第五章 電液比例控制基本回路

1、東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1第五章第五章 電液比例控制基本回路電液比例控制基本回路n51 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n52 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n53 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n54 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2n 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，由若干個(gè)液壓元件構(gòu)成，且能完成某一在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，由若干個(gè)液壓元件構(gòu)成，且能完成某一特定功能的液壓回路結(jié)構(gòu)被稱為液壓基本回路。一個(gè)液壓基本回特定功能的液壓回路結(jié)構(gòu)被稱為液壓基本回路。一個(gè)液壓基本回路中，若含有電

2、液比例元件便被稱為電液比例控制基本回路。一路中，若含有電液比例元件便被稱為電液比例控制基本回路。一個(gè)液壓系統(tǒng)中，如果它含有比例控制基本回路或元件，它便可稱個(gè)液壓系統(tǒng)中，如果它含有比例控制基本回路或元件，它便可稱為電液比例控制系統(tǒng)。為電液比例控制系統(tǒng)。n 液壓基本回路是由液壓元件按一定的規(guī)律組合而成。完成同液壓基本回路是由液壓元件按一定的規(guī)律組合而成。完成同一個(gè)工作目的，可以由不同的基本回路組合去完成。即使是完成一個(gè)工作目的，可以由不同的基本回路組合去完成。即使是完成同一工作任務(wù)的回路，由于選擇不同的元件，或者其組合方式不同一工作任務(wù)的回路，由于選擇不同的元件，或者其組合方式不同。組成的回路的性

3、能也可能大不相同。因此，了解和熟悉各種同。組成的回路的性能也可能大不相同。因此，了解和熟悉各種比例控制基本回路，包括普通基本回路，是正確使用和設(shè)計(jì)電液比例控制基本回路，包括普通基本回路，是正確使用和設(shè)計(jì)電液比例技術(shù)的基本條件。比例技術(shù)的基本條件。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所351 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n 壓力控制回路是任何一臺(tái)液壓設(shè)備必不可少的基本回路。它壓力控制回路是任何一臺(tái)液壓設(shè)備必不可少的基本回路。它的基本功能有兩個(gè)：一是在正常工況下向系統(tǒng)提供合適的壓力，的基本功能有兩個(gè)：一是在正常工況下向系統(tǒng)提供合適的壓力，以滿足液壓執(zhí)行

4、器對(duì)力或力矩方面的要求；二是在異常工況下能以滿足液壓執(zhí)行器對(duì)力或力矩方面的要求；二是在異常工況下能提供壓力保護(hù)，即系統(tǒng)卸荷或在安全壓力下溢流。提供壓力保護(hù)，即系統(tǒng)卸荷或在安全壓力下溢流。n 電液比例壓力控制可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)壓。換句話說，幾乎可以電液比例壓力控制可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)壓。換句話說，幾乎可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的壓力實(shí)現(xiàn)任意形狀的壓力時(shí)間時(shí)間(行程行程)曲線，使升壓、降壓過程平穩(wěn)曲線，使升壓、降壓過程平穩(wěn)且迅速。比例壓力控制提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)又使系統(tǒng)大大簡且迅速。比例壓力控制提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)又使系統(tǒng)大大簡化。其缺點(diǎn)是電氣控制技術(shù)較復(fù)雜，成本也較高?；?。其缺點(diǎn)是電氣控制技術(shù)較復(fù)雜，成本也較高

5、。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所451 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n5.1.1 比例溢流調(diào)壓回路比例溢流調(diào)壓回路n 1. 采用直動(dòng)式比例溢流閥采用直動(dòng)式比例溢流閥n 在比例調(diào)壓回路中，最常見的是采用比例溢流閥來進(jìn)行調(diào)壓。在比例調(diào)壓回路中，最常見的是采用比例溢流閥來進(jìn)行調(diào)壓。它可以通過改變輸入比例電磁鐵的電流，在額定值內(nèi)任意設(shè)定系它可以通過改變輸入比例電磁鐵的電流，在額定值內(nèi)任意設(shè)定系統(tǒng)壓力，適用于多級(jí)調(diào)壓系統(tǒng)。統(tǒng)壓力，適用于多級(jí)調(diào)壓系統(tǒng)。n 圖示為采用直動(dòng)式比例溢流閥的調(diào)壓回路。為了保證安全，圖示為采用直動(dòng)式比例溢流閥的調(diào)壓回路。為了保證

6、安全，比例溢流閥調(diào)壓回路通常都要加入限壓的安全閥。圖比例溢流閥調(diào)壓回路通常都要加入限壓的安全閥。圖 a 所示為直所示為直動(dòng)式比例溢流閥加安全閥方案，適用于流量小的情況。大流量時(shí)動(dòng)式比例溢流閥加安全閥方案，適用于流量小的情況。大流量時(shí)采用圖采用圖 b 所示的方案，它由普通先導(dǎo)溢流閥加一個(gè)小型直動(dòng)式比所示的方案，它由普通先導(dǎo)溢流閥加一個(gè)小型直動(dòng)式比例溢流閥構(gòu)成。這種回路中，直動(dòng)式比例溢流閥作遠(yuǎn)程調(diào)壓，主例溢流閥構(gòu)成。這種回路中，直動(dòng)式比例溢流閥作遠(yuǎn)程調(diào)壓，主溢流閥除作主溢流外還作為系統(tǒng)的安全閥使用。溢流閥除作主溢流外還作為系統(tǒng)的安全閥使用。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液

7、壓與氣動(dòng)研究所551 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路第五章 電液比例控制基本回路采用直動(dòng)式比例溢流閥的調(diào)壓回路采用直動(dòng)式比例溢流閥的調(diào)壓回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所651 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n 2. 采用先導(dǎo)式比例溢流閥采用先導(dǎo)式比例溢流閥n 下圖所示的兩種方案中采用了先導(dǎo)式比例溢流閥，與上圖中下圖所示的兩種方案中采用了先導(dǎo)式比例溢流閥，與上圖中的方案二具有相同的功能。比例溢流閥在電流為零時(shí)可以使系統(tǒng)的方案二具有相同的功能。比例溢流閥在電流為零時(shí)可以使系統(tǒng)卸荷。但為預(yù)防過大的故障電流輸入而引起過高的壓力對(duì)系統(tǒng)造卸荷。但為預(yù)防過大的故障電流輸入

8、而引起過高的壓力對(duì)系統(tǒng)造成傷害，設(shè)置安全閥是必要的。成傷害，設(shè)置安全閥是必要的。 第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所751 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路第五章 電液比例控制基本回路采用先導(dǎo)式比例溢流閥的調(diào)壓回路采用先導(dǎo)式比例溢流閥的調(diào)壓回路1先導(dǎo)式比例溢流閥先導(dǎo)式比例溢流閥 2安全閥安全閥 3帶限壓閥的比例溢流閥帶限壓閥的比例溢流閥東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所851 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路第五章 電液比例控制基本回路n 由這些基本回路可見，采用先導(dǎo)式比例壓力閥對(duì)回路調(diào)壓有由這些基本回路可見，采用先導(dǎo)式比例壓力閥

9、對(duì)回路調(diào)壓有兩種方式：一種是利用小型直動(dòng)式比例壓力閥對(duì)普通壓力閥進(jìn)行兩種方式：一種是利用小型直動(dòng)式比例壓力閥對(duì)普通壓力閥進(jìn)行控制。這種方式中，都是將比例閥作為先導(dǎo)級(jí)，與先導(dǎo)式溢流閥、控制。這種方式中，都是將比例閥作為先導(dǎo)級(jí)，與先導(dǎo)式溢流閥、減壓閥或順序閥的遙控口通過管道相連接。減壓閥或順序閥的遙控口通過管道相連接。n 這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，只要采用一個(gè)小型的直動(dòng)式比例溢流閥這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，只要采用一個(gè)小型的直動(dòng)式比例溢流閥就可以對(duì)系統(tǒng)或支路上的壓力作比例控制或者遠(yuǎn)距離控制。但是就可以對(duì)系統(tǒng)或支路上的壓力作比例控制或者遠(yuǎn)距離控制。但是由于增加了連接管道，使控制容積增加，而且還受主閥的性能限由于增加

10、了連接管道，使控制容積增加，而且還受主閥的性能限制，因此控制性能一般不如后者。另一種方案是采用專門設(shè)計(jì)和制，因此控制性能一般不如后者。另一種方案是采用專門設(shè)計(jì)和制造的先導(dǎo)式比例壓力閥，雖然其主閥結(jié)構(gòu)基本相同，由于經(jīng)設(shè)制造的先導(dǎo)式比例壓力閥，雖然其主閥結(jié)構(gòu)基本相同，由于經(jīng)設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)考慮，性能參數(shù)被優(yōu)化，它的控制性能得到提高。所以，計(jì)時(shí)仔細(xì)考慮，性能參數(shù)被優(yōu)化，它的控制性能得到提高。所以，在控制性能要求較高的場合適宜采用后者。在控制性能要求較高的場合適宜采用后者。東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所951 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n 3. 比例容積式調(diào)壓回路比例容積式調(diào)壓回

11、路n 比例容積式調(diào)壓回路是指采用比例容積式調(diào)壓回路是指采用比例壓力調(diào)節(jié)變量泵來對(duì)回路進(jìn)行壓比例壓力調(diào)節(jié)變量泵來對(duì)回路進(jìn)行壓力控制的回路。如右圖示它是一種恒力控制的回路。如右圖示它是一種恒壓變量泵。壓變量泵。n 在負(fù)載壓力未達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)泵在負(fù)載壓力未達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)泵以最大流量供油，這時(shí)供油壓力追隨以最大流量供油，這時(shí)供油壓力追隨負(fù)載變化。在工作壓入達(dá)到設(shè)定壓力負(fù)載變化。在工作壓入達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，供油壓力與負(fù)載無關(guān)，流量適應(yīng)時(shí)，供油壓力與負(fù)載無關(guān)，流量適應(yīng)負(fù)載要求。因此系統(tǒng)的設(shè)定壓力即變負(fù)載要求。因此系統(tǒng)的設(shè)定壓力即變量泵的截流壓力。它由進(jìn)入比例溢流量泵的截流壓力。它由進(jìn)入比例溢流閥的控制電流的

12、大小來設(shè)定。閥的控制電流的大小來設(shè)定。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1051 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路第五章 電液比例控制基本回路n 由上面的分析可見，采用比例壓力變量泵的調(diào)壓原理可以被由上面的分析可見，采用比例壓力變量泵的調(diào)壓原理可以被稱作容積調(diào)壓原理，它與溢流調(diào)壓原理不同。溢流調(diào)壓是在壓力稱作容積調(diào)壓原理，它與溢流調(diào)壓原理不同。溢流調(diào)壓是在壓力過高時(shí)排走多余的流量，避免流量在控制容腔內(nèi)的繼續(xù)積累而引過高時(shí)排走多余的流量，避免流量在控制容腔內(nèi)的繼續(xù)積累而引起壓力升高。容積調(diào)壓則在壓力過高時(shí)，利用壓力升高信息作為起壓力升高。容積調(diào)壓則在

13、壓力過高時(shí)，利用壓力升高信息作為流量多余的反映，并以此來控制輸出流量減小，使輸出壓力穩(wěn)定流量多余的反映，并以此來控制輸出流量減小，使輸出壓力穩(wěn)定在控制水平。在控制水平。n 電液比例調(diào)壓回路的主要應(yīng)用有電液比例調(diào)壓回路的主要應(yīng)用有n 1)多級(jí)壓力控制；多級(jí)壓力控制；n 2)系統(tǒng)卸荷；系統(tǒng)卸荷；n 3)力控制系統(tǒng)。力控制系統(tǒng)。東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1151 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n5.1.2 比例減壓回路比例減壓回路n 在單泵供油的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)某個(gè)支路所需的工作壓力低于在單泵供油的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)某個(gè)支路所需的工作壓力低于溢流閥的設(shè)定值，或要求支路有可調(diào)的穩(wěn)

14、定的低壓力時(shí)，就要采溢流閥的設(shè)定值，或要求支路有可調(diào)的穩(wěn)定的低壓力時(shí)，就要采用減壓閥組成減壓回路。用減壓閥組成減壓回路。n 下圖所示為采用比例減壓閥的基本回路。圖下圖所示為采用比例減壓閥的基本回路。圖 c 中采用單向減中采用單向減壓閥。液壓泵同時(shí)向缸壓閥。液壓泵同時(shí)向缸和和供油。缸供油。缸下行時(shí)通過單向減壓閥下行時(shí)通過單向減壓閥可獲得低于系統(tǒng)壓力的多種低壓值。而回程時(shí)缸可獲得低于系統(tǒng)壓力的多種低壓值。而回程時(shí)缸上腔的回油經(jīng)上腔的回油經(jīng)單向閥回油箱，不受減壓閥阻礙。單向閥回油箱，不受減壓閥阻礙。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1251 電液比例壓力控制回路

15、電液比例壓力控制回路第五章 電液比例控制基本回路比例減壓基本回路比例減壓基本回路1二通比例減壓閥二通比例減壓閥 2三通比例減壓閥三通比例減壓閥 3單向比例減壓閥單向比例減壓閥東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1351 電液比例壓力控制回路電液比例壓力控制回路n 二通減壓閥在控制壓力上升時(shí)是足夠快的。但是，用它控制二通減壓閥在控制壓力上升時(shí)是足夠快的。但是，用它控制壓力下降時(shí)，由于結(jié)構(gòu)上使二次壓力油回油須經(jīng)細(xì)小的通道，所壓力下降時(shí)，由于結(jié)構(gòu)上使二次壓力油回油須經(jīng)細(xì)小的通道，所以很慢。采用三通減壓閥可以克服這個(gè)缺點(diǎn)。在二次壓力過高時(shí)，以很慢。采用三通減壓閥可以克服這個(gè)缺點(diǎn)。在二次壓力過高

16、時(shí)，它可以經(jīng)三通減壓閥的另一主通道直接回油箱。三通比例減壓閥它可以經(jīng)三通減壓閥的另一主通道直接回油箱。三通比例減壓閥控制壓力上升或下降時(shí)間基本相同，可用于活塞雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)保持控制壓力上升或下降時(shí)間基本相同，可用于活塞雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)保持恒壓持制，如圖恒壓持制，如圖 b 所示。所示。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1452 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n 要對(duì)液壓執(zhí)行器實(shí)行速度控制，即調(diào)速可以采用兩種方法，要對(duì)液壓執(zhí)行器實(shí)行速度控制，即調(diào)速可以采用兩種方法，這就是改變進(jìn)入執(zhí)行器的流量，或改變執(zhí)行器的排量。對(duì)液壓缸這就是改變進(jìn)入執(zhí)行器的流量，或改變執(zhí)行器

17、的排量。對(duì)液壓缸是改變它的有效工作面積。是改變它的有效工作面積。n 電液比例速度調(diào)節(jié)，根據(jù)上述原理有三種常用的方式：電液比例速度調(diào)節(jié)，根據(jù)上述原理有三種常用的方式：n 比例節(jié)流調(diào)速：采用定量泵供油，利用比例節(jié)流閥、比例調(diào)比例節(jié)流調(diào)速：采用定量泵供油，利用比例節(jié)流閥、比例調(diào)速閥、比例方向閥等作為節(jié)流元件。通過改變節(jié)流口的通流面積速閥、比例方向閥等作為節(jié)流元件。通過改變節(jié)流口的通流面積和控制節(jié)流口前后壓差的方法，實(shí)現(xiàn)改變進(jìn)入執(zhí)行器的流量來調(diào)和控制節(jié)流口前后壓差的方法，實(shí)現(xiàn)改變進(jìn)入執(zhí)行器的流量來調(diào)速。根據(jù)節(jié)流元件在回路中的位置又分為四種形式：進(jìn)口節(jié)流、速。根據(jù)節(jié)流元件在回路中的位置又分為四種形式：進(jìn)

18、口節(jié)流、出口節(jié)流、旁路節(jié)流和聯(lián)合節(jié)流出口節(jié)流、旁路節(jié)流和聯(lián)合節(jié)流(進(jìn)出口同時(shí)節(jié)流進(jìn)出口同時(shí)節(jié)流)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單?？刂凭雀摺５捎诠?jié)流損失引起發(fā)熱等，它只適用于構(gòu)簡單。控制精度高。但由于節(jié)流損失引起發(fā)熱等，它只適用于功率較小的場合。功率較小的場合。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1552 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n 比例容積調(diào)速：采用比例排量調(diào)節(jié)變量泵與定量執(zhí)行器，或比例容積調(diào)速：采用比例排量調(diào)節(jié)變量泵與定量執(zhí)行器，或定量泵與比例排量調(diào)節(jié)馬達(dá)等的組合來實(shí)現(xiàn)。通過改變泵或馬達(dá)定量泵與比例排量調(diào)節(jié)馬達(dá)等的組合來實(shí)現(xiàn)。通過改變泵

19、或馬達(dá)的排量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。優(yōu)點(diǎn)是效率高，但控制精度不如節(jié)流調(diào)速，適的排量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。優(yōu)點(diǎn)是效率高，但控制精度不如節(jié)流調(diào)速，適用于大功率系統(tǒng)。用于大功率系統(tǒng)。n 比例容積節(jié)流流調(diào)速：采用比例流量調(diào)節(jié)型變量泵，通過改比例容積節(jié)流流調(diào)速：采用比例流量調(diào)節(jié)型變量泵，通過改變泵內(nèi)置的比例節(jié)流閥的開口面積和壓力補(bǔ)償原理，使泵的供油變泵內(nèi)置的比例節(jié)流閥的開口面積和壓力補(bǔ)償原理，使泵的供油層自動(dòng)地與負(fù)載的要求相適應(yīng)?？刂凭扰c節(jié)流調(diào)速相當(dāng)，大功層自動(dòng)地與負(fù)載的要求相適應(yīng)?？刂凭扰c節(jié)流調(diào)速相當(dāng)，大功率情況下，節(jié)流損失不容忽視。率情況下，節(jié)流損失不容忽視。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與

20、氣動(dòng)研究所1652 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n5.2.1 比例節(jié)流調(diào)速及其壓力補(bǔ)償比例節(jié)流調(diào)速及其壓力補(bǔ)償n 利用一個(gè)比例節(jié)流閥或比例調(diào)速閥可以對(duì)單個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行多利用一個(gè)比例節(jié)流閥或比例調(diào)速閥可以對(duì)單個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行多速控制或?qū)Χ鄠€(gè)執(zhí)行器分別進(jìn)行速度控制。在后者中，一般每次速控制或?qū)Χ鄠€(gè)執(zhí)行器分別進(jìn)行速度控制。在后者中，一般每次只對(duì)其中一個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行控制。它也可以有進(jìn)口、出口或傍路節(jié)只對(duì)其中一個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行控制。它也可以有進(jìn)口、出口或傍路節(jié)流之分，連接方法也與相應(yīng)的回路完全相同。流之分，連接方法也與相應(yīng)的回路完全相同。n 比例節(jié)流閥也必須與溢流閥聯(lián)合使用，即保持比例節(jié)流口的比例節(jié)流閥

21、也必須與溢流閥聯(lián)合使用，即保持比例節(jié)流口的進(jìn)口壓力為恒定的條件下，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的精確控制。下圖所進(jìn)口壓力為恒定的條件下，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的精確控制。下圖所示為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。它利用一只比例節(jié)流閥對(duì)兩個(gè)執(zhí)行器的示為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。它利用一只比例節(jié)流閥對(duì)兩個(gè)執(zhí)行器的前進(jìn)后退速度分別進(jìn)行控制。前進(jìn)后退速度分別進(jìn)行控制。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1752 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路比例節(jié)流調(diào)速回路比例節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)口節(jié)流回路進(jìn)口節(jié)流回路帶壓力補(bǔ)償回路帶壓力補(bǔ)償回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所18

22、52 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n 由于比例方向閥兼有比例節(jié)流功能，所以，兩位四通比由于比例方向閥兼有比例節(jié)流功能，所以，兩位四通比例方向閥常用作比例節(jié)流閥使用。使用時(shí)可以只利用其中一例方向閥常用作比例節(jié)流閥使用。使用時(shí)可以只利用其中一個(gè)通道，也可同時(shí)使用兩個(gè)通道，這時(shí)道流能力加倍。如下個(gè)通道，也可同時(shí)使用兩個(gè)通道，這時(shí)道流能力加倍。如下圖。圖。第五章 電液比例控制基本回路使用單通道使用單通道（帶壓力補(bǔ)償）（帶壓力補(bǔ)償）使用雙通道使用雙通道東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所1952 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n5.2.2 比例容積調(diào)速回路比例容積調(diào)速回路n

23、 1. 比例排量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速比例排量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速回路回路 比例排量泵調(diào)速回路屬于容積調(diào)比例排量泵調(diào)速回路屬于容積調(diào)速回路，其應(yīng)用基本回路如圖所示。速回路，其應(yīng)用基本回路如圖所示。它是通過改變泵的排量來改變進(jìn)入液它是通過改變泵的排量來改變進(jìn)入液壓執(zhí)行器的流量，從而達(dá)到調(diào)速的目壓執(zhí)行器的流量，從而達(dá)到調(diào)速的目的。因沒有節(jié)流損失，所以效率高。的。因沒有節(jié)流損失，所以效率高。適用于大功宰和頻繁改變速度的應(yīng)用適用于大功宰和頻繁改變速度的應(yīng)用。不存在截流壓力，故應(yīng)該設(shè)置安全。不存在截流壓力，故應(yīng)該設(shè)置安全閥。閥。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2052

24、電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n 2. 比例流量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速回路比例流量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速回路n 下圖是比例流量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速回路。它屬于容積節(jié)流型下圖是比例流量調(diào)節(jié)型變量泵的調(diào)速回路。它屬于容積節(jié)流型的調(diào)速回路。由于有內(nèi)部的負(fù)載壓力補(bǔ)償，它的輸出流量與負(fù)載無的調(diào)速回路。由于有內(nèi)部的負(fù)載壓力補(bǔ)償，它的輸出流量與負(fù)載無關(guān)，是一種穩(wěn)流量泵，具有很高的穩(wěn)流精度。應(yīng)用本泵可以方便地關(guān)，是一種穩(wěn)流量泵，具有很高的穩(wěn)流精度。應(yīng)用本泵可以方便地用電信號(hào)控制系統(tǒng)各工況所需流量，并同時(shí)做到泵壓力與負(fù)載壓力用電信號(hào)控制系統(tǒng)各工況所需流量，并同時(shí)做到泵壓力與負(fù)載壓力相適應(yīng)。稱為負(fù)荷感應(yīng)控制。圖相

25、適應(yīng)。稱為負(fù)荷感應(yīng)控制。圖a為不帶壓力控制的比例流量調(diào)節(jié)，為不帶壓力控制的比例流量調(diào)節(jié)，由于該泵不會(huì)回到零流量處，系統(tǒng)必須設(shè)置足夠大的溢流閥，使在由于該泵不會(huì)回到零流量處，系統(tǒng)必須設(shè)置足夠大的溢流閥，使在不需要流量時(shí)能以合理的壓力排走所有的流量。圖不需要流量時(shí)能以合理的壓力排走所有的流量。圖b是一種帶有壓力是一種帶有壓力調(diào)節(jié)的比例流量調(diào)節(jié)。通過手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的比例流量調(diào)節(jié)。通過手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥3可以調(diào)定泵的截流壓力?？梢哉{(diào)定泵的截流壓力。當(dāng)壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，泵便自動(dòng)減小排出流量，維持輸出壓力近似當(dāng)壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，泵便自動(dòng)減小排出流量，維持輸出壓力近似不變，直至截流。但有時(shí)為了避免變量活塞的

26、頻繁移動(dòng)，上述的溢不變，直至截流。但有時(shí)為了避免變量活塞的頻繁移動(dòng)，上述的溢流閥仍是必要的。流閥仍是必要的。 第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2152 電液比例速度控制回路電液比例速度控制回路n 由于這種泵有節(jié)流損失，因而由于這種泵有節(jié)流損失，因而這種系統(tǒng)會(huì)有一定程度的發(fā)熱。限這種系統(tǒng)會(huì)有一定程度的發(fā)熱。限制了它在大功率范圍的使用。制了它在大功率范圍的使用。第五章 電液比例控制基本回路1溢流閥溢流閥2內(nèi)置限壓閥內(nèi)置限壓閥3節(jié)流壓力節(jié)流壓力 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥4內(nèi)置限壓閥內(nèi)置限壓閥單向調(diào)速單向調(diào)速帶壓力調(diào)節(jié)的雙向調(diào)速帶壓力調(diào)節(jié)的雙向調(diào)速東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)

27、院液壓與氣動(dòng)研究所2253 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 電液比例方向閥具有方向控制及比例節(jié)流的功能，用于控制電液比例方向閥具有方向控制及比例節(jié)流的功能，用于控制負(fù)載的運(yùn)動(dòng)方向和速度。使用比例方向閥的回路，可省去節(jié)流調(diào)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)方向和速度。使用比例方向閥的回路，可省去節(jié)流調(diào)速元件，能迅速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，避免壓力尖峰及滿足切速元件，能迅速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，避免壓力尖峰及滿足切換性能的要求，延長元件和機(jī)器的使用壽命。換性能的要求，延長元件和機(jī)器的使用壽命。n 常見的比例方向閥有二位四通和三位四通兩種。比例方向閥常見的比例方向閥有二位四通和三位四通兩種。比例方向閥

28、由于是進(jìn)、出口同時(shí)節(jié)流控制，由此帶來種種新問題。這正是本由于是進(jìn)、出口同時(shí)節(jié)流控制，由此帶來種種新問題。這正是本節(jié)中要詳細(xì)研究討論的。比例方閥的兩條通道的開口面積可以從節(jié)中要詳細(xì)研究討論的。比例方閥的兩條通道的開口面積可以從零到最大變化，這僅取決于控制電流。但兩通道的開口面積比可零到最大變化，這僅取決于控制電流。但兩通道的開口面積比可能是能是 1：1(對(duì)稱閥芯對(duì)稱閥芯)，也可能是，也可能是 2：1(非對(duì)稱閥芯非對(duì)稱閥芯)。這樣做是為。這樣做是為了適應(yīng)不對(duì)稱的液壓缸的要求而設(shè)的。了適應(yīng)不對(duì)稱的液壓缸的要求而設(shè)的。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2353 電

29、液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 單桿液壓缸在同一速度下，進(jìn)、出兩腔的流量互不相同。三單桿液壓缸在同一速度下，進(jìn)、出兩腔的流量互不相同。三位四通閥的中位機(jī)能，即無信號(hào)狀態(tài)下自然位置上各油口的連通位四通閥的中位機(jī)能，即無信號(hào)狀態(tài)下自然位置上各油口的連通情況也有多種形式。它們對(duì)回路的性能也有十分重要的影響。以情況也有多種形式。它們對(duì)回路的性能也有十分重要的影響。以上這些，其中特別是它的進(jìn)、出口同時(shí)節(jié)流功能給比例方向調(diào)速上這些，其中特別是它的進(jìn)、出口同時(shí)節(jié)流功能給比例方向調(diào)速回路帶來很多與普通換向閥回路不同的特性。有些情況。在使用回路帶來很多與普通換向閥回路不同的特性。有些情況。

30、在使用普通換向閥是可行的，但使用同樣中位機(jī)能的比例方向閥就會(huì)出普通換向閥是可行的，但使用同樣中位機(jī)能的比例方向閥就會(huì)出問題。最明顯不同的地方是在比例控制中，執(zhí)行器兩工作腔的面問題。最明顯不同的地方是在比例控制中，執(zhí)行器兩工作腔的面積比必須與控制閥的開口面積比相適應(yīng)。通常，對(duì)稱執(zhí)行器與對(duì)積比必須與控制閥的開口面積比相適應(yīng)。通常，對(duì)稱執(zhí)行器與對(duì)稱閥芯配用，稱閥芯配用，2：1執(zhí)行器與執(zhí)行器與2：1閥芯連用。閥芯連用。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2453 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n5.3.1 對(duì)稱執(zhí)行器的比例方向控制回路對(duì)稱執(zhí)行器

31、的比例方向控制回路n 這里的對(duì)稱執(zhí)行器包括液壓馬達(dá)，面積相等的雙出桿液壓缸，這里的對(duì)稱執(zhí)行器包括液壓馬達(dá)，面積相等的雙出桿液壓缸，以及面積比接近以及面積比接近1：1的單桿液壓缸。這類執(zhí)行器可由對(duì)稱開口的的單桿液壓缸。這類執(zhí)行器可由對(duì)稱開口的中閉型中閉型(0型型)和加壓型和加壓型(P型型)以及泄放型以及泄放型(Y型型)的比例方向閥來進(jìn)行的比例方向閥來進(jìn)行控制。下面分別介紹它們的工作原理和特性?？刂?。下面分別介紹它們的工作原理和特性。n（1）封閉（）封閉（O）型比例方向閥換向回路）型比例方向閥換向回路n 這種回路的特點(diǎn)是閥處于中位時(shí)，執(zhí)行器的進(jìn)出油口全封閉，這種回路的特點(diǎn)是閥處于中位時(shí)，執(zhí)行器的進(jìn)

32、出油口全封閉，活塞或馬達(dá)被鎖定。但當(dāng)慣性負(fù)載較大，閥芯轉(zhuǎn)換較快時(shí)會(huì)產(chǎn)生活塞或馬達(dá)被鎖定。但當(dāng)慣性負(fù)載較大，閥芯轉(zhuǎn)換較快時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些不良的現(xiàn)象，例如引起某腔的壓力過分升高，或另一腔的壓一些不良的現(xiàn)象，例如引起某腔的壓力過分升高，或另一腔的壓力過分降低、出現(xiàn)抽空或空穴。兩種現(xiàn)象都會(huì)使運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。因力過分降低、出現(xiàn)抽空或空穴。兩種現(xiàn)象都會(huì)使運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。因此使用這種回路時(shí)應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)減速時(shí)的高壓保護(hù)，以及防止空穴此使用這種回路時(shí)應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)減速時(shí)的高壓保護(hù)，以及防止空穴產(chǎn)生的措施。產(chǎn)生的措施。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2553 電液比例方向及速度控制回路電液比

33、例方向及速度控制回路n 另一方面，當(dāng)負(fù)載災(zāi)然減小，或負(fù)載因節(jié)流而獲得一個(gè)減速另一方面，當(dāng)負(fù)載災(zāi)然減小，或負(fù)載因節(jié)流而獲得一個(gè)減速度。都會(huì)使出油側(cè)節(jié)流口壓差度。都會(huì)使出油側(cè)節(jié)流口壓差p2大大增加，這樣可使大大增加，這樣可使p1p2 (見下圖見下圖a)，因而液壓的左腔將產(chǎn)生抽空或空穴，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速，因而液壓的左腔將產(chǎn)生抽空或空穴，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度不受控制?？梢娫诖髴T性負(fù)載時(shí)采取適當(dāng)措施是必要的。度不受控制。可見在大慣性負(fù)載時(shí)采取適當(dāng)措施是必要的。n 圖圖b是一種較好的設(shè)計(jì)方案。執(zhí)行器可以是液壓馬達(dá)或?qū)ΨQ是一種較好的設(shè)計(jì)方案。執(zhí)行器可以是液壓馬達(dá)或?qū)ΨQ液壓缸。溢流閥液壓缸。溢流閥 l 用于吸收壓力

34、沖擊。其調(diào)整壓力應(yīng)大于最高工用于吸收壓力沖擊。其調(diào)整壓力應(yīng)大于最高工作壓力。兩個(gè)補(bǔ)油單向閥作壓力。兩個(gè)補(bǔ)油單向閥 2 用于出現(xiàn)真空時(shí)補(bǔ)油。它的開啟壓力用于出現(xiàn)真空時(shí)補(bǔ)油。它的開啟壓力應(yīng)在應(yīng)在 0.05MPa 左右。如果這個(gè)油馬達(dá)回路只是整個(gè)液壓系統(tǒng)的一左右。如果這個(gè)油馬達(dá)回路只是整個(gè)液壓系統(tǒng)的一部分，那么其它部分的回油可與補(bǔ)油單向閥的進(jìn)油口相連，并加部分，那么其它部分的回油可與補(bǔ)油單向閥的進(jìn)油口相連，并加上調(diào)整壓力為上調(diào)整壓力為 0.3MPa 左右的背壓閥，這樣可使防真空保護(hù)更為左右的背壓閥，這樣可使防真空保護(hù)更為理想。理想。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研

35、究所2653 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路O型控制換向調(diào)速回路型控制換向調(diào)速回路a. 換向時(shí)壓差的變化換向時(shí)壓差的變化b. 雙向泄油溢流閥雙向泄油溢流閥1溢流閥溢流閥2補(bǔ)油單向閥補(bǔ)油單向閥3背壓閥背壓閥BAPTabvFL1223從其他功能來的補(bǔ)油?P1?P2東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2753 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n（2）加壓（）加壓（P）型比例方向閥換向回路）型比例方向閥換向回路n P型比例方向閥在中位時(shí)，型比例方向閥在中位時(shí)，A、B 油口與油口與 P 油口是幾乎關(guān)閉油口是幾乎關(guān)閉的，只允許小

36、流量通過，并對(duì)兩腔加壓。而的，只允許小流量通過，并對(duì)兩腔加壓。而 T 油口是完全關(guān)閉的。油口是完全關(guān)閉的。這種回路的優(yōu)點(diǎn)是中位時(shí)能提供小量的油流，補(bǔ)償執(zhí)行器的泄漏，這種回路的優(yōu)點(diǎn)是中位時(shí)能提供小量的油流，補(bǔ)償執(zhí)行器的泄漏，可減少空穴出現(xiàn)對(duì)機(jī)器的損壞?？蓽p少空穴出現(xiàn)對(duì)機(jī)器的損壞。n 對(duì)雙桿液壓缸和馬達(dá)，這一小流量足以補(bǔ)償泄漏，以及小慣對(duì)雙桿液壓缸和馬達(dá)，這一小流量足以補(bǔ)償泄漏，以及小慣性下防止真空出現(xiàn)；對(duì)大慣量系統(tǒng)，為防止出現(xiàn)空穴，可在執(zhí)行性下防止真空出現(xiàn)；對(duì)大慣量系統(tǒng)，為防止出現(xiàn)空穴，可在執(zhí)行器兩端跨接兩個(gè)限壓溢流閥。如下圖所示。器兩端跨接兩個(gè)限壓溢流閥。如下圖所示。n 應(yīng)當(dāng)指出，這種跨接式溢

37、流閥只適用于對(duì)稱執(zhí)行器。對(duì)差動(dòng)應(yīng)當(dāng)指出，這種跨接式溢流閥只適用于對(duì)稱執(zhí)行器。對(duì)差動(dòng)缸，產(chǎn)生的流量與需要補(bǔ)充的流量不相等。當(dāng)液壓缸外伸行程時(shí)，缸，產(chǎn)生的流量與需要補(bǔ)充的流量不相等。當(dāng)液壓缸外伸行程時(shí)，有桿腔的流量可能會(huì)經(jīng)跨接溢流閥向無桿腔泄油，但卻不足以防有桿腔的流量可能會(huì)經(jīng)跨接溢流閥向無桿腔泄油，但卻不足以防止真空或空穴出現(xiàn)。止真空或空穴出現(xiàn)。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2853 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 因此，因此，P型閥幾乎不能用于型閥幾乎不能用于差動(dòng)缸，而且當(dāng)閥位于中位時(shí)，差動(dòng)缸，而且當(dāng)閥位于中位時(shí)，還有可能使液壓

38、缸產(chǎn)生緩慢的移還有可能使液壓缸產(chǎn)生緩慢的移動(dòng)。動(dòng)。第五章 電液比例控制基本回路 此外，當(dāng)選用的液壓馬達(dá)的此外，當(dāng)選用的液壓馬達(dá)的泄漏不是直接外排，而是從內(nèi)部排泄漏不是直接外排，而是從內(nèi)部排向低壓腔時(shí)，就應(yīng)注意使用。因向低壓腔時(shí)，就應(yīng)注意使用。因P型閥中性時(shí)是兩邊加壓，此壓力有型閥中性時(shí)是兩邊加壓，此壓力有可能導(dǎo)至馬達(dá)密封損壞?？赡軐?dǎo)至馬達(dá)密封損壞。東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所2953 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n5.3.2 非對(duì)稱執(zhí)行器的比例方向控制回路非對(duì)稱執(zhí)行器的比例方向控制回路n 這里的非對(duì)稱執(zhí)行器指面積比為這里的非對(duì)稱執(zhí)行器指面積比為2：1或接

39、近或接近2：1的單出桿液的單出桿液壓缸。它主要由開口面積比為壓缸。它主要由開口面積比為2：1的泄放型的泄放型(Y型型)的比例方向閥來的比例方向閥來控制，如下圖控制，如下圖 a 所示。所示。Y型閥處在中位型閥處在中位(自然位置自然位置)時(shí)，供油口封閉，時(shí)，供油口封閉，而兩工作油口通過節(jié)流小孔與油箱相連。由此，閥處在中位時(shí)，而兩工作油口通過節(jié)流小孔與油箱相連。由此，閥處在中位時(shí)，不會(huì)在兩腔建立起高壓。不會(huì)在兩腔建立起高壓。n 通常，普通的通常，普通的Y型方向閥在中位時(shí)，其控制的液壓缸是可以型方向閥在中位時(shí)，其控制的液壓缸是可以浮動(dòng)的。但對(duì)浮動(dòng)的。但對(duì)Y型比例方向閥卻無此功能。因?yàn)樗幹形粫r(shí)，連型比

40、例方向閥卻無此功能。因?yàn)樗幹形粫r(shí)，連通兩工作腔的開口很小，不足以通過較大的流量。同樣它也不能通兩工作腔的開口很小，不足以通過較大的流量。同樣它也不能從油箱吸油，以防止空穴產(chǎn)生。為了防止真空狀態(tài)出現(xiàn)和慣性引從油箱吸油，以防止空穴產(chǎn)生。為了防止真空狀態(tài)出現(xiàn)和慣性引起的壓力峰值，加上適當(dāng)?shù)幕芈肥切枰?。起的壓力峰值，加上適當(dāng)?shù)幕芈肥切枰摹５谖逭?電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3053 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路差動(dòng)缸的換向及壓力保護(hù)回路差動(dòng)缸的換向及壓力保護(hù)回路BAPTBAPTba東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院

41、液壓與氣動(dòng)研究所3153 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 上圖上圖 b 是適用于避免真空狀態(tài)和慣性壓力沖擊的典型回路。是適用于避免真空狀態(tài)和慣性壓力沖擊的典型回路。兩單向閥用于真空時(shí)補(bǔ)油，它們的開啟壓力應(yīng)很低。兩個(gè)溢流閥兩單向閥用于真空時(shí)補(bǔ)油，它們的開啟壓力應(yīng)很低。兩個(gè)溢流閥把工作腔與油箱相連用于壓力保護(hù)。前面已經(jīng)提過，差動(dòng)缸是不把工作腔與油箱相連用于壓力保護(hù)。前面已經(jīng)提過，差動(dòng)缸是不宜采用溢流閥跨接在主油路的方式來泄壓的，因?yàn)槟菢颖Ｗo(hù)效果宜采用溢流閥跨接在主油路的方式來泄壓的，因?yàn)槟菢颖Ｗo(hù)效果不好。為了更有效地保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮單向閥的開啟壓力不好。為了更有效地保

42、護(hù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮單向閥的開啟壓力盡量低些，補(bǔ)油管的尺寸大小，補(bǔ)油點(diǎn)連接的地方，以及補(bǔ)油的盡量低些，補(bǔ)油管的尺寸大小，補(bǔ)油點(diǎn)連接的地方，以及補(bǔ)油的壓頭等問題。壓頭等問題。n 值得一提的重要問題是對(duì)于具有大活塞桿直徑的差動(dòng)缸，建值得一提的重要問題是對(duì)于具有大活塞桿直徑的差動(dòng)缸，建議不要采用議不要采用O型閥芯來進(jìn)行控制。記住，無論是比例閥式普通換型閥芯來進(jìn)行控制。記住，無論是比例閥式普通換向閥，向閥，O型閥芯在中位時(shí)內(nèi)泄漏常常會(huì)在液壓缸內(nèi)產(chǎn)生增壓作用，型閥芯在中位時(shí)內(nèi)泄漏常常會(huì)在液壓缸內(nèi)產(chǎn)生增壓作用，而且當(dāng)差動(dòng)回路形成時(shí)還會(huì)使液壓缸出現(xiàn)外伸蠕動(dòng)。而且當(dāng)差動(dòng)回路形成時(shí)還會(huì)使液壓缸出現(xiàn)外伸蠕動(dòng)。第五

43、章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3253 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n5.3.3 比例差動(dòng)控制回路比例差動(dòng)控制回路n 傳統(tǒng)的差動(dòng)回路通常只有一種差動(dòng)速度。比例差動(dòng)回路可以對(duì)差傳統(tǒng)的差動(dòng)回路通常只有一種差動(dòng)速度。比例差動(dòng)回路可以對(duì)差動(dòng)速度進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)控制，所使用的比例動(dòng)速度進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)控制，所使用的比例閥芯的型式通常是閥芯的型式通常是 Y 型和型和 YX3 型。由于比例閥的閥芯工作位置是連續(xù)型。由于比例閥的閥芯工作位置是連續(xù)的，很容易制造成專門適合于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)控制的閥芯，使差動(dòng)回路獲得的，

44、很容易制造成專門適合于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)控制的閥芯，使差動(dòng)回路獲得簡化。簡化。n 下圖是一種典型的差動(dòng)回路，它是利用下圖是一種典型的差動(dòng)回路，它是利用Y型閥芯實(shí)現(xiàn)的。左電磁型閥芯實(shí)現(xiàn)的。左電磁鐵通電是差動(dòng)向前控制，右電磁鐵通電是返回?？梢钥闯觯趦蓚€(gè)方鐵通電是差動(dòng)向前控制，右電磁鐵通電是返回?？梢钥闯?，在兩個(gè)方向上速度連續(xù)可調(diào)，這點(diǎn)與普通方向閥有所不同。通常普通方向閥的向上速度連續(xù)可調(diào)，這點(diǎn)與普通方向閥有所不同。通常普通方向閥的差動(dòng)速度不可調(diào)。差動(dòng)速度的調(diào)節(jié)是控制從差動(dòng)速度不可調(diào)。差動(dòng)速度的調(diào)節(jié)是控制從P到到A的開口面積變化來實(shí)的開口面積變化來實(shí)現(xiàn)。由于在現(xiàn)。由于在B管處裝入單向閥，使閥芯中位時(shí)不具管處

45、裝入單向閥，使閥芯中位時(shí)不具Y型閥的特點(diǎn)。為此，型閥的特點(diǎn)。為此，可把一個(gè)節(jié)流小孔與單向閥并聯(lián)，如圖中雙點(diǎn)畫線所示。可把一個(gè)節(jié)流小孔與單向閥并聯(lián)，如圖中雙點(diǎn)畫線所示。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3353 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路Y型閥差動(dòng)回路型閥差動(dòng)回路BAPT東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3453 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 也可以利用也可以利用 YX3 型閥芯來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)。事實(shí)上型閥芯來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)。事實(shí)上 YX3 型閥芯是專型閥芯是專門用實(shí)現(xiàn)差動(dòng)回路的。

46、這種門用實(shí)現(xiàn)差動(dòng)回路的。這種YX3 型閥芯的差動(dòng)回路如下圖型閥芯的差動(dòng)回路如下圖 a 所示。所示。它只需使用一個(gè)單向閥。顯然這種差動(dòng)回路想要獲得最大推力，它只需使用一個(gè)單向閥。顯然這種差動(dòng)回路想要獲得最大推力，可在有桿腔出口處加一個(gè)二位三通電磁閥，來改變?cè)撎幍挠吐吠稍谟袟U腔出口處加一個(gè)二位三通電磁閥，來改變?cè)撎幍挠吐吠ㄓ拖浔憧梢浴Ｒ部梢圆捎锰厥獾拈y芯來實(shí)現(xiàn)，如圖油箱便可以。也可以采用特殊的閥芯來實(shí)現(xiàn)，如圖 b 所示。這是所示。這是一個(gè)四位閥。要獲得這種閥是容易的，只要通過加工閥芯使可以。一個(gè)四位閥。要獲得這種閥是容易的，只要通過加工閥芯使可以。n 圖圖 b 所示的控制回路可以對(duì)外伸運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)連

47、續(xù)無級(jí)調(diào)速。其所示的控制回路可以對(duì)外伸運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級(jí)調(diào)速。其最大速度由差動(dòng)回路確定，因而加大了凋速范圍。差動(dòng)連接平滑最大速度由差動(dòng)回路確定，因而加大了凋速范圍。差動(dòng)連接平滑地過渡到最大推力連接，使回臍大為簡化。因此這種差功型比例地過渡到最大推力連接，使回臍大為簡化。因此這種差功型比例閥有推廣使用價(jià)值。閥有推廣使用價(jià)值。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3553 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路比例差動(dòng)回路比例差動(dòng)回路 YX3型閥差動(dòng)回路型閥差動(dòng)回路特殊閥芯差動(dòng)回路特殊閥芯差動(dòng)回路BAPT1234abBAPT

48、東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3653 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路n 這種回路的外伸工作過程是：當(dāng)無輸入控制信號(hào)時(shí)，閥位這種回路的外伸工作過程是：當(dāng)無輸入控制信號(hào)時(shí)，閥位2是是自然中位，活塞不動(dòng)；當(dāng)從放大器來的控制信號(hào)處在較低水平時(shí)，自然中位，活塞不動(dòng)；當(dāng)從放大器來的控制信號(hào)處在較低水平時(shí)，閥的工作位置逐漸過渡到閥的工作位置逐漸過渡到 3 的位置，這是全力工作模式，液壓缸的位置，這是全力工作模式，液壓缸提供最大的加速力，使活塞盡快加速；當(dāng)達(dá)到全流速度后，如果提供最大的加速力，使活塞盡快加速；當(dāng)達(dá)到全流速度后，如果繼續(xù)增大控制電流，則閥位由繼續(xù)增大控制電流

49、，則閥位由 3 過渡到過渡到4，這時(shí)是差動(dòng)工作模式。，這時(shí)是差動(dòng)工作模式。這是由于這是由于B到到T的油路被關(guān)閉，使油液通過單向閥與的油路被關(guān)閉，使油液通過單向閥與P會(huì)合，形成最會(huì)合，形成最高流量，活塞這時(shí)的速度為最大，并且與信號(hào)成比例可調(diào)。在行高流量，活塞這時(shí)的速度為最大，并且與信號(hào)成比例可調(diào)。在行程末端，控制信號(hào)回復(fù)到較低水平，活塞又工作在全力模式，完程末端，控制信號(hào)回復(fù)到較低水平，活塞又工作在全力模式，完成需要的工作循環(huán)。下圖所示為四位專用差動(dòng)閥在工作過程中的成需要的工作循環(huán)。下圖所示為四位專用差動(dòng)閥在工作過程中的控制電流與行程的關(guān)系曲線。從圖中曲線可以看出，兩種工作?？刂齐娏髋c行程的關(guān)系

50、曲線。從圖中曲線可以看出，兩種工作模式可以平滑轉(zhuǎn)換。其突出的優(yōu)點(diǎn)是：在工作壓力及流量不變的情式可以平滑轉(zhuǎn)換。其突出的優(yōu)點(diǎn)是：在工作壓力及流量不變的情況下，起動(dòng)時(shí)可獲得最大加速力；在空行程中可獲得可調(diào)的差動(dòng)況下，起動(dòng)時(shí)可獲得最大加速力；在空行程中可獲得可調(diào)的差動(dòng)快速，且在工作行程中又可獲得最大推力?？焖?，且在工作行程中又可獲得最大推力。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3753 電液比例方向及速度控制回路電液比例方向及速度控制回路第五章 電液比例控制基本回路差動(dòng)閥的控制特性差動(dòng)閥的控制特性1全力模式全力模式 2差動(dòng)模式差動(dòng)模式 全力加速段全力加速段 差動(dòng)加速

51、段差動(dòng)加速段 差動(dòng)快速段差動(dòng)快速段 減速過渡段減速過渡段 全力工作段全力工作段21v行程S iv東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3854 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路n5.4.1 重力平衡回路重力平衡回路n 在垂直運(yùn)動(dòng)的重物或超越負(fù)載的場合下，運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)在垂直運(yùn)動(dòng)的重物或超越負(fù)載的場合下，運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)超過供油能力所能達(dá)到的速度，這時(shí)液壓缸供油腔可能出現(xiàn)真空。運(yùn)超過供油能力所能達(dá)到的速度，這時(shí)液壓缸供油腔可能出現(xiàn)真空。運(yùn)動(dòng)部件超速失控，容易發(fā)生意外，因此液壓系統(tǒng)中要設(shè)置平衡回路。動(dòng)部件超速失控，容易發(fā)生意外，因此液壓系統(tǒng)中要設(shè)置平衡回路。

52、平街回路是在超速方向上設(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)淖枇?。?duì)立式液壓缸來說，平街回路是在超速方向上設(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)淖枇?。?duì)立式液壓缸來說，就是在下行的方向上設(shè)置平衡阻力，使之產(chǎn)生足夠的背壓，以便與自就是在下行的方向上設(shè)置平衡阻力，使之產(chǎn)生足夠的背壓，以便與自重或與運(yùn)動(dòng)方向同向的負(fù)載相平衡。重或與運(yùn)動(dòng)方向同向的負(fù)載相平衡。n 比例方向閥控制垂直上升下降速度的典型回路如下圖所示。圖中比例方向閥控制垂直上升下降速度的典型回路如下圖所示。圖中平衡元件采用單向溢流閥。溢流閥的調(diào)整壓力應(yīng)稍大于運(yùn)動(dòng)部件自重平衡元件采用單向溢流閥。溢流閥的調(diào)整壓力應(yīng)稍大于運(yùn)動(dòng)部件自重在液壓缸下腔形成的壓力。單向閥用于通過上行時(shí)的工作流量。這種

53、在液壓缸下腔形成的壓力。單向閥用于通過上行時(shí)的工作流量。這種回路下行時(shí)，由于有背壓存在，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)。平衡用的溢流閥應(yīng)采回路下行時(shí)，由于有背壓存在，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)。平衡用的溢流閥應(yīng)采用球形式錐形閥芯的直動(dòng)式溢流閥，使減小或消除因泄漏造成的緩慢用球形式錐形閥芯的直動(dòng)式溢流閥，使減小或消除因泄漏造成的緩慢下降。下降。第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所3954 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路第五章 電液比例控制基本回路重力平衡回路重力平衡回路BAPT東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所4054 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例

54、方向閥控制的實(shí)用回路第五章 電液比例控制基本回路帶重力平衡的差動(dòng)控制回路帶重力平衡的差動(dòng)控制回路BAPT東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所4154 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路n5.4.2 比例同步控制回路比例同步控制回路n 對(duì)于帶有多個(gè)執(zhí)行器，同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載運(yùn)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，對(duì)于帶有多個(gè)執(zhí)行器，同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載運(yùn)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，由于每個(gè)液壓缸的制造質(zhì)量、摩擦力、泄漏、負(fù)載及結(jié)構(gòu)變形上由于每個(gè)液壓缸的制造質(zhì)量、摩擦力、泄漏、負(fù)載及結(jié)構(gòu)變形上的差異，如果不采用適當(dāng)?shù)耐酱胧鞲椎男谐虝?huì)不同步，導(dǎo)的差異，如果不采用適當(dāng)?shù)耐酱胧?，各缸的行程?huì)不同步，導(dǎo)至產(chǎn)品質(zhì)

55、量下降或不能正常工作。同步回路是為了克服上述的影至產(chǎn)品質(zhì)量下降或不能正常工作。同步回路是為了克服上述的影響，通過改變進(jìn)入其中一些或全部液壓執(zhí)行器的流量來實(shí)現(xiàn)同步。響，通過改變進(jìn)入其中一些或全部液壓執(zhí)行器的流量來實(shí)現(xiàn)同步。通常以其中一個(gè)執(zhí)行器的位置作參考，改變進(jìn)入其它執(zhí)行器的流通常以其中一個(gè)執(zhí)行器的位置作參考，改變進(jìn)入其它執(zhí)行器的流量來達(dá)到位置跟隨而同步?？梢娡交芈繁举|(zhì)上是個(gè)位置控制回量來達(dá)到位置跟隨而同步?？梢娡交芈繁举|(zhì)上是個(gè)位置控制回路，因控制變量的信息來自對(duì)位置誤差的檢測。路，因控制變量的信息來自對(duì)位置誤差的檢測。 第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究

56、所4254 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路n 對(duì)比例同步回路，位置誤差的檢測都是利用位置傳感器來進(jìn)對(duì)比例同步回路，位置誤差的檢測都是利用位置傳感器來進(jìn)行的，因而位置同步精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙向同步。根據(jù)采用的比行的，因而位置同步精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙向同步。根據(jù)采用的比例元件來分可分為比例方向閥同步回路，比例調(diào)速閥同步回路和例元件來分可分為比例方向閥同步回路，比例調(diào)速閥同步回路和比例變量泵同步回路。前兩者屬于節(jié)流控制式，后者屬于容積控比例變量泵同步回路。前兩者屬于節(jié)流控制式，后者屬于容積控制式。制式。 第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所4

57、354 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路n（1）采用比例方向閥的同步回路）采用比例方向閥的同步回路 n 采用比例方向閥的同步回路，按比例方向閥在回路中是控制采用比例方向閥的同步回路，按比例方向閥在回路中是控制進(jìn)油還是放油可分成兩種。下圖所示為比例閥控制進(jìn)油的同步回進(jìn)油還是放油可分成兩種。下圖所示為比例閥控制進(jìn)油的同步回路。比例方向閥根據(jù)位置傳感器路。比例方向閥根據(jù)位置傳感器 l 和和 2 的反饋信號(hào)，連續(xù)地控制閥的反饋信號(hào)，連續(xù)地控制閥口開度，使輸出一個(gè)與手調(diào)節(jié)流閥相應(yīng)的流量。當(dāng)出現(xiàn)位置偏差口開度，使輸出一個(gè)與手調(diào)節(jié)流閥相應(yīng)的流量。當(dāng)出現(xiàn)位置偏差時(shí)，比例放大器求得一控制

58、信號(hào)，調(diào)整比例閥的開口，使朝減小時(shí)，比例放大器求得一控制信號(hào)，調(diào)整比例閥的開口，使朝減小偏差的方向變化，直至偏差消失。因此，這是一種位置閉環(huán)控制偏差的方向變化，直至偏差消失。因此，這是一種位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制精度主要取決于位置傳感器的檢測精度與比例閥的響系統(tǒng)，控制精度主要取決于位置傳感器的檢測精度與比例閥的響應(yīng)特性。理論上該回路沒有積累誤差。被壓缸的上行速度可以通應(yīng)特性。理論上該回路沒有積累誤差。被壓缸的上行速度可以通過節(jié)流閥過節(jié)流閥 5 來調(diào)節(jié)，而比例閥來調(diào)節(jié)，而比例閥 4 則會(huì)自動(dòng)跟蹤適應(yīng)。則會(huì)自動(dòng)跟蹤適應(yīng)。 第五章 電液比例控制基本回路東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所445

59、4 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路第五章 電液比例控制基本回路比例閥進(jìn)油同步回比例閥進(jìn)油同步回路路1，2位置傳感器位置傳感器3比例放大器比例放大器4比例方向閥比例方向閥5手調(diào)節(jié)流閥手調(diào)節(jié)流閥12345東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院液壓與氣動(dòng)研究所4554 其它比例方向閥控制的實(shí)用回路其它比例方向閥控制的實(shí)用回路n 上述回路要求比例閥有較大的通流能力，采用比例閥放油同上述回路要求比例閥有較大的通流能力，采用比例閥放油同步系統(tǒng)可以使選用較小通徑的比例閥，從而降低成本。比例閥放步系統(tǒng)可以使選用較小通徑的比例閥，從而降低成本。比例閥放油同步回路如下圖所示。該回路由兩個(gè)完全相同的定量泵分別向油同步回路如下圖所示。該回路由兩個(gè)完全相同的定量泵分別向液壓缸單獨(dú)供油。如果出現(xiàn)位置不同步，則橫梁傾斜，傳感器液壓缸單獨(dú)供油。如果出現(xiàn)位置不同步，則橫梁傾斜，傳感器 1 檢測到后控制比例閥檢測到后控制比例閥 3 的比例電磁