帕斯卡定律表示所有液壓系統(tǒng)的基礎,該定律規(guī)定,施加在封閉液體上的任何地方的壓力都不會在各個方向上傳遞到容器內(nèi)部,該原理允許以相對較小的力產(chǎn)生較大的力。如圖所示,在1平方英寸的面積上施加的5磅力產(chǎn)生5 psi的內(nèi)部壓力,施加在10平方英寸面積上的壓力會產(chǎn)生50磅的力。
在基本的液壓回路中,由缸施加的力取決于缸孔尺寸和泵壓力,(除非對活塞的運動產(chǎn)生阻力,否則不會產(chǎn)生力),在1000 psi的泵壓力作用于12平方英寸的活塞區(qū)域(直徑約4英寸)時,氣缸會產(chǎn)生12,000磅的力,活塞運動的速度取決于來自活塞的流速(gpm)因此,如果泵的輸出為每分鐘1加侖(231立方英寸/分鐘),則氣缸活塞將以20英寸/分鐘(231立方英寸÷12立方英寸)的速度運動。 in./min。)。
最簡單的液壓回路包括油箱,泵,溢流閥,三通換向閥,單作用油缸,連接器和管路,該系統(tǒng)用于氣缸活塞通過機械力返回的情況。在控制閥處于中位的情況下,泵的流量會通過閥并流回油箱,隨著閥的轉(zhuǎn)換,油被引導到氣缸的活塞側(cè),導致活塞移動,使桿伸出,如果閥門恢復到中性,則油會被截留在氣缸中,將其保持在固定位置,而泵的流量則返回到油箱,沿相反方向移動閥門可以使機油通過閥門回到油箱,安全閥將系統(tǒng)壓力限制為預設值,安全閥通常集成在方向控制閥中。
使用雙作用液壓缸和四通閥的液壓系統(tǒng)與單作用液壓缸系統(tǒng)的不同之處在于,液壓缸可以在兩個方向上施加力,在控制閥打開的情況下,中性流返回到油箱,當沿一個方向移動時,機油會被引導到氣缸的活塞側(cè),從而導致氣缸伸展,來自桿側(cè)的油通過閥流回油箱。如果閥切換到空檔,則氣缸中的油會被捕獲,將其保持在固定位置,當閥移至相反位置時,油被引導到氣缸的桿側(cè),導致氣缸縮回,來自活塞側(cè)的油通過閥回到油箱。氣缸伸展力是壓力(psi)乘以活塞面積(減去因作用在活塞桿側(cè)上的壓力所產(chǎn)生的任何力)的結(jié)果,收縮力是壓力(psi)乘以桿和活塞之間的面積差(減去因作用在氣缸的活塞側(cè)上的壓力而產(chǎn)生的任何力)的結(jié)果。
旋轉(zhuǎn)液壓馬達回路與氣缸回路基本相同,系統(tǒng)可以是單向或雙向的(如圖所示),電機可提供的旋轉(zhuǎn)力(轉(zhuǎn)矩)量是壓力(psi)和電機尺寸的函數(shù)。速度是流量和電機尺寸的函數(shù),由于油通過控制閥流回油箱,因此上述所有系統(tǒng)都是開式中心系統(tǒng),大多數(shù)系統(tǒng)都是這種類型,封閉式中心系統(tǒng)使用控制閥,其進口被阻塞,并且泵的排量可變,在控制閥處于中位的情況下,泵被“消沖程”至零流量。