随时观察，保持在油标中间液面位置。

5、电机风扇为顺时针方向转动。开机后没有压力，首先观察泵的转向（电机反 转极易损坏泵，绝对不允许）。

6、图1-2电磁铁ad1-ed13处于失电，通过按纽，油缸可以向左向右运动。椭圆 齿轮流量计4，转一圈为10升。

7、每项实验按指导书说明，参阅系统图1-1和图1-

2、操作面板说明，如动作不

对，请核对模块控制阀和电磁铁控制旋纽位置，进行检查。压力油进入b模块或e模块工作时，a模块阀a3必须旋紧，否则泵分流，导致实验误差。

8、溢流阀a1、b4、e6，节流阀a3、e7、e8为顺时针关小，调速阀a2为顺时 针开大。

9、保持液压油清洁度是系统正常运行的关键，在拆换液压阀时必须注意阀油口 的密封，不允许杂质进入，若系统有故障，在排除电路故障外，一般为液压阀卡死，请拆下阀用煤油清洗，再使用。

六、位置示意图

图1-3为各换向阀及电磁铁在阀块上安装位置和各压力表接口布置简图（从试验台背面看阀块），以便拆换向阀后，重装换向阀及插电磁铁插头参考。

（二）实验一 液压传动基础实验指导书 液压传动是机械能转化为压力能，再由压力能转化为机械能而做功的能量转换传动机构。油泵产生的压力大小，取决于负载的大小，而执行元件油缸（油马达）按工作需要通过控制元件的调节提供不同的压力，速度及方向，理解液压传动的基本工作原理和基本概念，是学习本课程的关键。

本实验通过油缸的往复运动，了解压力控制、速度控制和方向控制的相关控制阀的作用及进一步理解液压传动基本工作原理和基本概念。

实验可分为二部分：

1、示范实验：边演示、边讲解、边提出问题；

2、学生自行实验：观察现象、记录数据、解答问题。可选一或均做。第一部分：液压传动基本示范实验

一、实验目的

通过教师边实验演示，边讲解，边提出问题，使学生进一步熟悉液压传动，掌握液压实验的基本操作，了解各种液压控制元件及在系统中的作用。理解液压传动基本工作原理和基本概念。

二、实验装置

实验台的液压系统如图1-1所示，它由a、e二个液压模块组成。

三、实验操作

1、熟悉元件：针对液压系统中相关元件的液压职能符号和实物，对照介绍，使学生有初步印象。

2、压力控制动作：

(1)调压：开泵、阀a3关紧，p1没有压力，ad1得电，p1开始有压力，顺时针

方向旋紧溢流阀a1，p1逐渐上升，松a1，p1逐渐下降，说明溢流阀1可调节系统压力。(2)卸荷：p1为某压力时，ad1失电，p1值降为零，何故?(3)过载保护（限压）：ad1得电，p1上升，旋紧a1，p1显示到6mpa后不再升 压。（安全阀6已调好6mpa）何故?如没有阀6将出现什么情况?(4)压力大小取决于负载大小：调a1到5mpa，旋松a3，p1下降，旋紧a3，p1 上升。（节流阀a3为外负载）

3、方向控制:关紧a3，调a1使p1=2mpa。(1)按右行按钮（ed9得电），油缸18向右运动，到底后，按左行按钮（ed8得电），油缸18向左运动到底。往复几次，中途可按“停止”按钮，换向阀置于中位（ed9、ed8均失电），油缸停止运动。说明方向阀能改变油缸运动方篇三：液压与气动实验指导书

液 压 与 气 动 实 验 指 导 书 实验一 气压调速回路

一、实验目的

1.理解调速回路的顺序过程，了解各种元件的特性。2.掌握根据单向节流阀控制气缸速度方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．单向节流阀（两个）、气控二位五通换向阀（两个）

三、实验原理

图a，图示位置时，当机控换向阀不换向时，进入气缸左腔的气流流经节流阀，右腔排出的气体直接经换向阀快排。当节流阀开度较小时，由于进入左腔的流量较小，压力缓慢上升。当气压达到能克服负载时，活塞前进，此时左腔容积增大，结果使压缩空气膨胀，压力下降，使作用在活塞上的力小于负载，因而活塞停止前进。

图b，图示位置时，当机控换向阀不换向时，从气源来的压缩空气经机控换向阀直接进入气缸的a腔，而b腔排出的气体必须经节流阀到机控换向阀而排入大气，因而b腔中的气体具有一定的压力，此时活塞在a腔和b腔的压力差作用下前进，而减少爬行发生的可能。图c，图示位置时，机控换向阀无论处于左右位时，从气源来的压缩空气经机控换向阀流经节流阀进入气缸的a腔，而b腔排出的气体也经节流阀到机控换向阀而排入大气，减小活塞的爬行的可能性。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。

图a 图b 图c 2．根据回路图检查气动回路 3．试运行回路，调整单向节流阀 注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意单向节流阀的调整。

五、实验报告要求： 1．分析回路图，写出三个回路的工作过程。

2．观察实验，随时记录三个气动回路中的现象。3．通过实验，分析气动回路并列表比较。

一、实验目的

1.理解双手操作回路的顺序过程。

2.掌握根据机械两位三通换向阀和气控两位四通换向阀控制气缸方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．机械两位三通换向阀（两个）、气控二位四通换向阀（一个）

三、实验原理

如图所示，使用逻辑“与”回路，为使气控二位换向阀换向，必须使压缩空气信号进入气控二位换向阀左侧，为此必须使用两只三通手阀同时换向，而且，这两个阀必须安装在单手不能同时操作的位置上。在操作时，如任何一只手离开时则控制信号消失，气控二位换向阀控制信号消失，换向阀复位，则活塞杆后退。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。

2．根据回路图检查气动回路 3．试运行回路，调整单向节流阀 注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意单向节流阀的调整。

五、实验报告要求： 1．分析气压回路图，写出双手操作回路工作过程。

2．通过实验，举一反三设计出一种双手操作回路。

一、实验目的 1.理解单往复动作的顺序过程。

2.掌握根据行程阀控制往复回路的方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．气控二位四通换向阀（两个）、机械二位三通换向阀（两个）、行程阀（一个）、单向阀（一个）和直动溢流阀（一个）

三、实验原理 如图所示，行程阀控制的单往复回路，当按下左侧手动换向阀的手动按钮后，压缩空气使二位四通换向阀换向，活塞杆向前伸出，当活塞杆上的挡铁碰到右侧二位三通行程阀，二位四通换向阀复位，活塞杆返回。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。2．根据回路图检查气动回路

3．试运行回路，调整行程阀的位置 注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意行程阀的位置调整。

五、实验报告要求： 1．分析气压回路图，写出单往复动作回路工作过程。2．通过实验，举一反三设计出一种单往复动作回路。篇四：液压实验指导书

节流调速回路性能实验指导书

课程名称：液压传动与控制技术指导老师：

商执亿

节流调速回路性能实验

节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，它通过改变流量控制阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照其流量控制阀安装位置的不同，有进口节流调速出口节流调速和旁路节流调速三种。流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速方式不同，它们的调速性能也有差别。

一、实验目的：

1、通过节流阀的进口、调速阀进口、节流阀旁路三个节流调速回路的实验，得出各自的调速回路特性曲线（速度—负载特性）。并分析比较它们的调速性能（速度—负载特性和功率特性）。

2、学习、掌握液压传动节流调速系统的基本调试方法

3、初步掌握比例溢流阀的特性（压力－信号特性）

二、实验内容：

1、节流阀的进口节流调速回路的调速性能

2、调速阀的进口节流调速回路的调速性能

3、节流阀的旁路节流调速回路的调速性能

4、比例溢流阀的压力－信号性能测试

三、实验结构及参数

实验台采用插件板及带有连接插头的各种液压元件，可以在不使用其他工具条件下，快速、灵活、方便的插接成所需要的实验回路。主要由插件板、电机、泵站（带油箱）、抽屉、油管、电控元件、液压元器件等构成。插件板为带“t”沟槽形式的铝合金型材结构，可以方便地安装液压元件，搭接实验回路。

工作台尺寸：长×宽×高=2160mm×1050mm×1860mm 液压泵额定工作压力：6.3mpa，额定流量： 4 l/min 电源电压：220伏 22 液压缸无杆腔面积：256mm，液压缸有杆腔面积：156mm，液压缸有效行程：200mm

四、注意事项

1、操作人员在使用本实验台前必须详细阅读本实验台说明书，指导教师必须向学生介绍本实验台的使用方法。

2、请不要带负载启动（要将溢流阀旋松），以免损坏压力表。

3、必须先实验液压系统原理图，按图进行连接。连接胶管两端带有自闭式快速接头，将胶管接头与各元件接头连接时，需用力将接头的外套往后拨，插接后再往前推。用一只手压住元件底座，一只手往外拉胶管，以确认连接是否可靠。

4、搭接液压回路前，先停泵，以免带压操作；确认连接正确后，松开回路溢流阀的旋钮，启动电机，然后通过调节溢流阀调整系统压力，调整过程中速度不得太快，一边调整一边观察压力表的显示值。

5、学生做实验时不应将压力调的太高(一般为4-6mpa)。

6、实验结束后，首先要松开溢流阀，先将液压回路中的压力卸掉，以免油管中的压力过高，给插接带来困难，即必须卸压后再关电机。

7、油管及元件用后要放回原处，以备后用。

五、实验原理

实验原理图如下图所示：1y1 a、节流阀进口节流调速回路 b、调速阀进口节流调速回路 c、节流阀旁路节流调速回路 液压控制回路 4 25 2 46 电气控制回路 比例溢流阀控制回路

实验回路由液压控制回路、电气控制回路、比例溢流阀控制回路组成。当流量控制阀装在液压回路的进油路时，构成进口节流调速回路；当流量控制阀装在液压回路的旁路时，构成旁路节流调速回路。

负载不变时，当改变流量控制阀的通流截面积时，即可使得进入液压缸无杆腔的流量发生变化，液压缸活塞杆的速度相应变化，达到调速的目的。（调速特性）

若流量控制阀的通流截面积给定时，改变负载的大小，不同的节流调速回路其速度负载特性不同。电气控制回路用于控制三位四通换向阀的两个电磁铁的得电失电状态，改变液压油路走向，实现液压缸的前进或退回。

比例溢流阀控制回路由信号源、比例放大器、比例溢流阀组成。信号源可以按照要求给出不同的电压值，经比例放大器放大并进行将电压信号转换为相应电流信号后，供比例溢流阀使用，比例溢流阀则会产生相应的压力值，即比例溢流阀的压力大小与输入其中的电流信号成一定比例。

六、实验方法

１、节流调速回路性能实验

当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸活塞的工作速度v与节流阀的通流截面积a，溢流阀的调定压力（泵的供油压力）及负载f有关。

调速回路中液压缸活塞杆的工作速度v和负载f之间的关系，称为回路的速度－负载特性，也称为机械特性。若流量控制阀的通流截面积给定时，当每次按不同数值改变负载大小时，测得液压缸活塞杆相应的速度大小，则可得到回路的速度－负载特性。

以速度v为纵坐标，以负载f为横坐标，可根据测得数据按调速方式不同做出各自的一组速度一负载的特性曲线。

2、根据测算数据，按不同的调速回路，作出各自回路的特性曲线（v-f）。

3、根据测算数据，作出比例溢流阀的压力信号特性曲线（p-i）。

七、实验方案

1、工作缸活塞杆的速度ｖ的测量

直接用秒表测量时间t，通过前进路程与测量的时间计算速度ｖ。

2、加载（负载的变化）实验中采用比例溢流阀来模拟外负载（简单的用一个元件来代替完整的加载系统），把溢流阀接在液压系统的回油路上，就等于加上了一个可以调节的液压阻力，造成一个回油压力，起到背压作用，如图中所示。通过改变比例溢流阀的给定信号的大小，即可方便的实现负载的改变。

八、实验数据记录及处理

1、采用节流阀的进口节流调速回路

3、采用节流阀的旁路节流调速回路

4、节流调速回路速度负载特性曲线（3种节流调速回路特性画在同一坐标下）（v-f）

5、比例溢流阀的压力信号特性曲线（p-i）

九、思考题

1、液压系统中直动溢流阀的功用是什么？

2、采用节流阀的进口节流调速回路与采用调速阀的进口节流调速回路特性有什么不同？

3、请解释采用调速阀的进口节流调速回路速度负载特性。

4、在实验中，液压缸活塞杆退回时的速度是否变化？为什么？

篇6：基本液压回路分析

“开式系统是当今液压技术中最常用的回路系统,有利于实现集成化、模块化、通用化和标准化;而闭式回路则大多用于以液压马达驱动车辆行走装置和混凝土输送罐等连续旋传工作部件的传动。

各具特色的系统构成

开式回路系统的构成

采用开式回路的液压系统的基本构成中,由动力机拖动的输入端液压泵直接从油箱中吸油,它所输出的压力油经过一个换向阀或一组多路阀控制通断和流向之后,供给液压缸或液压马达等输出端的执行元件。而执行元件的回油仍经换向阀或多路阀流回油箱。在这样的系统中的工作油液按照上述顺序每循环一周都要在油箱中与外界空气接触,“开式”即以此得名。

开式系统是当今液压技术中最常用的回路系统,尤其在固定设备上的工业液压装置中,几乎全部采用开式系统。其主要原因之一是这种系统能够比较方便地用一个或一组公共液压动力源(液压泵站)向众多控制阀组和执行元件供能,有利于实现集成化、模块化、通用化和标准化。从技术层面上说,这种系统的高低压区域界限明晰,设置液压油的滤清、冷却、排气等方面的设施都比较方便,也比较容易在系统中设置那些只允许在背压(即回油压力)较低的条件下工作的各种阀类元件和其他附件。

闭式回路系统的构成

与开式系统不同,闭式回路基本液压系统中,作为输入元件的主液压泵(通常是变量的)油口并不直接从油箱内吸油,而是与作为执行元件的定量或变量的液压马达的进出油口直接相联,构成一个对称的封闭回路。另由一个从油箱吸油的补油泵经过单向阀组和溢流阀使这个回路始终维持一个基础压力(补油压力)。如果略去内部机构的工作原理的分析,而把一个带闭式液压系统的静液压驱动装置作为一个“黑箱”或“灰箱”来研究,它可以被视为等效于一根输入、输出端之间略带滑转差,并可以在正反两个旋转方向双向传递动力的的柔性传动轴。

闭式回路大多用于以液压马达驱动车辆行走装置和混凝土输送罐等连续旋传工作部件的传动,但某些以等速液压缸作为执行元件的系统有时也采用闭式液压回路,如在新型飞机上用于操控舵机和起落架收放机构的电动静液压执行器(EHA)和车载混凝土输送泵等。

“闭式回路液压系统兼具同等明显的优缺点,这成为设计者采用或避开该系统的根源。

优缺点同等显著的闭式回路

优点

与开式回路相比,闭式回路液压系统优点显著。

第一,闭式液压回路的变量泵本身兼有调节流量和改变流向的双重功能,可连续调节液压马达输出轴的转速和旋转方向,无须像开式回路那样在主油路中再设置换向阀,因此主回路简约通畅,工作介质的流动损失较小。

第二,由可双向变量的变量液压泵和可双向旋转的液压马达构成的闭式液压回路是一个对称和可逆的系统。除了输出正转矩驱动外,还能吸收负转矩实现动力制动,可在很大程度上取代摩擦元件构成的常规行车制动系统,操控方式也更加符合人机工程的要求。

第三,主回路中的工作介质始终在等于或高于补油压力的正压状态下运行,补油系统亦可作为本身的变量装置和其他液压系统的控制压力油源。

第四,主回路与液压油箱之间的循环流量一般为主回路内最大流量的20%～25%或更少,所需的液压油箱容量较小,仅为同等功率的开式回路系统的1/3以下,更便于在安装空间有限的车辆与行走机械上应用。

缺点

第一,需要一套比较复杂的补油系统,必要时尚需附加冲洗系统,元件数量较多且增加了部分功率消耗。

第二,主回路中的工作介质的压力增减循环频率高,与液压油箱中储油的交换比例低,工作介质容易老化。不过随着液压油性能水平的提高,这个缺点现今已不再是严重的问题。

第三,原则上一台(组)液压泵只能为一台或一组功能相关并互相耦合的液压马达供能,而难以用同一泵组为几组独立动作的执行器用户供能。

第四,主回路中的所有元器件和管路系统都需要能承受高压,冷却和滤清装置设置一般只能设置在压力较低的补油系统或壳体泄漏油的回油系统中,它们的通过流量有限,作用效能较低。

“今后进一步提高静液压驱动装置的效率的途径之一,可能是将补油、冲洗系统与变量调节系统分开,按照各自的工况要求优化相关的系统参数。

独特而不可或缺的补油系统

静液压驱动装置所特有的补油泵现多采用结构简单的低压内齿轮泵或摆线齿轮泵,通常集成在主回路变量液压泵的后盖内,与主液压泵同轴驱动。之所以普遍采用内齿轮泵或摆线齿轮泵作为补油泵,除其结构紧凑外,还因其可容纳直径较粗的驱动轴,便于继续向后传输动力。有些具有整体式无级变速器形态的静液压驱动装置的补油泵并不直接由主变量驱动轴驱动,而是由变速器内的另一根时常转动的轴驱动,转速也不一定与主变量泵相同。除了安装位置的原因外,这种方式往往还出于优化补油泵转速的考虑。

闭式回路系统的补油系统原本是一个由跨接在补油泵出口和油箱(等效于补油泵吸油口)之间的补油溢流阀或冲洗溢流阀稳压的恒压系统。早期的变量泵的壳体内体积和空间宽松,随着静液压驱动装置功率密度的大幅提高,主变量泵和变量马达的结构日趋精细紧凑,变量液压缸也必须瘦身,不得不以提高补油压力的方式来补偿维持所需的调节力。时下典型的静液压驱动装置的补油压力已提高到了2.0～2.4MPa,采用某些控制形式时甚至更高达3.2MPa,已经显著超过了为防止系统气蚀和保证系统刚性所需要的基础压力值(一般0.08～1.2MPa已足够,当系统中装有对背压有要求的内曲线马达等时最多1.6MPa)。

单从控制变量机构的要求来说,补油压力提高了以后可以相应地减小对变量机构流量的需求,并有利于提高变量响应速度。然而,事实是补油泵排量并未因用于变量机构的流量需求的下降而显著减小。过高的补油压力不仅使补油系统本身带来的附加能耗增加、效率下降,而且在最高工作压力不变的条件下,补油压力提高的同时也过分增加了主回路的背压,势必减小闭式回路液压系统的有效工作压差,并因之降低了主变量泵和液压马达等功率传输元件的工作效能和实际功率密度。

静液压驱动装置中的补油系统在保证闭式回路系统正常工作的同时,也造成了不可小视的附加功率和功能损失。这说明,目前把补油、冲洗和变量控制的供能系统简单“捆绑”在一起的习惯做法,在控制补油系统能耗方面的考虑还是比较粗放的。作者认为,今后进一步提高静液压驱动装置的效率的途径之一,可能是将补油、冲洗系统与变量调节系统分开,按照各自的工况要求优化相关系统参数。例如降低前者的压力,为后者专设一个压力较高而流量较小、必要时带有蓄能器以应对快速响应要求的控制油源等。这样在系统效率和最大输出转矩等方面,或许还能再抠出几个百分点的收益。

“在输入转速和输出端马达排量恒定的条件下,液压驱动系统原则上有两大类控制输出转速的方式,即阀控方式和泵控方式,它们调节的对象都是改变主回路中的流量。

牵动转速的传动比调节

一套静液压驱动装置本身所能够主动和实时调节的参数是其输入和输出转速之间的传动比。一般情况下,车辆与行走机械的行驶速度是人们的预期目标值。人们通过改变原动机转速(等于静液压驱动装置的输入转速)和传动比来控制静液压传动装置中作为输出元件或执行元件的液压马达的转速,进而控制与之相关的车辆行驶速度。

在输入转速和输出端马达排量恒定的条件下,液压驱动系统原则上有两大类控制输出转速的方式,它们调节的对象都是改变主回路中的流量。对于开式和闭式回路皆如此。

第一种是阀控方式,或称节流型控制或液阻型控制,本质是通过控制设于主泵系统中的节流元件的开度大小来控制输往液压马达的流量。第二种是泵控方式,即一些俄文文献中所称的“容积式调节”。其基本特征是通过改变液压泵的某些机械性质的结构参数来控制其输出流量,实质是采用了可调节排量的变量泵。目前,开式液压系统仍是阀控和泵控并存的局面,而采用闭式回路液压系统的现代静液压驱动装置则绝大多数都采用泵控方式调节主回路中的流量。

与阀控系统只从相对恒定的输入流量中截取一部分供给执行元件,多余的溢流回油箱的方式不同,泵控系统从油源开始其主回路的流量就是“按需产出”。由于没有多余流量的溢流损失,泵控系统的能耗比阀控系统明显减少,尤其在小流量、高压力工况下的效率要比阀控系统高出许多。但是构成泵控系统的变量液压泵的结构远比阀控流量阀更为复杂和昂贵,可调部件如柱塞变量泵中的斜盘、缸体和滑动曲柄等的体积、质量以及相关的惯性力和摩擦力较之阀控系统中的调节阀芯都要大得多,所以它的响应较慢,调节装置自身动作的功率需求较大,元件和控制系统的成本都较高。这些特点使其更适合应用于对效率要求严格的连续运转的传动装置中。

对于静液压驱动技术而言,“容积式调节”的称谓似乎更为全面,因为很多情况下对液压马达也要进行排量调节,而目前似乎还没有人采用与“泵控”相对应的“马达控”这样比较拗口的术语。

提高静液压驱动装置效率的基本原则之一,是尽量不要在主回路系统中设置具有较大液阻的阀类元件和滤油器等辅助器件,也应尽量避免在主回路中的高压侧引出除了必要的压力检测和反馈信号油口以外的旁通回路。前者会引起附加的压力损失,后者则会导致有效流量的损失,两者都会导致系统效率的下降并对调节品质有不利的影响。

闭式回路系统中的主泵输出的流量是难以分配给其他必要的辅助和控制系统的,泵控的闭式回路主系统通常只能专司传输功率流的任务,其他的调节和控制任务尚需由较小功率的辅助泵供油的阀控系统完成。因此几乎所有的静液压驱动系统中都包含了泵控和阀控两种系统,在以泵控为主的闭式回路系统中,阀控系统仍然是不可缺少的补充。

“油液混合动力系统凭借其更高的功率密度和更为成熟的元件,相对于油电混合动力系统具有更好的节能减排效果和更低的全寿命使用成本,而不再拘泥于恒压网络的二次调节液压系统正是油液混合动力传动链中的核心技术之一。

节能显著的二次调节液压系统

自德国汉堡联邦国防工业大学的H.W.Nikolaus在1977年注册了一项新的液压动力传动系统的专利以后,德文名为“Sekund·rgeregeltenAntriebssystem”的液压系统的汉译名称“二次调节液压系统”,在中国的液压业界就成为了以连接在带有液压蓄能器的恒压回路系统内的变量液压马达组构成的特定系统的专用术语。其实这个系统的本身既具有传统意义上的二次调节,也包含了一次调节的内容,即供能系统中的恒压调节。

二次调节液压系统符合在主回路系统中没有液阻较大的阀类元件的要求,属于前述容积调节的范畴。虽然在这一系统中作为动力传输元件的液压泵和液压马达的低压端油口都与液压油箱连接,但它用以输出旋转动力的变量液压马达却可以直接在马达和泵工况之间转化,具备在由输出转速和转矩坐标轴构成的四个象限中作功和吸能运转的能力。在外特性和适合应用的领域方面,与具有对称和可逆特点的采用闭式回路的静液压驱动系统具有许多共同之处,而与泵及马达同样与油箱直联的开式回路的液压系统的区别则较大。

该系统的独特之处是在一个公共的恒压网络中通过对于输出元件(变量液压马达)的排量控制实现在所需输出转速下对于负载的转矩和功率需求的匹配。这种配置方式很像电力系统中的公共市电网以恒定的电压统一供电,各用户自行连接和独立调节所装设电器的数量、输出转速、加热功率和照明亮度等使用参数的情况。相对于传统的闭式回路静液压驱动装置,二次调节液压系统的主要优点体现在多执行元件支持能力和通过回收终端的多余能量实现节能这两个方面。

然而二次调节液压系统所存在的一些缺点,如调节控制系统比较复杂并且具有不安定性;需要使用能够双向变量的液压马达,可选择的布局安装方式亦较为有限;不可能为克服几秒钟的峰值载荷预留巨大的排量储备;需要通过增大马达排量来提高输出转速,功能与结构相悖,不能充分发挥马达原有的的调速范围和功率容量;难以用于调节往复作用的液压缸等。

目前,二次调节液压系统主要应用在一些需要输出旋转动力但负荷具有明显周期变化的工业设备中,并以其节能效果好、装机功率小和调节品质高等优势,在冶金、采油、锻压和造纸等行业和一些动力传动装置试验检测设备中,为液压传动技术继续占有一席之地。在行走液压领域的应用则主要在需要多个执行元件同时独立动作而又有明显的回收负载势能效果的大型起重设备的卷扬绞盘等工作部件上。中国农机院液压所曾于20世纪80年代后期研制过一台采用这一技术,且可用电缆遥控的滑移转向式装载机样机,创新思维十分超前。