对液压与气动系统原理图中各个子系统的动作原理及子系统之间的连接关系进行分析后，液压与气动系统的动作原理已经基本分析清楚，最后如果能够对所分析液压与气动系统的组成结构及工作特点进行总结，将有助于更进一步加深对所分析液压与气动系统原理图的理解和认识。对液压与气动系统的特点进行总结，主要是从液压与气动系统的组成结构和工作原理上进行总结，总结液压与气动系统在设计上是怎样更好地满足液压与气动设备的工作要求的。对液压与气动系统的特点进行总结通常从液压与气动系统实现动作切换和动作循环的方式、调速方式、节能措施、变量方式、控制精度以及子系统的连接方式等几个方面进行总结。

1.8.1　动作切换和动作循环

液压与气动系统实现动作切换和动作循环的控制方式多种多样，有行程开关、行程阀、顺序阀、压力继电器以及电磁阀、比例阀或伺服阀等控制方式，如表 1-2 所示。有些液压与气动系统还有可能采用上述几种方式的组合来实现动作切换和动作循环，不同的控制方式具有不同的控制特点。

① 采用行程开关来控制液压与气动系统的动作切换和动作循环时，行程开关通过电路控制电磁铁的通断，从而控制油路或气路的切换。该控制方式自动化程度高，易于与计算机、PLC 等自动控制方式相结合，行程开关占用空间小，但控制方式在电路设计上稍复杂，由于要控制电磁换向阀的动作实现油路或气路切换，因此动作切换过程有冲击，而且行程开关的安装位置受限，不能够随意改变其安装位置。

② 行程阀通常用于液压与气动系统的动作切换，例如组合机床的动力滑台从快进工作状态切换到工进的工作状态，此时可以采用在快进结束、工进开始的工作位置设置行程阀的方式实现动作的切换。行程阀的切换直接控制液压与气动回路的切换，实现方式在电路设计上简单，动作切换平稳，精度高，但与行程开关控制方式相比，占用空间大，不易于实现自动化控制，而且行程阀的安装位置也是受限的。

③ 顺序阀利用液压系统中的压力变化来实现多个液压执行元件的顺序动作或与其他元件配合实现一个执行元件的动作切换，顺序阀调定压力通常要求比上一个动作的最大工作压力高 0.3～0.5MPa，其控制方式的可靠性取决于顺序阀的调压精度，调压精度越高，动作越可靠。顺序阀控制方式结构简单，阀的安装位置不受限制，但该控制方式不易于与计算机、PLC 等控制方式相结合，难以实现自动化控制。

④ 压力继电器也是利用液压与气动系统中的压力变化来实现液压与气动执行元件的动作切换或动作循环的。同顺序阀一样，压力继电器的调定压力通常要求比上一个动作的最大工作压力高 0.3～0.5MPa；类似于行程开关，压力继电器也是通过电路控制电磁铁的动作从而实现油路的切换，只不过压力继电器是利用压力信号进行控制的，而行程开关是利用位置信号进行控制的。压力继电器的安装位置灵活，但电路设计复杂，可靠性不如行程阀或电磁阀，动作切换不如使用行程阀时平稳。

⑤ 电磁阀、比例阀或伺服阀。利用电磁阀、比例阀或伺服阀控制液压与启动执行元件的动作，控制方式自动化程度高，能够与计算机、PLC 等控制方式相结合，而且阀的安装位置灵活，对于比例阀和伺服阀控制精度高，但对于电磁换向阀，动作切换的平稳性、可靠性和换接精度相对较差，电路设计复杂。

1.8.2　调速和变速方式

液压与气动系统在一个工作循环过程中有可能要实现不同的工作速度，因此需要使用变速回路。而液压与气动系统在一个工作循环的某个工作阶段其运动速度是可调的，而且工作过程中调好的速度基本不变，此时需要使用调速回路。

变速回路在工作过程中往往需要实现速度的快慢变化，其切换过程是通过上述液压与气动系统动作切换控制方式来实现的。例如液压系统要实现快速动作，通常采用多泵同时供油、蓄能器和液压泵同时供油、液压缸差动连接等方式。采用液压缸差动连接方式实现快速运动的变速回路如图 1-24 所示。液压与气动系统的慢速动作则是通过在液压系统中设置节流元件或其他各种调速方式来实现的。

液压与气动系统的调速特性是液压与气动系统工作过程中的重要特性，不同的应用场合采用不同的调速方式是液压与气动系统设计和使用的关键。液压与气动系统的调速方式通常分为节流调速、容积调速和容积节流调速三种，不同的调速方式具有不同的特点。

（1）节流调速方式

在液压与气动回路中设置节流元件来改变进入执行元件的流量，从而实现调速的目的，例如进口节流调速液压回路如图 1-25 所示。节流调速方式结构简单、成本低，但由于节流元件会增加回路的压力损失，同时节流调速方式必须要有一部分流量被分流，因此该调速方式损失大、效率低、发热严重。采用节流阀的节流调速回路中，速度受负载变化的影响较大，基于上述考虑，节流调速方式一般适用于速度变化不大的中、小功率场合，例如组合机床动力滑台、液压六角车床以及多刀半自动车床等。

（2）容积调速方式

通过改变能源元件或执行元件的容积来实现调速的调速方式，通常回路由变量泵或变量马达组成，例如变量泵定量马达容积调速回路如图 1-26 所示，通过改变变量泵或变量马达的排量来实现调速。由于回路中不需要设置节流元件，因此回路的损失发热小、效率高，但变量泵和变量马达的原理及结构复杂，成本高，使用维护不便。同时负载的变化会引起液压泵或马达泄漏量的变化，从而引起速度的变化。容积调速方式通常适宜于大功率的液压系统，如港口起重运输机械、矿山采掘机械等。

（3）容积节流调速方式

是容积调速方式和节流调速方式的结合，例如图 1-27 中采用变量泵和节流阀的调速回路，由于液压泵的流量随负载流量的变化而变化，回路中只有节流损失，无溢流损失。而且，由于泵的输出压力随负载的变化而增减，节流阀工作压差不变，故在变载情况下，节流损失小，因此，回路效率高，发热少。但是回路的结构更加复杂，成本和造价高。这种回路适用于负载变化大，速度较低的中、小功率场合，例如组合机床的进给系统。

1.8.3　节能措施

节能是液压与气动系统设计和使用的重要目标之一，液压与气动系统的节能措施多种多样，通常采用在工作间歇中令液压泵卸荷、蓄能器作辅助油源、容积调速、负载敏感、二次调节、能量回收和储存等措施实现节能的目的。对于液压系统，简单易行且常用的措施是在液压系统的工作间歇令液压泵卸荷。

所谓液压泵的卸荷是指液压泵以很低的功率运行，要么输出很小的流量，要么以很低的压力供油，此时液压泵所需要消耗的能量很小，因此系统节能。液压泵实现卸荷的方式很多，例如图 1-15 所示的液压子系统就是通过三位四通电磁换向阀的 M 型中位机能来实现液压泵的卸荷。能够使液压泵卸荷的三位四通电磁换向阀的中位机能有 M 型、H 型、K 型等。此外，图 1-14 给出的双泵供油回路也是一种采用顺序阀实现的液压泵卸荷方式。

采用先导式溢流阀和电磁开关阀实现的液压泵卸荷方式如图 1-28 所示，该回路中，当电磁开关阀的电磁铁通电时，先导式溢流阀的遥控口直接接油箱，此时相当于溢流阀的调定压力为零，液压泵泵出的油液直接回油箱，液压泵工作压力很低，消耗功率也很小。

负载敏感技术是一种用变量泵实现的、使液压泵的流量尽量与负载所需要的流量相匹配的液压系统节能技术，目前主要应用于有多个执行机构同时动作的液压工程机械中。 k2qCc+YKyrl92liy5UQo/bBY2kk4dTSCS06fPrbZmZmWHM3uK6tve6f39iXr1Yvg