第五节
舵机液压系统实例
8-5-1泵控型舵机液压系统
?双向变量泵作主泵
?一般都采用闭式液压系统
? 液压回路是闭式循环，工作油液不回油箱，而
回到变量泵的吸人端，只需向系统补充少量油
液来弥补其泄漏
?图 8— 17为典型国产泵控型舵机液压系统原
理
? 用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵
? 采用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追
随机构
图 片
图 片
8-5-1-1 工况的选择
? 两台并联主泵，四个柱塞油缸
? 其中 1#,3#,和 2#,4#缸各成一组
? 分别与主泵两根主油管相连，可根据需要选用不同工况
? 工况选择阀采用两个集成阀块，包括 12个单向截止阀
? C1～ C4 称缸阀，平时常开，
? O1～ O4 称旁通阀，平时常闭
? 如果某油缸因故不能工作 (严重泄漏 )
? 可将它与另一只油缸 (如 1#和 3# )一起停用
? 只要将停用的一对缸的缸阀关闭，一对旁通阀开启即可
? 有的工况选择阀采用双阀座阀,(缸阀关闭的同时开启旁通阀 )
? P1一 P4称泵阀，平时常开
? 驾驶台随时能启用任一台泵
? 只有当主泵损坏需要修理时才将其一对泵阀关闭
8-5-1-1 工况的选择
? 单泵四缸工况
? 适于开阔水面正常航行
? 其最大扭矩等于公称转舵扭矩
? 转舵时间能满足规范要求
? 双泵四缸工况
? 适于进出港、窄水道航行或其它要求转舵速度较快的场合
? 转舵速度较单泵四缸工况提高一倍，而转舵扭矩相同
? 单泵双缸工况
? 在某缸有故障时采用
? 转舵速度约较单泵四缸工作时提高一倍
? 转舵扭矩则比四缸工作减小约一半
? 必须用限制舵角 (或降低速度 )的方法来限制水动力矩
? 否则工作 P可能超过 Pmax而使安全阀开启
8-5-1-2 主油路锁闭
? 在主油路（主泵）上，装有成对的主油路锁闭阀
? 本例采用双联液控单向阀 13A,13B
? 任何一台主油泵离开中位向任一方排油时
? 其主油路上的一对液控单向阀便同时开启
? 保证油路畅通
? 当主泵停用或处于中位时
? 这对阀自动关闭，以实现主油路的锁闭
? 这种锁闭阀属主泵启阀式
? 可调节流阀 14A,14B用来调节液控单向阀中控制油的流速
? 使主油路上单向阀及时开启回油，又使它在舵受负扭矩时关闭的速度
尽可能减缓
? 但当舵上负扭矩较大时，回油侧单向阀仍然难免骤然关闭，而产生撞 击
8-5-1-2 主油路锁闭
? 主油路锁闭阀作用：
? (1)锁闭备用泵油路
? 防止工作泵排油经备用泵倒流旁通
? 备用泵与工作泵的变量机构彼此连接同步动作
? 如果不将备用泵油路锁闭，它会反转
? (2)工作泵回到中位时
? 将油路锁闭，以防跑舵
? 当舵停在某一舵角时，在水压力作用下，两组油缸存在油压差
? 泵内难免有泄漏，如果主油路不锁闭，舵停久了就可因泄漏而跑舵
? 以上两点前者主要，后者在泵密封性较好时影响不明显
? 有舵机主油路锁闭阀采用辅泵启阀式
? 由辅泵排油开启
? 不仅使主油路压力损失较小，又在辅泵失压时停止转舵
? 这时锁闭阀在工作泵回中时，不起油路锁闭作用
? 当主泵装有机械防反转装置时，可不设主油路锁闭阀
8-5-1-3 补油、放气和压力保护
? 闭式系统都需要解决补油问题
? 主泵排出侧油液难免有外漏
? 转舵油缸中柱塞的位移容积就不足以补偿主泵所吸
走的油液容积，吸人压力便会降低，从而产生气穴
(或吸进空气 )，使泵的流量减小，噪音增加，甚至
造成泵零部件的损坏
? 为此，本系统设有辅泵 3，经减压阀 7以及单向阀 8A、
8B向低压侧油路补油
? 若舵机主泵吸人性能好，允许有较低的吸人压力或
有吸人真空度，也可不用辅泵补油，而只设补油柜，
用补油管从油柜经单向阀接到主泵两根主油路上，
以使在吸入侧压力降低时进行补油。
8-5-1-3 补油、放气和压力保护
? 系统在各油缸顶部和油管高处设放气阀
? 以便在初次充油或必要时放气
? 液压系统可以被隔断的各部分都需要分别设安全阀 (15A,15B)
? 安全阀的作用是：
? (1)在转舵时防止油泵排油侧压力超过最大工作压力
过多，以免油泵过载，
? (2)在停止转舵时，当海浪或其它外力冲击舵叶而导
致管路油压过高时开启，使油路旁通，以保护管路、
设备的安全
8-5-1-4 辅油泵的作用
? 泵控式舵机液压系统大多设有辅泵，其流量一般不低于主
泵流量的 20％，本系统所设辅泵 3是齿轮泵，其功用如下：
? (1)为主油路补油。补油压力由减压阀 7调定为 0,8MPa左右。
? (2)为主油泵伺服变量机构提供控制油。本例主泵伺服变量
的机构工作原理已在前面轴向柱塞泵部分述及 (图中用液压
图形符号表示 )，这种控制油虽可经泵内的单向阀内供，但
为了在主泵零位起步时提供控制油压和保证备用泵变量机
构与工作泵同步动作，故还设有单向阀 9A,9B和常开的旁
通阀 10，以使工作泵的辅泵能向两台主泵变量机构同时供
油。至于所用的控制油压则由溢流阀 11调定为 15MPa左右。
? (3)冷却主泵。以溢流阀 11的溢油进人主泵壳体再流回油箱，
以便对主泵起冷却和润滑作用。这对保证主泵在零位时的
可靠运行颇有好处。有的舵机辅泵还为伺服油缸式遥控系
统或电液换向阀提供控制油，用油压开启主油路锁闭阀。
8-5-2 阀控型舵机液压系统
? 采用定量油泵为主油泵
? 使用电气遥控系统操纵电磁换向阀或电液换向
阀，来控制油液流向和转舵方向
? 油路采用
? 闭式
? 半闭式
? 开式
? 图 8— 18为典型的阀控型舵机的液压系统
? 系统工作原理如下：
哈特拉伯 R4V型舵机液压系统
8-5-2-1 阀控型舵机 -工作原理
? M型液动换向阀 6
? 控制转舵油液流向
? 兼作主油路锁闭阀
? 电气遥控的 H型电磁换向阀 5做导阀
? 先导式溢流阀 (主阀 3和导阀 4)
? 整定压力为 24MPa
? 当换向阀 5中位时，主油泵卸荷（溢流阀 3外控油口通油箱）
? 当换向阀离开中位时，其开启压力由导阀 4整定
? 主泵排油压力升高，控制阀 6的偏移及经阀 6去转舵
? 达到指令舵角时，电反馈信号使阀 5断电回中，主泵重新卸荷
? 高置油箱可经单向阀 1向系统补油
? 只有在转舵时工作油液才进行封闭循环
? 在停止转舵时，泵的排油全部排人油箱，利于油液散热
8-5-2-2 阀控型舵机 -工况选择
? 设有手动工况选择阀：
? 缸阀 Cl ～ C4
? 泵阀 P1～ P4
? 旁通阀 U1～ U4
? 正常工作时
? Ul,U2常闭
? 其余阀常开
? 当用 No,2泵带 l,2缸工作时
? 应关闭 P1,P2,U1,其余阀全开
? 当用 No,1泵带 3,4缸工作时
? 应关闭 P3,P4,U2,其余阀全开
8-5-2-3 阀控型舵机 -自动安全切换
? 在两组油缸之间装有自动安全切换装置
? 必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通
? 工作原理如下：
? 当舵机某一套系统因油管破裂而严重失油时
? 补油箱中液位降低
? 开关 Sl动作报警
? 经过 30s左右后，液位开关 S2动作
? 自动转换工作油泵，并使电磁导阀 8线圈 Yl通电
? 阀 8左移
? 主泵油 — 单向阀 — 减压阀 10（ 3MPa） — 阀 8 — 液动阀 9右移
? 使故障油缸 3,4与工作主油路隔离并旁通
? 舵机自动转换为以 1,2油缸工作
8-5-2-3阀控型与泵控型舵机比较
? 与泵控型舵机相比
? 阀控型泵和系统简单，初置费用较低
? 缺点
? 换向时液压冲击大
? 阀工作可靠性也不如泵控型
? 停止转舵时主泵流量并不减少 (虽然排压较低 )，油液
发热，经济性差
? 阀控型系统一般只用于中小功率场合
? 阀控型舵机可采用开式系统
? 油液在油箱中可较好散热和沉淀杂质
? 但油箱容积较大，空气和杂质进入系统机会较多
舵机液压系统实例
8-5-1泵控型舵机液压系统
?双向变量泵作主泵
?一般都采用闭式液压系统
? 液压回路是闭式循环，工作油液不回油箱，而
回到变量泵的吸人端，只需向系统补充少量油
液来弥补其泄漏
?图 8— 17为典型国产泵控型舵机液压系统原
理
? 用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵
? 采用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追
随机构
图 片
图 片
8-5-1-1 工况的选择
? 两台并联主泵，四个柱塞油缸
? 其中 1#,3#,和 2#,4#缸各成一组
? 分别与主泵两根主油管相连，可根据需要选用不同工况
? 工况选择阀采用两个集成阀块，包括 12个单向截止阀
? C1～ C4 称缸阀，平时常开，
? O1～ O4 称旁通阀，平时常闭
? 如果某油缸因故不能工作 (严重泄漏 )
? 可将它与另一只油缸 (如 1#和 3# )一起停用
? 只要将停用的一对缸的缸阀关闭，一对旁通阀开启即可
? 有的工况选择阀采用双阀座阀,(缸阀关闭的同时开启旁通阀 )
? P1一 P4称泵阀，平时常开
? 驾驶台随时能启用任一台泵
? 只有当主泵损坏需要修理时才将其一对泵阀关闭
8-5-1-1 工况的选择
? 单泵四缸工况
? 适于开阔水面正常航行
? 其最大扭矩等于公称转舵扭矩
? 转舵时间能满足规范要求
? 双泵四缸工况
? 适于进出港、窄水道航行或其它要求转舵速度较快的场合
? 转舵速度较单泵四缸工况提高一倍，而转舵扭矩相同
? 单泵双缸工况
? 在某缸有故障时采用
? 转舵速度约较单泵四缸工作时提高一倍
? 转舵扭矩则比四缸工作减小约一半
? 必须用限制舵角 (或降低速度 )的方法来限制水动力矩
? 否则工作 P可能超过 Pmax而使安全阀开启
8-5-1-2 主油路锁闭
? 在主油路（主泵）上，装有成对的主油路锁闭阀
? 本例采用双联液控单向阀 13A,13B
? 任何一台主油泵离开中位向任一方排油时
? 其主油路上的一对液控单向阀便同时开启
? 保证油路畅通
? 当主泵停用或处于中位时
? 这对阀自动关闭，以实现主油路的锁闭
? 这种锁闭阀属主泵启阀式
? 可调节流阀 14A,14B用来调节液控单向阀中控制油的流速
? 使主油路上单向阀及时开启回油，又使它在舵受负扭矩时关闭的速度
尽可能减缓
? 但当舵上负扭矩较大时，回油侧单向阀仍然难免骤然关闭，而产生撞 击
8-5-1-2 主油路锁闭
? 主油路锁闭阀作用：
? (1)锁闭备用泵油路
? 防止工作泵排油经备用泵倒流旁通
? 备用泵与工作泵的变量机构彼此连接同步动作
? 如果不将备用泵油路锁闭，它会反转
? (2)工作泵回到中位时
? 将油路锁闭，以防跑舵
? 当舵停在某一舵角时，在水压力作用下，两组油缸存在油压差
? 泵内难免有泄漏，如果主油路不锁闭，舵停久了就可因泄漏而跑舵
? 以上两点前者主要，后者在泵密封性较好时影响不明显
? 有舵机主油路锁闭阀采用辅泵启阀式
? 由辅泵排油开启
? 不仅使主油路压力损失较小，又在辅泵失压时停止转舵
? 这时锁闭阀在工作泵回中时，不起油路锁闭作用
? 当主泵装有机械防反转装置时，可不设主油路锁闭阀
8-5-1-3 补油、放气和压力保护
? 闭式系统都需要解决补油问题
? 主泵排出侧油液难免有外漏
? 转舵油缸中柱塞的位移容积就不足以补偿主泵所吸
走的油液容积，吸人压力便会降低，从而产生气穴
(或吸进空气 )，使泵的流量减小，噪音增加，甚至
造成泵零部件的损坏
? 为此，本系统设有辅泵 3，经减压阀 7以及单向阀 8A、
8B向低压侧油路补油
? 若舵机主泵吸人性能好，允许有较低的吸人压力或
有吸人真空度，也可不用辅泵补油，而只设补油柜，
用补油管从油柜经单向阀接到主泵两根主油路上，
以使在吸入侧压力降低时进行补油。
8-5-1-3 补油、放气和压力保护
? 系统在各油缸顶部和油管高处设放气阀
? 以便在初次充油或必要时放气
? 液压系统可以被隔断的各部分都需要分别设安全阀 (15A,15B)
? 安全阀的作用是：
? (1)在转舵时防止油泵排油侧压力超过最大工作压力
过多，以免油泵过载，
? (2)在停止转舵时，当海浪或其它外力冲击舵叶而导
致管路油压过高时开启，使油路旁通，以保护管路、
设备的安全
8-5-1-4 辅油泵的作用
? 泵控式舵机液压系统大多设有辅泵，其流量一般不低于主
泵流量的 20％，本系统所设辅泵 3是齿轮泵，其功用如下：
? (1)为主油路补油。补油压力由减压阀 7调定为 0,8MPa左右。
? (2)为主油泵伺服变量机构提供控制油。本例主泵伺服变量
的机构工作原理已在前面轴向柱塞泵部分述及 (图中用液压
图形符号表示 )，这种控制油虽可经泵内的单向阀内供，但
为了在主泵零位起步时提供控制油压和保证备用泵变量机
构与工作泵同步动作，故还设有单向阀 9A,9B和常开的旁
通阀 10，以使工作泵的辅泵能向两台主泵变量机构同时供
油。至于所用的控制油压则由溢流阀 11调定为 15MPa左右。
? (3)冷却主泵。以溢流阀 11的溢油进人主泵壳体再流回油箱，
以便对主泵起冷却和润滑作用。这对保证主泵在零位时的
可靠运行颇有好处。有的舵机辅泵还为伺服油缸式遥控系
统或电液换向阀提供控制油，用油压开启主油路锁闭阀。
8-5-2 阀控型舵机液压系统
? 采用定量油泵为主油泵
? 使用电气遥控系统操纵电磁换向阀或电液换向
阀，来控制油液流向和转舵方向
? 油路采用
? 闭式
? 半闭式
? 开式
? 图 8— 18为典型的阀控型舵机的液压系统
? 系统工作原理如下：
哈特拉伯 R4V型舵机液压系统
8-5-2-1 阀控型舵机 -工作原理
? M型液动换向阀 6
? 控制转舵油液流向
? 兼作主油路锁闭阀
? 电气遥控的 H型电磁换向阀 5做导阀
? 先导式溢流阀 (主阀 3和导阀 4)
? 整定压力为 24MPa
? 当换向阀 5中位时，主油泵卸荷（溢流阀 3外控油口通油箱）
? 当换向阀离开中位时，其开启压力由导阀 4整定
? 主泵排油压力升高，控制阀 6的偏移及经阀 6去转舵
? 达到指令舵角时，电反馈信号使阀 5断电回中，主泵重新卸荷
? 高置油箱可经单向阀 1向系统补油
? 只有在转舵时工作油液才进行封闭循环
? 在停止转舵时，泵的排油全部排人油箱，利于油液散热
8-5-2-2 阀控型舵机 -工况选择
? 设有手动工况选择阀：
? 缸阀 Cl ～ C4
? 泵阀 P1～ P4
? 旁通阀 U1～ U4
? 正常工作时
? Ul,U2常闭
? 其余阀常开
? 当用 No,2泵带 l,2缸工作时
? 应关闭 P1,P2,U1,其余阀全开
? 当用 No,1泵带 3,4缸工作时
? 应关闭 P3,P4,U2,其余阀全开
8-5-2-3 阀控型舵机 -自动安全切换
? 在两组油缸之间装有自动安全切换装置
? 必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通
? 工作原理如下：
? 当舵机某一套系统因油管破裂而严重失油时
? 补油箱中液位降低
? 开关 Sl动作报警
? 经过 30s左右后，液位开关 S2动作
? 自动转换工作油泵，并使电磁导阀 8线圈 Yl通电
? 阀 8左移
? 主泵油 — 单向阀 — 减压阀 10（ 3MPa） — 阀 8 — 液动阀 9右移
? 使故障油缸 3,4与工作主油路隔离并旁通
? 舵机自动转换为以 1,2油缸工作
8-5-2-3阀控型与泵控型舵机比较
? 与泵控型舵机相比
? 阀控型泵和系统简单，初置费用较低
? 缺点
? 换向时液压冲击大
? 阀工作可靠性也不如泵控型
? 停止转舵时主泵流量并不减少 (虽然排压较低 )，油液
发热，经济性差
? 阀控型系统一般只用于中小功率场合
? 阀控型舵机可采用开式系统
? 油液在油箱中可较好散热和沉淀杂质
? 但油箱容积较大，空气和杂质进入系统机会较多
