远程调压回路的设计及在液压实验教学中的应用

吴海荣

(聊城大学汽车与交通工程学院，山东聊城 252000)

远程调压回路的设计及在液压实验教学中的应用

吴海荣

(聊城大学汽车与交通工程学院，山东聊城 252000)

远程调压回路能实现液压系统的远距离压力控制，可以防止因学生调压过大对液压系统造成损害。叙述了远程调压回路的基本原理，以QCS014A液压教学实验台为基础重点分析了远程调压回路的设计，并阐述了该回路在实验教学过程中的应用。

远程调压回路;实验教学;应用

压力是液压传动中两个最基本的参数之一，而且在液压系统工作过程中，压力必须与工作负载相适应，才能减少动能损耗。实际应用中可以利用调压回路控制系统整体或局部的压力保持恒定或不超过某个数值，从而保证整个系统在限定压力下完成预定工作。因此，调压回路是液压传动系统中必备的最基本、最重要的控制回路之一，当然，也是液压传动实验教学中任何回路所必需的基本回路之一。但是，学生在实验过程中往往会调压操作失误，如系统压力过大，则会造成系统泄漏、元件损坏等故障，给设备维护和实验教学造成原本可以避免的麻烦。而远程调压回路可以实现液压系统压力的远距离调节，对于液压实验过程中因系统压力过大造成的损坏有很大的防护作用。因此，研究远程调压回路的设计对液压实验教学的顺利进行起到非常重要的作用。

1 远程调压回路基本原理

先导式溢流阀与直动式远程调压阀配合使用，可以组成远程调压回路，实现系统的远程调压，回路原理如图1所示。在先导型溢流阀5前腔的远程控制口(又称遥控口)处连接一远程调压阀4，则远程调压阀4就与先导型溢流阀5中的先导阀并联于先导型溢流阀5中的主阀阀芯的上腔，即主阀上腔的压力油同时作用在远程调压阀4和先导阀的阀芯上。这样，实际使用时就可将先导型溢流阀5安装在最靠近液压泵3的出口，而远程调压阀4则安装在操作台上，实际运行中只要远程调压阀4的调定压力低于先导型溢流阀5的调定压力，则远程调压阀4就起调压作用，而溢流流量始终通过先导型溢流阀5的主阀阀口流回油箱。

图1 远程调压回路原理图

2 远程调压回路设计

目前，在高等院校液压与气压传动课程的实验教学中常用到的设备有QCS014A、QCS003B等多种液压教学实验台，现以QCS014A液压教学实验台为基础分析远程调压回路的设计。

2.1 QCS014A实验台简介

QCS014A液压教学实验台采用液压元件装拆式，管路连接采用快换接头和胶管总成，拆装方便。该实验台不仅可实现液压泵性能实验、定量泵3种节流型式的调速回路、差动回路、速度换接回路等多种回路实验，而且也可根据具体教学要求衍生其他回路，所以国内开设液压传动课程的部分高校都购置了这种实验台。

2.2 远程调压回路设计

2.2.1 回路主要元件参数

远程调压回路设计是以QCS014A液压教学实验台为基础，则图1中的油箱1、过滤器2、液压泵3、先导型溢流阀5等均可选用实验台已备有的液压元件，所以该回路设计需要对实验台没有的远程调压阀4进行选型。根据该实验台现有元件和使用说明书［1］，其中液压泵1可选YB1-6型定量叶片泵，先导型溢流阀5为上海立新液压有限公司生产的DB10-2-50/20型压力控制阀。

在远程调压阀4的主要参数确定中，主要涉及液压泵1和先导型溢流阀5的部分参数。查上海立新液压有限公司5X系列先导式溢流阀产品说明书 (第5版)得知，DB10-2-50/20型压力控制阀的最高设定压力为20 MPa。查液压工程手册［2］得知，YB1-6液压泵排量为6.3 mL/r、额定压力为6.3 MPa、转速为1 450 r/min。

2.2.2 远程调压阀的选型

额定流量和额定压力是控制阀的主要性能参数，也是确定阀的规格和型号的主要依据。

(1)确定阀的类型

先导型溢流阀由先导阀和主阀两部分组成，其中先导阀调压弹簧的预压缩量决定先导型溢流阀的压力值，即在先导型溢流阀工作中，先导阀起调压作用，而流经先导阀的流量很小，溢流流量的大部分是经主阀阀口流回油箱。由于直动式溢流阀灵敏度高、响应速度快、通流量较小，所以先导阀实际上是一个小流量的直动型溢流阀，而且先导型溢流阀的远程控制口直径很小。

由图1远程调压回路原理可以看出:远程调压阀连接在先导型溢流阀远程控制口处，所起到的只是控制先导型溢流阀的压力作用，即其作用替代了先导型溢流阀中的先导阀，因此，远程调压阀是一种小型的直动式溢流阀。

(2)确定阀的主要参数

实际工作中远程调压阀并不需要大的流量即可实现，经过远程调压阀流量也只有很少一部分，一般仅占主阀额定流量的1%，约1～5 L/min［3］，所以其型号的确定除满足小流量要求外，主要取决于系统的调整压力。

由液压泵的主要参数可以看出其额定压力为6.3 MPa，为使液压泵在总效率最高的状态下工作，应使液压泵在额定压力及额定转速下运转，因此，该液压系统的工作压力应为6.3 MPa。

(3)确定阀的规格型号

根据控制阀的选择原则，需根据系统的最大工作压力和通过阀的实际最大流量由产品样本确定阀的规格和型号，为保证工作可靠，被选定阀的额定压力和额定流量应大于或等于系统的最大工作压力和阀的实际流量。而在此所选远程调压阀是起调压作用，所以其压力应大于或等于液压泵的额定压力，其流量符合前述小流量要求，等于或略大于1～5 L/min，但不许超出20%［3］，以免压力损失过大，引起噪声和发热。根据以上参数查液压工程手册［2］，选择型号为 YHa6L的Y型直动式溢流阀 (远程调压阀)，其公称压力为31.5 MPa、调压范围为0.6～8 MPa、额定流量为2 L。所选阀的压力和流量均符合设计回路中远程调压阀的压力和流量等要求。

3 在实验教学中的应用

由远程调压回路原理图可以看出:当远程调压阀4的调定压力小于先导型溢流阀5的调定压力时，系统压力由远程调压阀4决定。这样，可以将实验液压回路的压力调节部分设计成远程调压。实验教学过程中，实验指导老师首先利用实验台讲解远程调压回路的组成、原理及作用等;其次通过调节先导型溢流阀5和远程调压阀4，重点强调系统压力由远程调压阀4决定;最后给学生明确实验过程中只调节远程调压阀4的旋钮来控制整个液压系统的压力。

根据以上分析，为防止学生误操作调压阀致使液压系统压力过大对实验台造成损坏，学生实验操作前实验指导老师可以先将先导型溢流阀5的压力调定为液压泵3的额定压力6.3 MPa，学生实验过程中只通过远程调压阀4来调整系统压力，这样学生即便是将远程调压阀4的旋钮操作错误，液压系统的最高压力也只有先导型溢流阀5所调定的液压泵的额定压力的大小，不会使液压系统压力过大造成液压油泄漏、液压元件损坏等故障而影响实验的正常进行。

4 结论

以QCS014A液压教学实验台为基础，重点从远程调压阀选型等方面设计了远程调压回路，利用该回路可以实现液压系统压力的远距离控制，并且在液压实验教学过程中正确使用可以避免学生误操作对实验系统造成故障，既节约了资金，又保证了实验的顺利进行。

【1】陕西秦川机械发展股份有限公司.QCS014A装拆式液压教学实验台使用说明书［M］，2006.

【2】雷天觉.新编液压工程手册(上册)［M］.北京:北京理工大学出版社，1998.

【3】姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动［M］.北京:高等教育出版社，2002.

【4】吴海荣.基于QCS014A实验台的液压马达选型设计［J］.机床与液压，2012，40(14):57－58，61.

Design and Experiment Teaching Application of Remote Pressure Regulated Circuit

WU Hairong
(School of Automobile＆Transportation Engineering，Liaocheng University，Liaocheng Shandong 252000，China)

The remote pressure regulated circuit can be used to realize remote pressure control of hydraulic system，and prevent damage to hydraulic system from too high pressure by students.The basic principle of remote pressure regulated circuit was introduced，and its design was focused on based on QCS014A hydraulic teaching experiment device.Its application in experiment teaching process was elaborated.

Remote pressure regulated circuit;Experiment teaching;Application

TH137.7

B

1001－3881(2014)8－094－2

10.3969/j.issn.1001－3881.2014.08.031

2013－02－20

聊城大学校级精品课程;聊城大学实验技术研究项目

吴海荣 (1969—)，女，副教授，研究方向为液压与气压传动技术。E－mail:qichexueyuanwu@163.com。