液壓傳動系統的組成與工作原理及技術運用
液壓傳動中由液壓元件（液壓油泵）、液壓控制元件（各種液壓閥）、液壓執行元件（液壓缸和液壓馬達等）、液壓輔件（管道和蓄能器等）和液壓油組成的液壓系統。
液壓泵把機械能轉換成液體的壓力能，液壓控制閥和液壓輔件控制液壓介質的壓力、流量和流動方向，將液壓泵輸出的壓力能傳給執行元件，執行元件將液體壓力能轉換為機械能，以完成要求的動作。
一、液壓傳動系統的組成與基本工作原理
1.液壓傳動系統的組成
1)動力元件，即液壓泵，其職能是將原動機的機械能轉換為液體的壓力動能（表現為壓力、流量），其作用是為液壓系統提供壓力油，是系統的動力源。
2)執行元件，指液壓缸或液壓馬達，其職能是將液壓能轉換為機械能而對外做功，液壓缸可驅動工作機構實現往復直線運動（或擺動），液壓馬達可完成回轉運動。
3)控制元件，指各種閥利用這些元件可以控制和調節液壓系統中液體的壓力、流量和方向等，以保證執行元件能按照人們預期的要求進行工作。
4)輔助元件，包括油箱、濾油器、管路及接頭、冷卻器、壓力表等。它們的作用是提供必要的條件使系統正常工作并便于監測控制。
5)工作介質，即傳動液體，通常稱液壓油。液壓系統就是通過工作介質實現運動和動力傳遞的，另外液壓油還可以對液壓元件中相互運動的零件起潤滑作用。
2.液壓傳動系統的工作原理
電動機帶動液壓泵從油箱吸油，液壓泵把電動機的機械能轉換為液體的壓力能。液壓介質通過管道經節流閥和換向和閥進入液壓缸左腔，推動活塞帶動工作臺右移，液壓缸右腔排出的液壓介質經換向閥流回油箱。
換向閥換向之后液壓介質進入液壓缸右腔，使活塞左移，推動工作臺反向移動。改變節流閥的開口可調節液壓缸的運動速度。液壓系統的壓力可通過溢流閥調節。在繪制液壓系統圖時，為了簡化起見都采用規定的符號代表液壓元件，這種符號稱為職能符號。
任何一個液壓傳動系統都是由幾個基本回路組成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。幾個基本回路組合在一起，可按一定要求對執行元件的運動方向、工作壓力和運動速度進行控制。根據控制功能不同，基本回路分為壓力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。
二、液壓傳動系統的基本回路
由有關液壓元件組成，用來完成特定功能的典型油路。任何一個液壓傳動系統都是由幾個基本回路組成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。幾個基本回路組合在一起，可按一定要求對執行元件的運動方向、工作壓力和運動速度進行控制。根據控制功能不同，基本回路分為壓力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。
1.壓力控制回路
用壓力控制閥(見液壓控制閥)來控制整個系統或局部范圍壓力的回路。根據功能不同，壓力控制回路又可分為調壓、變壓、卸壓和穩壓 4種回路。
①調壓回路：這種回路用溢流閥來調定液壓源的最高恒定壓力，圖1中的溢流閥就起這一作用。當壓力大于溢流閥的設定壓力時，溢流閥開口就加大，以降低液壓泵的輸出壓力，維持系統壓力基本恒定。
②變壓回路：用以改變系統局部范圍的壓力，如在回路上接一個減壓閥則可使減壓閥以后的壓力降低；接一個升壓器，則可使升壓器以后的壓力高于液壓源壓力。
③卸壓回路：在系統不要壓力或只要低壓時，通過卸壓回路使系統壓力降為零壓或低壓。
④穩壓回路：用以減小或吸收系統中局部范圍內產生的壓力波動，保持系統壓力穩定，例如在回路中采用蓄能器。
2.速度控制回路
通過控制介質的流量來控制執行元件運動速度的回路。按功能不同分為調速回路和同步回路。
①調速回路:用來控制單個執行元件的運動速度,可以用節流閥或調速閥來控制流量，如圖1中的節流閥就起這一作用。節流閥控制液壓泵進入液壓缸的流量（多余流量通過溢流閥流回油箱），從而控制液壓缸的運動速度，這種形式稱為節流調速。也可用改變液壓泵輸出流量來調速，稱為容積調速。
②同步回路：控制兩個或兩個以上執行元件同步運行的回路，例如采用把兩個執行元件剛性連接的方法，以保證同步；用節流閥或調速閥分別調節兩個執行元件的流量使之相等,以保證同步；把液壓缸的管路串聯,以保證進入兩液壓缸的流量相同，從而使兩液壓缸同步。
3.方向控制回路
在液壓系統中, 起控制執行元件的起動、停止及換向作用的回路, 稱方向控制回路。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路。
三、液壓傳動系統中節能技術的應用技術與意義探討
根據液壓傳動的系統的工作原理可知，一般情況下系統工作過程中的能量轉換過程主要有電能、機械能和液壓能，在運行過程中能量的損耗主要表現在能量的轉換過程中，因此，要想實現液壓傳動系統的節能和高效運作，關鍵要減少系統運作是的各種壓力、阻力和流量損失來提高回路的運作效率。液壓系統的傳動效率主要由系統的能量轉換效率和原動機效率兩部分組成，兩者的作用效果會受到液壓泵、執行元件以及回路壓力等諸多因素的多重影響，通過對液壓傳動系統的全方位分析可以看出，液壓傳動系統運行效率的提高主要是減少原動機和液壓泵等機械設備運行過程中的能量損失，以及減少運作過程中的過剩壓力和過剩流量。
基于以上對液壓傳動系統節能原理的分析，在實際運行過程中節能技術在系統中的應用主要可以從以下幾個方面來實現：
1.選擇合理動力源，提高系統的回路效率。通過前面的分析已經得出液壓系統損耗較高的主要原因是系統及設備運行過程中產生大量的壓力、阻力和流量損失，一般來說，不同的動力源在不同的工作情況下的能耗損失不盡相同，因此，要想使液壓傳動系統更加節能，選擇匹配程度高的動力源是一種行之有效的解決手段，從目前液壓傳動系統使用的動力源種類來看，使用最為廣泛的是定量泵恒壓源，其操作簡便但匹配程度較低，液壓動力需要借助定量泵才能發揮作用，也存在匹配程度較低等問題，但其并不適應在長期高壓環境下運轉，因此泵的使用壽命相對較長，有一定的發展前景；流量動力源需借助流量泵，但流量泵價格昂貴，調試過程十分復雜，應用不太廣泛；功率動力源是匹配程度最高的，能耗較低，它需要質量較高且昂貴的功率適應變量泵，通過負載多變的功率系統來發揮其功能，因此，推廣過程存在一定的難度。
2.提高能量轉換率，合理選擇操控元件及管理系統。能量轉換效率與系統運行的諸多因素有關，液壓泵的工作效率從根本上決定了系統的能量轉換率，因此，節能技術在提高能量轉換率的方向上可以通過提高系統運行過程中的部件質量或者開發新型部件等方式來實現，例如，定量泵加液壓缸組成的迅速回路能夠使相應的閥門及時高效的發揮作用，這種回路能夠自動調節液體流量并改變壓力大小，極大地改善了系統的運作性能，除此之外，還可以以集成的方式進行連接以減少系統壓力方面的損失；選取壓力小、可持續操控的電液比例操控閥，憑借計算機輸出的數據信息來操控液壓系統的壓力等多種方式來提高系統的能量轉換率。
3.研發及利用節能回路，提高系統工作效率。節能回路的工作目的主要是用最少的熱能輸出來完成定量的工作，具體的一些操作方法比如選取合適的控制元件和動力元件等，液壓源也就是以上提到的動力源，在選擇時需要注意根據液壓系統的實際操作條件來合理匹配，且在應用過程中可以和管路系統的優化相結合來降低回路壓力，提高系統的工作效率，除此之外，可通過合理選用控制元件及系統管路來提高回路效率，但由于各類控制元件在不同液壓傳動系統的最大壓力和流量均有所不同，在控制元件的選擇方面應當考慮系統自身的操作條件，比如減少和縮短彎頭，優化系統管路等來實現系統工作效率的大幅提升。
四、液壓傳動系統教學設備的推薦與介紹
本裝置（內泵站）是根據《液壓傳動》《液壓原理》《機械基礎》等教材內容要求和國內液壓元件特點，由控制回路，壓力控制回路，速度控制回路，順序控制回路等基本功能回路組成。本演示系統通過對以上四大基本功能的十八種基本控制回路的實驗演示，使學生能熟識常用液壓元件的結構，性能及用途，掌握十幾種基本回路的工作過程及原理，提高學生故障處理及解決問題的能力，在實驗演示中得到啟發，引發興趣，利用它可以對本產品所提供的各種元件容限內的其它油路進行實驗（如圖設計，畢業設計）。
一）主要技術參數：
1.電源：AC220V 50Hz
2.直流電源：輸入AC220V ； 輸出DC24V/2A
3.可編程控制器（PLC）：三菱FX1S－20MR主機 12輸入 8輸出（繼電器輸出方式）
4.液壓實訓油泵電機功率：250W 配有專用的穩壓直流電機調速器調速范圍：0－1700r/min
5.實訓工作時離液壓實訓臺1.5m遠處：噪聲≤58dB。
6.實訓油路液流壓力要求需0.5－1Mpa（油泵最高壓力：Pmax=2.5Mpa）
7.電磁換向閥：AC24V 吸力3Mpa
8.實訓裝置外型尺寸：1500mm×650mm×1750mm
二）主要特點：
1.本裝置主要由實訓桌、實訓臺、液壓元件和電器控制器件、可編程控制器（PLC）等組件組成。
2.實訓桌、實訓臺為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，實訓桌柜內存放液壓元件等。
3.配備全常用液壓元件：每個液壓元件均配有安裝底板，可方便、隨意地將液壓元件安放在鋁合金型材面板上（面板帶“T”溝槽形式的鋁合金型材結構）。油路搭接采用快換接頭，拆接方便，不漏油。
4.實訓元件均為透明有機材料制成，便于了解掌握幾十種常用液壓元件的結構，性能及用途。掌握幾十種基本回路的工作原理，實訓組裝回路快捷、方便。
5.通過機械控，傳統繼電器控制，先進的PLC自動控制與PLC編程及監控技術于一體，靈活實現其功能。
6.實訓控制單元也可以采用獨立的繼電器控制單元進行電氣控制，通過比較，突出PLC可編程序控制的優越性和先進性，加深對PLC編程器的了解與掌握。
三）透明液壓PLC控制基本實訓回路：
1.用手動換向閥的換向回路。
2.用中位機能換向閥的用鎖回路。
3.用液控平向閥的閉鎖回路。
4.壓力調定回路。
5.二級壓力控制回路。
6.用減壓閥的減壓回路。
7.用增壓缸的增壓回路。
8.用H型換向閥的卸載回路。
9.進油節流調速回路。
10.回油節流調速回路。
11.調速齒輪泵的換向調速回路。
12.調速齒輪泵和調速閥組成的復合調速回路。
13.流量閥短接的速度換接回路。
14.用調速閥串連聯的二次進給同路。
15.用調速閥并聯的二次進給同路。
16.用順序閥的順序動作回路。
17.用壓力繼電回的順序動作回路。
18.用行程開關控制的順序動作回路。
19.用行程換向閥的順序動作回路。
20.串聯液壓缸的同步回路。
21.用先導型溢流閥控制的換向回路。
22.PLC編程軟件學習和使用
23.PLC與計算機的通訊，在線調試、監控
24.PLC控制的液壓基本回路實訓（優化控制）
五、結束語
液壓傳動系統是完成《液壓與氣動傳動》課程實驗場所，通過液壓傳動實訓設備的實驗幫助學員加深理解和鞏固課程中所學的基本概念和理論，掌握基本常用液壓、氣動元件的特性，熟悉傳動基本回路和基本傳動系統的組成和工作原理，液壓傳動實驗臺培養學員觀察能力和分析能力，以及掌握所學知識解決實際問題的能力。實現計算機聯網教學，可視化展示誤差分析評定結果，使實驗更具科學、嚴謹、合理性。
品牌理念 
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