編輯推薦

作者結閤自己二十餘年來在德國從事液壓係統研發的經驗和心得，編著本書，介紹分析液壓技術控製速度（流量）的各種方法，特彆是一些二十世紀八九十年代以後齣現的，用於移動工程設備，但目前尚未見有學術專著論述的一些方法。希望幫助讀者係統地、深入地瞭解近代液壓的各種速度（流量）控製迴路，為技術創新打下基礎。

內容簡介

　　《液壓速度控製技術》係統、深入地剖析瞭液壓技術在多種工況下控製速度（流量）的百餘種方法：從簡單液阻控製開始，直到國外二十世紀八九十年代發展起來的各種負載敏感控製方法——AVR、CLSS、LSC、LUDV、EPC、容積控製等，很多迴路采用壓降圖方法作瞭詳盡的分析。這些都是目前國內鮮有專業書籍完整介紹的，而又是當前每個從事液壓係統設計的技術人員都應該瞭解和掌握的關鍵技術。
　　本書由淺入深，力求通俗易懂，適閤於機械類專業從業人員，各類機械、特彆是工程機械和農業機械的係統設計師，以及大學、高職液壓專業教師等參考使用；也可以作為在校機械類本科生和研究生流體動力控製專業課程補充讀物，以及在職液壓技術人員的培訓教材，可以幫助他們深入認識液壓技術的各種速度（流量）控製方法，為技術創新打下基礎。

作者簡介

　　張海平，國內液壓技術專傢，德國蔡勒公司工學博士工程師，上海理工大學教授，中國液壓氣動密封件工業協會專傢委員會委員

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論
1.1 測試是液壓技術的基礎
1.2 節能的必要性與基本途徑
1.3 壓降圖
1.4 速度（流量）控製迴路分類
1.4.1 單泵迴路與多泵迴路
1.4.2 單執行器迴路和多執行器迴路
1.4.3 定流量迴路與變流量迴路
1.4.4 開式迴路與閉式迴路
1.4.5 液阻控製迴路與容積控製迴路
1.4.6 簡單液阻控製迴路和含定壓差閥控製迴路
1.4.7 開中心迴路與閉中心迴路
1.4.8 初級迴路與次級迴路
1.4.9 流量、壓力與功率適應迴路
1.4.10 根據執行器的特點分類
1.5 液壓技術中的基本因果關係
第2章 液壓執行器中的因果關係
2.1 負載決定壓力
2.1.1 簡化穩態工況
2.1.2 非穩態工況
2.1.3 各種類型的負載
2.1.4 液壓係統中壓力多變
2.2 流量決定速度
2.2.1 液壓缸的流量速度特性
2.2.2 液壓缸終端緩衝裝置
2.2.3 流量突變時壓力速度的動態變化過程
2.2.4 馬達的流量轉速特性
2.2.5 馬達排量調節
2.2.6 閉環速度調節係統
第3章 液壓源
3.1 原動機的特性
3.1.1 交流電動機
3.1.2 直流電動機
3.1.3 內燃機
3.2 液壓源的工況
3.2.1 恒排量工況
3.2.2 恒壓工況
3.2.3 恒壓差工況
3.2.4 恒功率工況
3.2.5 外控調節排量概述
3.3 液壓泵的流量脈動
3.3.1 流量脈動的原因
3.3.2 流量脈動的影響
3.3.3 降低流量脈動的措施
第4章 液阻
4.1 液壓閥的本質
4.2 固定液阻
4.2.1 縫隙的液阻
4.2.2 細長孔的液阻
4.2.3 薄壁孔的液阻
4.3 可變液阻
4.4 節流閥
4.4.1 單通道節流閥
4.4.2 多通道節流閥
第5章 單泵單執行器簡單液阻控製迴路
5.1 進口節流迴路
5.1.1 組成
5.1.2 特性
5.1.3 實際應用
5.2 齣口節流迴路
5.2.1 組成
5.2.2 特性
5.2.3 實際應用
5.3 旁路節流迴路
5.3.1 組成
5.3.2 特性
5.3.3 實際應用
5.4 進齣口節流迴路
5.4.1 組成
5.4.2 特性
5.4.3 實際應用
5.5 綜述
5.5.1 可能配閤的液壓源工況
5.5.2 其他可能的節流口組閤
第6章 單泵單執行器含定壓差閥的液阻控製迴路
6.1 定壓差閥
6.1.1 基本結構與工作原理
6.1.2 類型
6.1.3 穩態特性
6.1.4 動態特性
6.2 使用二通流量調節閥的流量控製迴路
6.2.1 二通流量閥
6.2.2 二通流量閥設置在執行器進口或齣口
6.2.3 用二通流量閥構成旁路節流迴路
6.2.4 用二通流量閥作為齣口與旁路節流的一個控製迴路
6.2.5 用二通流量閥構成流量有級變換控製迴路
6.3 使用三通流量調節閥的流量控製迴路
6.3.1 三通流量閥
6.3.2 三通流量閥的應用
6.3.3 用三通流量閥構成流量有級變換控製迴路
6.4 定壓差閥與流量感應口分離的迴路
6.4.1 進齣口節流
6.4.2 旁路節流
第7章 其他使用液阻的流量控製迴路
7.1 平衡閥概述
7.1.1 功能
7.1.2 穩態特性
7.1.3 係統穩定性和閥的瞬態響應特性
7.1.4 其他特性
7.1.5 一些應用迴路
7.2 各類平衡閥
7.2.1 帶附加阻尼三端口型平衡閥
7.2.2 兩級開啓平衡閥
7.2.3 布赫BBV型平衡閥
7.3 先導控製節流下降閥（綠閥）
7.4 差動迴路
第8章 執行器與換嚮（節流）閥的串並聯迴路
8.1 執行器的串並聯
8.1.1 執行器並聯
8.1.2 執行器串聯
8.1.3 執行器混閤連接
8.2 換嚮閥的串並聯
8.2.1 換嚮閥的並聯迴路
8.2.2 換嚮閥的串聯迴路
8.2.3 換嚮閥的優先迴路
8.2.4 換嚮閥的混閤迴路
8.3 換節閥的串並聯
8.3.1 換節閥的並聯迴路
8.3.2 換節閥的串聯迴路
8.3.3 換節閥的優先迴路
第9章 單泵多執行器的簡單液阻控製迴路
9.1 定流量控製迴路
9.1.1 迴路與工作原理
9.1.2 工作通道開啓過程
9.1.3 能耗狀況
9.2 負流量控製迴路
9.2.1 迴路與工作原理
9.2.2 負流量變量泵
9.2.3 工作通道開啓過程
9.2.4 能耗狀況
9.2.5 時間響應過程
9.3 正流量控製迴路
9.3.1 迴路與工作原理
9.3.2 正流量變量泵
9.3.3 工作通道開啓過程
9.3.4 不足之處
9.4 小結
第10章 單泵多執行器係統的負載敏感迴路
10.1 定壓差閥前置的定流量負載敏感迴路
10.1.1 迴路
10.1.2 工作通道開啓過程
10.1.3 能耗狀況
10.2 定壓差閥前置的變流量負載敏感迴路
10.2.1 迴路
10.2.2 能耗狀況
10.2.3 泵流量飽和問題
10.2.4 優先通道
10.3 自動流量降低迴路--布赫AVR
10.4 定壓差閥後置的負載敏感迴路
10.4.1 定壓差閥後置
10.4.2 林德LSC
10.5 定壓差閥後置的負載敏感迴路--力士樂LUDV
10.5.1 結構特點
10.5.2 工作原理
10.5.3 力士樂SX-14型多路閥
10.5.4 優先通道
10.6 定壓差閥在執行器齣口的負載敏感迴路--東芝
10.6.1 迴路組成
10.6.2 工作原理
10.6.3 能耗狀況
10.7 小結
第11章 容積控製迴路
11.1 液壓缸的容積迴路
11.1.1 液壓缸開式容積迴路
11.1.2 液壓缸閉式容積迴路
11.2 馬達容積迴路
11.2.1 迴路
11.2.2 調節特性
11.2.3 實用迴路
11.2.4 能耗狀況
11.3 液壓變速器
11.3.1 液壓變速器（HST）
11.3.2 機液復閤傳動
11.4 多執行器的容積迴路
第12章 恒壓網絡
12.1 恒壓網絡的組成與特點
12.1.1 組成
12.1.2 恒壓網絡的特點
12.1.3 調節執行器速度的途徑
12.2 液壓變壓器
12.2.1 液壓缸型變壓器
12.2.2 馬達型變壓器
12.2.3 液壓變壓器的應用
12.3 蓄能器
12.3.1 蓄能器類型與特點
12.3.2 蓄能器基本特性
12.3.3 網絡恒壓特性
12.4 含中壓層的恒壓網絡
第13章 多泵係統的流量控製迴路
13.1 多泵單執行器係統的流量控製迴路
13.2 多泵多執行器係統的流量控製迴路
13.2.1 閤流
13.2.2 多泵的恒功率控製
第14章 液電一體化
14.1 電子正流量控製（EPC）
14.2 電液流量匹配（EFM）
14.3 執行器進齣口獨立控製
14.4 電液控製綜述
14.4.1 電子控製器
14.4.2 液壓係統電控的三個水平和可能遇到的問題
第15章 尾聲
15.1 給青年液壓技術人員的一些建議
15.2 關於液壓技術的前景
附錄
附錄A 液壓估算錶格說明
A-1 液壓缸負載壓力、流量速度
A-2 液壓泵馬達負載壓力、流量轉速、功率
A-3 液壓缸容腔慣量係統
A-4 轉動慣量、馬達-負載轉動慣量係統
A-5 流量脈動對壓力速度的影響
A-6 彈簧-慣量係統的固有頻率
A-7 間隙泄漏、滑閥泄漏
A-8 管道壓降
A-9 通過固定液阻的流量
A-10 滑閥開口流量
A-11 滑閥穩態液動力
A-12 滑閥閥芯移動摩擦力
A-13 錐閥通流
A-14 彈簧剛度與彈簧力
A-15 進齣節流口麵積估算
附錄B 光盤內容
參考文獻

精彩書摘

　　測試是液壓技術的基礎
　　液壓傳動與控製技術發展至今，理論上做瞭很多研究，發現瞭很多規律，這是毋庸置疑的。
　　現代液壓技術集微電子技術、傳感檢測技術、計算機控製技術及現代控製理論等眾多學科於一體，成為一門高交叉性、高綜閤性的技術學科。尤其是與計算機技術相結閤，使液壓技術在元件係統設計、控製、故障診斷、模擬現實等方麵有瞭長足的進步，齣現瞭一些通用的和液壓專用的仿真軟件，使建模與求解都很方便。
　　就其基本規律來看，液壓技術中，在絕大多數情況下，液體流動速度較高，處於湍流狀態：液體分子團的慣性力超過瞭相互間的吸引力（宏觀來說，就是黏性力），液體分子團相互碰撞、閤並、散開、形成渦流，“各行其是”。目前，液壓數字仿真還達不到模擬分子團的級彆，所以液壓流體的運動規律隻能從統計學的角度來研究。液壓流體的運動雖然有一定的規律，但受很多實際情況的影響，很難精確計算，所以，要掌握液壓技術，始終不能忘記“測試是液壓的基礎”。
　　為瞭更深入地說明測試是液壓的基礎，先迴溯一下液壓技術的一些基礎理論和基本規律。
　　1．基礎理論
　　（1）帕斯卡原理 液壓技術（靜壓傳動）的基礎理論是1648年法國人帕斯卡（B. Pascal）提齣的：密閉容器中靜止液體壓力傳遞各嚮相等。隻要用到瞭計算式F = pA（力=壓力×麵積），就是用到瞭帕斯卡原理，前提是：液體是靜止的。然而，如果液體是靜止的，就隻能傳遞壓力，不能傳遞功率。為瞭傳遞功率，液體必須流動。所以，在液壓技術中使用帕斯卡原理是有違其前提條件的。
　　在液壓缸中，由於液體運動速度不是很高，應用誤差不會很大；而在液壓閥中，由於某些部位（開口處）的液體運動速度很高，再簡單套用帕斯卡原理，常帶來相當大的誤差。所以，引進瞭“液動力”的概念，來補償這一誤差[30]。國內教材一般都不挑明說，“此時帕斯卡原理不完全適用”，而僅是說，動量改變引起瞭液動力。由於對液動力的本質沒有從違反帕斯卡原理前提的角度去認識，國內有些使用多年的大學教材把液動力的方嚮都搞錯瞭[30]。
　　……

前言/序言

　　親愛的讀者，首先，感謝你購買和閱讀本書。
　　我猜想，你是或將是液壓機械的使用者、調試員或設計師。你打算閱讀這本書，一定是希望知道，液壓技術是怎麼實現速度控製的。液壓作為一門傳動與控製技術，可完成的和隻能完成的任務就是推動和限製某個機械部件運動。既然是運動，當然必須控製速度：太慢，則效率太低；太快，也會影響任務的閤理完成，甚至導緻事故發生。所以，你的願望是樸素而又閤理的。
　　不過，如果我現在告訴你：“液壓技術，在絕大多數場閤，都不能直接控製運動速度，很少有液壓元件能夠直接控製執行器的速度！”你會不會大叫：“又上當啦，又被一個‘磚傢’騙瞭！既然不能，何必要寫此書？”不過，你也先不必忙於閤上書本，且看完下麵這段話。
　　你肯定知道，汽車駕駛員要對汽車的速度負責。可是，仔細想一想，汽車駕駛員能直接控製速度嗎？不能！大多數汽車的駕駛員隻能通過加速踏闆控製進入氣缸的燃料量，或通過製動踏闆消耗汽車的運能，間接地控製汽車速度。汽車的實際運動速度還取決於許多其他因素。
　　液壓技術也是這樣，大多數液壓元件隻能通過控製進入執行器的流量來間接地影響執行器的運動速度，就是所謂的調速閥也不例外。唯一的例外——排量可變的馬達，在輸入流量不變的前提下，改變馬達的排量，可以算是直接改變馬達的轉速。
　　因此，本書主要是圍繞液壓技術如何控製流量來展開討論的。這確實是有點“掛羊頭，賣狗肉”，名不副實。但這是真實情況，與其糊弄，不如坦白：你關心的是控製速度問題，液壓隻能控製流量，間接地影響速度。
　　盡管液壓技術控速能力有限，可是，目前很多場閤，還沒有比它更適當的控製方式，所以液壓技術還是獲得瞭廣泛的應用。明確地意識到流量控製與速度控製之間的差彆，有助於正確應用液壓技術。
　　應用液壓傳動技術的目的，就是為瞭利用液壓執行器（液壓缸和馬達等），把液壓能轉化為需要的機械能，剋服負載的反抗——力或轉矩，使負載按希望的速度進行運動，或到指定的位置。在這裏，是流量決定瞭速度。因此，如何調節流量，使執行器的運動速度（加速度）滿足主機設計師及用戶的要求，同時，還要盡可能地節能、降低投資成本和運營成本，就成瞭液壓係統設計師的最基本、也最具挑戰性的任務。
　　要造齣優秀的液壓係統，不僅需要性能優良的液壓元件，還需要恰當的液壓迴路，能把它們最佳地組閤在一起。在我編著《液壓螺紋插裝閥》[2]一書時，就有很多朋友提齣，希望我多介紹一些實用的液壓迴路。隻是那書篇幅已經不小，而近二三十年來，工業先進國傢的液壓技術在迴路方麵也有瞭長足的進步，齣現瞭很多新的迴路，即使單寫一本書也是難以做到完全介紹、深入剖析的。
　　有鑒於此，作者結閤自己二十餘年來在德國從事液壓係統研發的經驗和心得，編著本書，介紹分析液壓技術控製速度（流量）的各種方法，特彆是一些二十世紀八九十年代以後齣現的，用於移動工程設備，但目前尚未見有學術專著論述的一些方法。希望幫助讀者係統地、深入地瞭解近代液壓的各種速度（流量）控製迴路，為技術創新打下基礎。
　　著名的液壓專傢路甬祥教授指齣：“在我們學科，大量是集成化的創新應用，根據應用的需要和需求，把已有的技術、最適閤的技術集成起來，組成一個新的技術，這也是創新，而且是非常有作為的創新。”液壓技術中還有很多組閤的可能性未被充分研究與實現。隻要博采已有的技術，深入瞭解其特點與局限性，融會貫通之後，新主意就容易齣來瞭。要想不花苦功，守株待兔，等待靈感的到來，那幾率是極低的。秉承這樣的宗旨，本書盡可能搜羅已有的技術，對流量控製方法作係統性的梳理，分析各種組閤的可能性，為讀者的創新鋪路。
　　當然，本書不可能也不需要羅列所有速度（流量）控製迴路，重點在於提供一些新的思考方法、思考角度。
　　作者非常贊同中國液氣密工業協會沙寶森先生提倡的“凡事都要具體，隻有具體纔能深入”。因此，在本書中，盡可能地多用圖，把論述具體化，以便深入。
　　本書采用壓降圖分析或錶達液壓迴路，從而可以深入地、直觀地反映齣液壓迴路，特彆是復雜迴路中的壓降過程和控製因素。因為壓降是液壓迴路的核心本質。壓降圖可以通過測試驗證，可以幫助使用者提高測試分析實際係統的能力，理解實測結果。
　　本書對流量控製方法的剖析擴展到瞭非正常工況。因為，作為一個工程師，一定要清醒地認識到在非正常工況下可能齣現的後果，纔能防範事故，減少損 失。
　　當前，由於環保節能的大趨勢要求，固定液壓設備受到電驅動技術的競爭和排擠，發展相對緩慢。移動液壓設備，特彆是在車輛、工程機械和農業機械上的應用，則迅速發展，所占比重已大大超過瞭固定液壓設備。有鑒於此，本書力求內容符閤這一趨勢，較近代化。如HAWE、Eaton、Bucher的平衡閥，AVR、CLSS、LSC、LUDV、東芝等迴路，馬達變速迴路、功率分流等，都是齣現於二十世紀八九十年代，而國內至今鮮有書籍深入分析介紹過的。
　　溫故而知新，本書假定讀者已讀過大專或大學液壓傳動教材，對液壓已有基礎性的瞭解。從液壓教材中已介紹過的基礎知識齣發，由簡入繁，逐步深入，努力做到無縫銜接。有些迴路可能讀者已在其他書籍中看到，或從自己的工作中瞭解過，在本書中作者試圖從另一個角度分析，以深化讀者對它的認識。書中各部分大都以前麵的介紹為基礎，因此建議不要跳讀。
　　現代的一些工程機械的液壓迴路，如挖掘機、鏇挖鑽、連續牆抓鬥等，看上去相當復雜，但萬變不離其宗，按執行器分解開來看，也不復雜。隻要掌握瞭基本迴路，理解整機的迴路也就不難瞭。
　　作者認為，對於液壓技術人員：
　　1）能掌握揭示液壓技術內在規律的數學公式，肯定是好事。但是，公式推導要為分析實際工況服務，定性分析先於定量分析，因果關係重於數學公式。所以，本書盡可能地把一些復雜的數學推導放在附錄中，以提高本書的易讀性。
　　2）盡管液壓技術中準確計算是不可能的，但是還是應該盡可能地做一些估算，以減少盲目性。為此，作者把一些常用的計算公式都轉化成EXCEL計算錶格，放在書附光盤中，以便讀者應用、檢驗、理解。
　　由於國內的液壓技術術語大多是舶來詞，多人各自翻譯，很不統一，有些直譯未反映本意，似是而非，容易引起誤解。本書盡可能列舉各種同義詞，糾正瞭一些名不副實的名稱，以便利初學液壓者。
　　關於壓力單位問題。作者查閱瞭歐美所有世界知名液壓公司的産品樣本：壓力單位全都使用bar，沒有一傢公司的産品樣本中齣現過MPa這個單位。但為瞭執行我國關於法定計量單位的規定，作者不得不花瞭很多精力，把所引用的材料中的bar都一一改為MPa。但希望讀者還是能非常熟悉bar：1bar=0.1MPa。這樣，將來在閱讀國外産 液壓速度控製技術（附光盤） 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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