1.6　分析子系统

对液压与气动系统原理图中各个子系统进行工作原理及特性分析是液压与气动系统原理图分析的关键环节，只有分析清楚各个液压与气动子系统的工作原理，才能够分析清楚整个液压与气动系统的工作原理。对各个子系统进行分析包括分析子系统的组成结构，确定子系统动作过程和功能，绘制各个动作过程回路图，列写进、出回路路线以及填写电磁铁动作顺序表等过程。

（1）分析子系统的组成

对子系统的组成结构进行分析，是在前述步骤中粗略分析整个液压与气动系统原理图组成元件的基础上，结合具体工作机构和子系统，根据子系统液压与气动元件图形符号，分析各个子系统组成元件的功能及原理，从而确定构成子系统的基本回路，以便结合基本回路知识，对子系统进行工作原理的分析。

例如图1-15所示的液压子系统，根据液压元件图形符号，该液压子系统由液压缸1、换向阀2和平衡阀3组成，平衡阀使液压系统形成平衡回路，用于有垂直下降工况的液压系统中，防止液压子系统的负载由于自重而超速下降或用于平衡负载。

（2）确定子系统的动作过程及功能

根据子系统的组成结构能够把子系统归结为不同的基本回路，不同的基本回路具有不同的功能和动作过程，因此根据液压与气动子系统组成元件的功能及子系统的组成结构，可以确定液压与气动子系统的动作过程及能够实现的功能。

例如图1-15所示的液压系统的控制调节元件主要是平衡阀，因此该子系统的基本回路属于平衡回路。推断出该子系统属于平衡回路，因此可以推断该液压子系统的执行元件需要驱动有垂直下降工况的负载。从换向阀的三个工作位置能够确定液压缸的动作过程。当换向阀换向到左、右及中位三个工作位置时，液压缸活塞分别能够实现下行、上行以及停止的动作。此外，当换向阀处于中位时，液压泵直接接油箱，此时液压泵能够实现卸荷。因此，该子系统还具有使液压泵卸荷的节能功能。对于由变量泵组成的液压油源子系统，除了要分析油源的动作和功能外，还应分析变量泵的变量特性，最好能够给出变量泵的变量特性曲线。例如图1-13中恒功率变量泵的变量特性曲线如图1-16所示，图1-16的变量特性曲线表明，该恒功率变量泵的输出压力和输出流量的乘积基本恒定。

（3）绘制回路路线图

分析子系统的工作原理主要是分析各个动作过程中液压与气动系统回路的工作路线，各个工作过程中液压与气动子系统的回路图是液压与气动系统油路或气路路线的一种直观表现形式。绘制油路或气路路线时，可以在子系统原理图的基础上，把工作回路的路线用加粗的实线和虚线或不同颜色的线表示，液压油或压缩空气的流向用箭头表示在油路或气路路线上。

例如图1-15所示的液压子系统，在液压缸下行、上行以及停止动作过程中，油路路线图分别如图1-17、图1-18以及图1-19所示。

图1-17中如果需要液压缸活塞向下运动，应该令电磁换向阀工作在左位，因此电磁换向阀的电磁铁1DT通电、2DT断电（电磁换向阀的两个电磁铁不能同时通电），此时液压泵供油经电磁换向阀左位进入液压缸上腔，液压缸下腔油液经平衡阀和换向阀左位回油箱。由于液压缸下腔回油方向是平衡阀中单向阀截止、顺序阀打开方向，因此只有当液压缸下腔压力达到平衡阀中顺序阀的调定压力时，平衡阀打开，液压缸下腔才能回油，起到了平衡作用。

图1-18中如果需要液压缸活塞向上运动，应该令电磁换向阀工作在右位，因此电磁换向阀的电磁铁2DT通电、1DT断电，此时液压泵供油经电磁换向阀右位和平衡阀中的单向阀进入液压缸下腔，液压缸上腔油液经电磁换向阀右位直接回油箱。

当液压缸活塞需要停止在某一位置时，电磁换向阀的电磁铁1DT和2DT都断电，电磁换向阀回到中位，液压缸上、下两腔封闭，平衡阀关闭，液压泵经电磁换向阀中位直接回油箱。

（4）列写回路路线

在液压与气动子系统的各个动作过程中，油路或气路路线能够更清晰地体现各子系统的工作原理，因此在液压与气动系统回路路线图基础上，把复杂的油路或气路路线列写出来，更有助于液压与气动子系统的分析和理解。列写液压与气动回路路线时，可使用箭头把液压油或压缩空气先后流经的元件连接起来。通常回路路线需要分别列写进油（气）路线和回油（气）路线，有时回路路线可能是封闭的或有分支的路线，有时如果回路路线过于简单，也可以省略该路线。例如图1-17所示液压缸向下运动的油路路线可列写如下：

进油路　液压泵→换向阀2左位→液压缸1上腔

回油路　液压缸1下腔→平衡阀3中顺序阀→换向阀2左位→油箱

图1-18所示液压缸向上运动时油路路线可列写为：

进油路　液压泵→换向阀2右位→平衡阀3中单向阀→液压缸1下腔

回油路　液压缸1上腔→换向阀2右位→油箱

（5）填写电磁铁或控制阀动作顺序表

采用电磁换向阀的液压与气动系统能够实现回路的自动控制和循环动作，因此作为液压与气动系统的控制元件，电磁换向阀中电磁铁的通断和液压与气动系统的动作密切相关。列写电磁铁动作顺序表能够更直观地体现液压与气动子系统各个动作过程中控制元件的控制关系，对于液压与气动系统的设计、使用及维护都具有十分重要的指导意义。除电磁铁外，液压与气动系统中的行程阀、位置开关、压力继电器等元件也是重要的控制元件，把这些元件的开关及工作情况也填写到动作顺序表中，更有利于液压与气动子系统动作原理的分析。通常在电磁铁动作顺序表中，把电磁铁通电、断电或控制阀的打开、关闭分别用“+”和“-”号表示。

例如图1-15所示的液压子系统，根据子系统的动作过程，可列出子系统中电磁铁的通断情况，如表1-1所示。