帕斯卡定律表示所有液压系统的基础,该定律规定,施加在封闭液体上的任何地方的压力都不会在各个方向上传递到容器内部,该原理允许以相对较小的力产生较大的力。如图所示,在1平方英寸的面积上施加的5磅力产生5 psi的内部压力,施加在10平方英寸面积上的压力会产生50磅的力。
在基本的液压回路中,由缸施加的力取决于缸孔尺寸和泵压力,(除非对活塞的运动产生阻力,否则不会产生力),在1000 psi的泵压力作用于12平方英寸的活塞区域(直径约4英寸)时,气缸会产生12,000磅的力,活塞运动的速度取决于来自活塞的流速(gpm)因此,如果泵的输出为每分钟1加仑(231立方英寸/分钟),则气缸活塞将以20英寸/分钟(231立方英寸÷12立方英寸)的速度运动。 in./min。)。
最简单的液压回路包括油箱,泵,溢流阀,三通换向阀,单作用油缸,连接器和管路,该系统用于气缸活塞通过机械力返回的情况。在控制阀处于中位的情况下,泵的流量会通过阀并流回油箱,随着阀的转换,油被引导到气缸的活塞侧,导致活塞移动,使杆伸出,如果阀门恢复到中性,则油会被截留在气缸中,将其保持在固定位置,而泵的流量则返回到油箱,沿相反方向移动阀门可以使机油通过阀门回到油箱,安全阀将系统压力限制为预设值,安全阀通常集成在方向控制阀中。
使用双作用液压缸和四通阀的液压系统与单作用液压缸系统的不同之处在于,液压缸可以在两个方向上施加力,在控制阀打开的情况下,中性流返回到油箱,当沿一个方向移动时,机油会被引导到气缸的活塞侧,从而导致气缸伸展,来自杆侧的油通过阀流回油箱。如果阀切换到空档,则气缸中的油会被捕获,将其保持在固定位置,当阀移至相反位置时,油被引导到气缸的杆侧,导致气缸缩回,来自活塞侧的油通过阀回到油箱。气缸伸展力是压力(psi)乘以活塞面积(减去因作用在活塞杆侧上的压力所产生的任何力)的结果,收缩力是压力(psi)乘以杆和活塞之间的面积差(减去因作用在气缸的活塞侧上的压力而产生的任何力)的结果。
旋转液压马达回路与气缸回路基本相同,系统可以是单向或双向的(如图所示),电机可提供的旋转力(转矩)量是压力(psi)和电机尺寸的函数。速度是流量和电机尺寸的函数,由于油通过控制阀流回油箱,因此上述所有系统都是开式中心系统,大多数系统都是这种类型,封闭式中心系统使用控制阀,其进口被阻塞,并且泵的排量可变,在控制阀处于中位的情况下,泵被“消冲程”至零流量。