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液压与气压传动课程教案

CompanyDocumentnumber：

WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

液压与气压传动课程教案

桂林电子科大职业学院教案

主讲人：

赵鲁燕

主讲科目:

模具设计与制造基础

开课单位：

桂电职院机电工程系

第1讲第1章绪论

教学目标：

1、掌握液压与气压传动的相关概念；

2、通过举例掌握液压与气压传动的工作原理和系统及其传动的特点；

3、了解液压与气压传动的应用。

教学重点：

1、液压与气压传动工作原理

2、液压与气压传动的系统组成及应用

教学难点：

液压与气压传动实例应用

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（10分钟）

介绍液压与气压传动目前应用领域及未来发展前景，本门课程的性质与任务；本门课程的教学的基本要求和教学安排、考试方式。

二、授课主要内容

液压与气压传动的工作原理（30分钟）

1）液压与气压传动的基本概念

2）举例说明液压与气压传动原理

3）液压传动的基本特点

液压与气压传动系统的组成与实例（30分钟）

1）液压与气压传动系统的实例：

案例：

机床工作台液压系统结构有原理；气动剪切机的工作原理图

2）液压与气压传动系统的组成及各组成部分的功用

液压与气压传动的优缺点（10分钟）

1）液压传动的优缺点

2）气压传动的优缺点

液压与气压传动的应用（5分钟）

3、总结：

（5分钟）

第2讲第2章液压流体力学基础

教学目标：

1、了解液压油的物理化学性能；正确选择液压油

2、了解液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用

3、了解液压力时流速和压力的变化规律

教学重点：

1、液压油的性质

2、液体静力学基本方程；

3、连续性方程和伯努利方程

教学难点：

实际流体的伯努利方程

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

液压油（20分钟）

1）液压油的物理性质

①液体的密度：

②液体的粘性：

动力粘度、运动粘度、相对粘度及粘温曲线分析

③液体的可压缩性

④其他性质

2）液压油的要求和选用

液体静力学（30分钟）

1）液体静压力及其特性：

2）液体静力学基本方程：

（2-10）

（2-11）

3）压力的表示方法及单位：

①绝对压力；相对压力；真空度概念

②压力单位

4）静止液体内压力的传递（案例说明）

5）液体对固体壁面的作用力

液体动力学（30分钟）

1）基本概念：

①理想液体和恒定流动

②流量与平均流速

③流动液体的压力

2）流动液体的连续性方程：

或

（c为常数）（2-19）

3）伯努利方程：

①理想液体伯努利方程：

（c为常数）（2-21）

②实际液体的伯努利方程：

（2-24）

4）动量方程：

（2-25）

液压与气压传动的应用（5分钟）

三、总结：

（5分钟）

总结授课的知识点，指出重点、难点及教学要求。

第3讲第2章液压流体力学基础

教学目标：

1、掌握流体流动时压力损失的计算方法、流体流动时阻力损失的计算方法

2、掌握液体流经薄壁小孔和细长小孔的流量计算公式

3、了解液压冲击及空穴现象。

教学重点：

1、层流状态下的沿程压力损失、几步压力损失

2、流经薄壁小孔的流量公式

3、防止或减少产生液压冲击及空穴想象措施

教学难点：

压力损失的计算。

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

液体流动时的压力损失（30分钟）

1）液体的流动状态

①层流和湍流的概念

②雷诺数：

2）沿程压力损失

①层流时的沿程压力损失

②湍流时的沿程压力损失

③局部压力损失

④管路系统的总压力损失

液体流经小孔及缝隙的流量（30分钟）

1）液体流经平行平板间隙的流量

①液体流经固定平行平板间隙的流量

②液体流经相对运动平行平板间隙的流量

③液体在平行平板间隙既有压差流动又有剪切流动的流量

2）液体流经环状间隙的流量：

①液体流经同心环状间隙的流量

②液体流经偏心环状间隙的流量

液压冲击及空穴现象（20）

1）液压冲击：

概念产生原因

2）空穴现象：

概念、产生原因

3）防止出现液压冲击和空穴现象的措施

四、总结：

（5分钟）

总结授课的知识点，指出重点、难点及教学要求。

第4讲第3章液压泵与液压马达

教学目标：

1、掌握液压泵和液压马达的工作原理，学会分析任何一种液压泵吸压油的过程和马达形成转矩的过程；

2、掌握液压泵和液压马达性能参数的计算，熟练画出液压泵、液压马达的图形符号。

3、掌握齿轮泵工作原理及结构特性

教学重点：

1、液压泵和液压马达的工作原理

2、液压马达的主要性能参数

3.齿轮泵工作原理及结构特性

教学难点：

齿轮泵结构及传动特性

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

概述（40分钟）

1）液压泵和液压马达的工作原理

①液压泵的工作原理（案例：

单柱塞液压泵的工作原理）

②液压马达的工作原理（与液压泵可逆）

2）液压泵和液压马达的压力和流量

①液压泵和液压马达的压力：

工作压力、额定压力、最大压力

②液压泵的排量和流量：

排量、流量

3）液压泵的功率和效率

①液压泵的功率：

输出功率PO=

（3-3）

输入功率

=

②液压泵的效率：

容积效率

、机械效率

、总效率

4）液压马达的功率和效率

①液压马达的容积效率

②液压马达的转速

③液压马达的机械效率

④液压马达的转矩

⑤液压马达的总效率

5）液压泵和液压马达的图形符号

齿轮泵（40）

1）渐开线齿轮传动的啮合过程

2）外啮合齿轮泵的工作原理

3）外啮合齿轮泵的排量和流量

4）齿轮泵的结构特性分析

①困油现象

②不平衡的径向力

③断面泄露及端面间隙的自动补偿

5）内啮合齿轮泵

三总结：

（5分钟）

总结授课的知识点，指出重点、难点及教学要求。

第5讲第3章液压泵与液压马达

教学目标：

1、了解双作用叶片泵和单作用叶片泵的工作原理

2、掌握限压式变量叶片泵的特性，并理解其含义。

教学重点：

1、双作用叶片泵和单作用叶片泵的工作原理

2、限压式变量叶片泵的特性曲线

教学难点：

限压式变量叶片泵的特性曲线。

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

叶片泵（80分钟）

1）双作用叶片泵

①双作用叶片泵的工作原理

②YB1型双作用叶片泵的结构

③YB1型双作用叶片泵的吸油和压油通路

④双作用叶片泵的排量和流量

⑤叶片泵提高工作压力的主要措施

2）单作用叶片泵

①单作用泵的工作原理

②单作用泵的排量和流量

③YBX限压式变量叶片泵

aYBX限压式变量叶片泵的工作原理

b限压式变量叶片泵的流量和压力特性

cYBX限压式变量叶片泵的结构

三总结：

（5分钟）

总结授课的知识点，指出重点、难点及教学要求。

第6讲第3章液压泵与液压马达

教学目标：

1、掌握柱塞泵的工作原理及其系统结构组成

2、了解叶片式和轴向柱塞式液压马达系统组成及工作原理

教学重点：

1、柱塞泵的工作原理及其系统结构组成

2、液压马达工作原理

教学难点：

柱塞泵系统结构组成及工作原理

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

柱塞泵

1）斜盘式轴向柱塞泵（30分钟）

①斜盘式轴向柱塞泵的工作原理

用三维动画演示斜盘式轴向柱塞泵的结构及工作原理，由于斜盘式轴向柱塞泵的结构较复杂，可让学生观看斜盘式轴向柱塞泵结构的实物录像。

主要内容：

②斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量

用斜盘式轴向柱塞泵的工作原理彩图讲解其排量和流量计算方法

③斜盘式轴向柱塞泵的结构特点

强调三方面①端面间隙的自动补偿；②滑履及静压支撑结构；③排量调节机构（可用动画演示调排量机构的工作原理）。

使学生理解并掌握斜盘式轴向柱塞泵的调排量原理及方法。

2）径向柱塞泵（10分钟）

液压马达（30分钟）

1）叶片式液压马达

2）轴向柱塞式液压马达

3）径向柱塞式液压马达

三总结：

（15分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第7讲第4章液压缸

教学目标：

1、重点掌握双作用单活塞液压缸三种连接方式的分析

2、掌握活塞式、柱塞式和伸缩式三种液压杆结构、特点及其图形符号

3、了解液压缸的密封种类；液压缸的缓冲装置的种类及其排气装置

教学重点：

单活塞杆液压缸的工作原理和结构

教学难点：

单活塞液压缸的差动连接

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

液压缸的类型和特点（50分钟）

1）活塞式液压缸

①双杆活塞缸：

通过图解了解和掌握双杆活塞缸的工作原理及系统结构组成

②单杆活塞缸：

重点讲解单杆活塞式液压缸三种工况下的牵引力及速度计算。

2）柱塞缸

通过图解了解和掌握柱塞缸的工作原理及系统结构组成

3）摆动缸

通过图解了解和摆动缸的工作原理及系统结构组成

4）组合液压缸

通过图解了解和掌握以下类型液压缸工作原理及系统结构组成

①伸缩缸

②齿条活塞缸

液压缸的结构（25分钟）

1）液压缸的密封

用图解方式讲解活塞组件的各种密封形式及特点，主要密封形式：

①间隙密封②密封圈密封③V形密封圈。

2）液压缸的缓冲

常见的缓冲装置：

①环状间隙式缓冲装置②可变节流槽式缓冲装置

③可调节流孔式缓冲装置

3）排气装置

三总结：

（10分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第8讲第6章液压控制阀

教学目标：

1、了解液压控制阀的分类及共性特点、对液压控制阀的要求

2、掌握单向阀的工作原理和结构特点

教学重点：

单向阀的工作原理和结构特点

教学难点：

单向阀的结构

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（75分钟）

液压控制阀的概述

1）液压控制阀的分类

2）液压控制阀的共性

3）对液压控制阀的基本要求

方向控制阀（

1、单向阀

1）普通单向阀

①单向阀的主要性能要求

②单向阀的结构及特点

③单向阀的应用

。

2）液控单向阀

①液控单向阀的结构及工作原理

②液控单向阀的主要用途

三总结：

（10分钟）

总结本次授课的知识点，指出本章学习的主要知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第9讲第6章液压控制阀

教学目标：

1、了解液压系统对换向阀的基本要求，掌握其工作原理

2、深入掌握滑阀式换向阀的换向原理、位、通、中位机能及操纵方式。

教学重点：

滑阀式换向阀的换向原理、位、通、中位机能

教学难点：

电液动换向阀的工作原理

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（80

方向控制阀

2、换向阀

1）液压系统对换向阀的主要要求

2）换向阀的分类

3）换向阀的工作原理

4）换向阀的结构特点

①主体部分的结构型式

②换向阀的“位”和“通”

③换向阀的智能符号含义

5）滑阀中位机能

6）滑阀式换向阀

①手动式换向阀

②机动换向阀

③电磁换向阀

④液动换向阀

⑤电液动换向阀

7）转阀

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第10讲第6章液压控制阀

教学目标：

1、根据作用于阀芯上的液体压力与弹簧力相平衡，重点掌握先导式溢流阀和减压阀的工作原理；

2、掌握溢流阀的调压偏差、压力损失和卸荷压力的概念；

3、掌握溢流阀、减压阀和顺序阀的主要区别及其应用。

并根据它们的特点，熟练画出各自符号；

4、了解各种压力阀的主要结构。

教学重点：

1、先导式溢流阀的工作原理；

2、减压阀和溢流阀的主要区别；

教学难点：

先导式溢流阀和减压阀的工作原理。

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（80

压力控制阀

6.3.1溢流阀

1）直动型溢流阀

2）先导式溢流阀

3）溢流阀的主要性能

①压力调节范围

②启闭特性

③卸荷压力

4）溢流阀的应用

6.3.2加压阀

1）减压阀的结构和工作原理

2）减压阀的应用

3）减压阀和溢流阀的区别

6.3.3顺序阀

1）顺序阀的结构和工作原理

2）顺序阀的应用

6.3.4压力继电器

1）压力继电器的结构和工作原理

2）压力继电器的应用

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第11讲第6章液压控制阀

教学目标：

1、了解节流阀的特性、主要结构和工作原理，会画节流阀和单向节流阀的图形符号。

2、了解影响节流阀最小稳定流量的因素。

3、学会分析节流调速回路的调速原理。

4、了解新型液压控制阀及应用。

教学重点：

学会分析节流调速回路的调速原理。

教学难点：

节流调速回路的调速原理

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（80

流量控制阀

6.4.1节流阀的流量特性及节流口形式

1）阀的流量特性

2）常用节流阀口形式

3）对流量控制阀的基本要求

6.4.2节流阀的结构原理

6.4.3调速阀

6.4.4溢流节流阀

新型液压控制阀及应用

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第12讲第7章液压基本回路

教学目标：

掌握节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路的基本原理、连接形式和速度负载特性。

教学重点：

1、节流调速回路的速度负载特性、最大承载能力及效率；

2、容积调速回路的特性

教学难点：

节流调速回路的特点、容积节流调速的工作原理

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（80

速度控制回路

7.1.1调速回路

1）节流调速回路

①进口节流阀式节流调速回路

a速度—负载特性；

b功率特性

②出口节流阀式节流调速回路

③旁路节流阀式节流调速回路

a速度—负载特性；

b最大承载能力

c功率特性

d调速范围

④采用调速阀的节流调速回路

2）容积式调速回路、

①变量泵和定量执行元件组成的容积调速回路

②定量泵—变量马达容积调速回路

③变量泵和变量马达调速回路

3）容积式节流调速回路

①限压式变量泵—调速阀式容积调速回路

②差动式变量泵—节流阀式容积节流调速回路

7.1.2快速运动回路

1）液压缸差动连接的快速运动回路

2）采用蓄能器的快速运动回路

3）双泵供油的快速运动回路

7.1.3速度换接回路

1）快速与慢速的换接回路

2）两种进给速度的换接回路

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第13讲第7章液压基本回路

教学目标：

1、掌握换向阀和执行元件组成的换向回路工作原理；

2、了解各种压力控制回路，重点掌握调压回路和谢谢回路；

教学重点：

1、调压回路

2、卸荷回路

教学难点：

方向控制回路分析

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入（5分钟）

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容（80

方向控制回路

压力控制回路

7.3.1调压回路

1）单级调压回路

2）双向调压回路

3）多级调压回路

7.3.2卸荷回路

1）采用换向阀的卸荷回路

2）采用电磁溢流阀的卸荷回路

3）采用顺序阀的卸荷回路

7.3.3卸压回路

1）节流阀卸压回路

2）溢流阀卸压回路

7.3.4加压回路

7.3.5增压回路

1）单作用增压缸的增压回路

2）双作用增压缸的增压回路

3）气、液联合增压回路

7.3.6保压回路（自学）

7.3.7平衡回路（自学）

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第14讲第7章液压基本回路

教学目标：

了解多缸控制回路的结构，学会分析多缸控制回路，掌握顺序动作回路、同步回路的各种连接方法。

了解液压马达制动回路工作原理。

教学重点：

多缸控制回路分析。

教学难点：

多缸控制回路连接方法。

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

多缸工作控制回路

7.4.1顺序控制回路

1）形成控制顺序动作回路

2）压力控制式顺序动作回路

①采用顺序阀控制的顺序动作回路

②采用压力继电器的顺序动作回路

3）时间控制顺序动作回路

7.4.2多缸同步动作回路

1）节流式同步动作回路

2）带补偿装置的串联液压缸同步回路

7.4.3多缸快慢速互不干扰回路

压油马达制动回路

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

作业辅导。

第15讲第8章典型液压系统

教学目标：

通过典型液压系统液压回路的分析，掌握一般液压控制系统回路分析方法。

教学重点：

YT4543型液压动力滑台液压系统分析

教学难点：

根据工作循环过程，分析油路的通断及写出动作顺序表

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

组合机床动力滑台液压系统

8.8.1概述

说明组合机床机构组成，动力滑台的功能。

8.1.2液压系统的工作原理

1.快速进给

（1）控制油路

进油路：

过滤器1变量泵2先导阀A单向阀C液动换向阀B左端

回油路

液动换向阀B右端节流阀F先导电磁阀A邮箱

（2）主油路

进油路：

过滤器1变量泵2单向阀3液动换向阀B行程阀11

液压缸左腔

回油路：

液压缸的右腔液动换向阀B单向阀6行程阀11

液压缸左腔

2.一次工作进给

1YA通电、行程阀11上位工作、先导阀A左位、主阀B左位、电磁阀12右位

进油路：

过滤器1变量泵2单向阀3液动换向阀B调速阀8

液压缸左腔电磁阀12

回油路：

液压缸的右腔液动换向阀B顺序阀5背压阀4邮箱

3.二次工作进给

1YA通电、3YA通电、行程阀11上位工作、顺序阀5开、先导阀A左位、主阀B左位、电磁阀12左位。

4.死档铁停止

1YA通电、3YA通电、行程阀11上位工作、顺序阀5开、先导阀A左位、主阀B左位、电磁阀12左位。

5.快速返回

（1）控制油路

进油路：

过滤器1变量泵2先导电磁阀A单向阀D液动阀B右端

回油路：

液动换向阀B左端节流阀E先导电磁阀A邮箱

6.原位停止

8.1.3液压系统的特点

型万能液压机液压系统

8.2.1概述

说明柱式液压机的组成及动作循环过程。

8.2.2YA32-200型万能液压机液压系统工作原理

1.主缸运动

（1）快速下行

进油路：

主泵1电液动换向阀6右位单向阀13主缸16上腔供油

回油路：

主缸下腔液控单向阀9电液动换向阀6右位电液动换向阀21中位邮箱

（2）慢速接近工件并加压

进油路：

同快速下行

回油路：

主缸下腔背压阀10电液动换向阀6右位电液动换向阀21中位邮箱

（3）保压

（4）泄压并快速退回

进油路：

主泵1电液换向阀6左位液控单向阀9主缸下腔

回油路：

主缸上腔液控单向阀14充液油箱15

（5）停止

2.顶出缸运动

（1）顶出

进油路;主泵1电液动换向阀6中位电液动换向阀21左位顶出缸17下腔

回油路：

顶出缸17上腔电液动换向阀21左位油箱

（2）退回

进油路;主泵1电液动换向阀6中位电液动换向阀21右位顶出缸17上腔

回油路：

顶出缸17下腔电液动换向阀21右位油箱

（3）停止

（4）浮动压边

8.2.3液压机液压系统的特点

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

第16讲第8章典型液压系统

教学目标：

通过典型液压系统液压回路的分析，掌握一般液压控制系统回路分析方法。

教学重点：

多缸控制回路分析。

教学难点：

多缸控制回路连接方法。

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

分析以下典型液压系统：

三总结：

（5分钟）

总结本次授课的知识点，回顾本章知识点，指出学习的重点、难点及教学要求。

第18讲第九章液压伺服系统

教学目标：

掌握反馈、偏差闭环系统、开环系统概念；掌握液压系统的工作原理；了解液压伺服系统的分类、应用及优缺点。

教学重点：

液压伺服系统的工作原理；液压伺服系统的组成。

教学难点：

液压伺服系统的工作原理

教学方法：

讲授

教学时间：

90分钟。

使用教材:

张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。

教学步骤：

一、导入

前课回顾复习，引入本次课程主题

二、授课主要内容

液压伺服系统概述

.液压伺服系统的工作原理及组成

1.液压伺服系统的工作原理

2.液压伺服系统的组成

9.1.2液压伺服系统的类型

（1）按输入信号变化规律分：

定值控制系统、程序控

制系统和伺服控制系统三类。

（2）按输入信号介质分：

有机液伺服系统、气液伺服

系统、电液伺服系统等。

（3）按输出物理量分：

有位置伺服系统、速度伺服系

统、力（或压力）伺服系统等。

（4）按控制元件分：

有阀控系统和泵控系统