[科普中国]-方向控制回路

通过控制进入液压执行元件工作介质的通、断或变向来实现液压传动系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路。常用的方向控制回路有换向回路、浮动回路和锁紧回路。 1

作用①换向回路主要用于变换液压执行元件的运动方向，一般要求换向时具有良好的平稳性和灵敏性。换向回路可采用液压换向阀等来实现换向，在闭式液压传动系统中，可用双向变量液压泵和双向变量液压马达控制工作介质的流动方向米实现液压执行元件的换向。②锁紧回路的功用是使液压执行元件能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动位置。锁紧的原理就是将液压执行元件的进、回油路封闭。③ 浮动回路与锁紧回路相反,它是将液压执行元件的进、出油路连通或同时接通液压油箱、使其处于无约束的浮动状态。在自重或负载的惯性力及外力作用下液压执行元件仍可运动。2

换向回路换向回路是用于实现改变执行件运动方向的油路。简单的换向回路可以通过采用各种换向阀或改变双向变量液压泵的输油方向来实现。其中换向阀有电磁阀、电液阀、手动阀。电磁阀又分直流和交流两种驱动形式。它的特点是换向动作快，有一定冲击，但交流电磁阀不宜频繁切换。2

1—液压泵；2—溢流阀；3—手动换向阀； 4—液控换向阀；5、6—单向调速阀； 7、8—行程阀；9—液压缸

电磁阀通过和手动阀配合使用，可以实现一个往返行程的自动换向和停止，也可以与行程开关配合使用，实现多个往返行程的自动启动和换向，直到需要停止时方停止。

如图1所示为连续往返换向回路，整个回路由手动换向阀3（启动用）、液控换向阀4、单向调速阀5和6、行程阀7和8等组成。当操动手动换向阀3接通油路后，行程阀7接通，控制油推动液控换向阀4左移，液压缸9左腔进油，推动活塞向右移动；当活塞杆上的撞块碰到右边的行程阀8时，液控换向阀4的控制油路接通回油油路，液控换向阀在弹簧作用下右移复位，液压缸9右腔进油，推动活塞向左移动，实现液压缸9自动换向；当活塞杆上的撞块再碰到左边的行程阀时，液控换向阀4又自动换向，达到液压缸连续自动换向之目的。

电液阀的换向时间可以调整，换向较平稳，适合大流量的液压系统；采用变量液压泵来换向，换向平稳，但不适合频率需求较高的场合，而且构造复杂。对于换向要求平稳可靠和换向精度高的场合，可以采用特殊设计的换向阀。这类换向回路分时间控制制动式和行程控制制动式。

锁紧回路锁紧回路的作用是保证执行元件（如液压缸）停止运动后不再因外力的作用产生位移或窜动。锁紧回路可以采用液压元件实现，如单向阀、液控单向阀、O或M型的中位机能的换向阀、液压锁等。

图2是采用液控单向阀的锁紧回路。换向阀3在图示中位时，液压泵1卸荷，液控单向阀4、6处于锁紧状态，封闭了液压缸的两腔；当换向阀3在左位或右位时，液控单向阀4和6处于打开状态，液压缸实现向右或向左运动。

1—液压泵；2—溢流阀；3—换向阀 4、6—液控单向阀；5—液压缸

图3是采用换向阀的锁紧回路。它利用O或M型换向阀的中位机能可以封闭液压缸的两腔，使活塞在其行程的任意位置上锁紧。由于滑阀式换向阀的泄漏，这种回路的锁紧时间不会太长。

浮动回路把执行元件的进、出油口直接连通自行循环或同时接通油箱，使之处于无约束的浮动状态的方向控制回路。通常采用H型换向阀、二位二通阀、补油阀、脱开制动器等方法来实现。多用于工程机械的回转、起重机的“抛钩”（使吊钩从高处自重下降）、 装载机的“撞斗”（料斗无约束自由摆动）等工作场 合。

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何星 - 副教授 - 上海交通大学