容積調(diào)速回路與其它回路

1、 容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路幾種其它回路幾種其它回路 容積調(diào)速回路是通過改變泵的排量或（和）容積調(diào)速回路是通過改變泵的排量或（和）液壓馬達的排量來調(diào)節(jié)液壓馬達（或液壓缸）速液壓馬達的排量來調(diào)節(jié)液壓馬達（或液壓缸）速度的回路。度的回路。容積容積調(diào)速回路有變量泵和定量執(zhí)行元調(diào)速回路有變量泵和定量執(zhí)行元件、定量泵和變量液壓馬達以及變量泵和變量液件、定量泵和變量液壓馬達以及變量泵和變量液壓馬達三種可能的組合，下面對這三種組合情況壓馬達三種可能的組合，下面對這三種組合情況調(diào)速回路的性能作進一步分析。調(diào)速回路的性能作進一步分析。一、變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路一、變量泵

2、和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路三、變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路三、變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路一、變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路一、變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路 這種調(diào)速回路可由變量泵與液壓缸或變量泵這種調(diào)速回路可由變量泵與液壓缸或變量泵與定量馬達組成，回路原理見下圖。左圖為原理與定量馬達組成，回路原理見下圖。左圖為原理簡圖，右圖為回路原理圖。簡圖，右圖為回路原理圖。 變量泵與定量執(zhí)行元件所組成的容積調(diào)速回路的主要變量泵與定量執(zhí)行元件所組成的容積調(diào)速回路的主要工作特性如下：工作特性如下：（1）速度特性：速度特性反映的是執(zhí)行元件

3、的速度）速度特性：速度特性反映的是執(zhí)行元件的速度vm與與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)qp排量的關(guān)系。當不考慮回路的排量的關(guān)系。當不考慮回路的 容積效率時，執(zhí)行元件的容積效率時，執(zhí)行元件的 速度為：速度為： nm=npqp/qm 或或 vm=npqp/A由上式可知：馬達的由上式可知：馬達的 轉(zhuǎn)速與變量泵的排量轉(zhuǎn)速與變量泵的排量 成正比，它是一條通成正比，它是一條通 過原點的直線，如圖過原點的直線，如圖 虛線所示。虛線所示。圖 9 - 2 變 量 泵 定 量 執(zhí) 行 元 件 容 積 調(diào)速 回 路 特 性 曲 線理 想 的實 際 的（2 2）轉(zhuǎn)矩和功率特性：即執(zhí)行元件輸出轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)矩和功率特性：即執(zhí)行

4、元件輸出轉(zhuǎn)矩T Tm和輸出功和輸出功率率PmPm與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)q qp之間的關(guān)系。當不考慮回路的損之間的關(guān)系。當不考慮回路的損失時，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩失時，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩T Tm為：為： T Tm=q=qm(P(Pp-P-P0)F=A(P)F=A(Pp-P-P0) )由式可知：當泵的輸由式可知：當泵的輸 油壓力和吸油路壓力油壓力和吸油路壓力 不變時，馬達的輸出不變時，馬達的輸出 扭矩是恒定的，而與扭矩是恒定的，而與 變量泵的調(diào)節(jié)參數(shù)無變量泵的調(diào)節(jié)參數(shù)無 關(guān)。故其稱為恒轉(zhuǎn)矩關(guān)。故其稱為恒轉(zhuǎn)矩 推力調(diào)速，其特性曲推力調(diào)速，其特性曲 線如圖。線如圖。圖 9-2 變 量 泵 定

5、量 執(zhí) 行 元 件 容 積 調(diào)速 回 路 特 性 曲 線理 想 的實 際 的 同樣，由于存在泄漏、機械摩擦等損失，當同樣，由于存在泄漏、機械摩擦等損失，當qp小于一小于一定值時，定值時，Mm也會等于零而存在一個死區(qū)。所以實際轉(zhuǎn)矩也會等于零而存在一個死區(qū)。所以實際轉(zhuǎn)矩Tm特性曲線如圖中實線所示。次回路中執(zhí)行元件的輸出功特性曲線如圖中實線所示。次回路中執(zhí)行元件的輸出功率為：率為： Pm=(Pp-P0)=(Pp-P0).npqp或或 Pm=nmTm =qpnpTm/qm上式表明，執(zhí)行元件上式表明，執(zhí)行元件 輸出的功率隨變量泵輸出的功率隨變量泵 的排量的增減而線性的排量的增減而線性 地增減，其理論與實

6、地增減，其理論與實 際的功率特性曲線如際的功率特性曲線如 圖。圖。圖9-2 變量泵定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路特性曲線理想的實際的二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路 下圖為定量泵與變量馬達組成的容積調(diào)速回路。圖下圖為定量泵與變量馬達組成的容積調(diào)速回路。圖(a)(a)為閉式回路，圖為閉式回路，圖(b)(b)為開式回路。兩回路中為開式回路。兩回路中1 1為定量泵，為定量泵，2 2為變量馬達，為變量馬達，3 3為安全閥，圖為安全閥，圖(a)(a)中中4 4為低壓溢流閥，為低壓溢流閥，5 5為補為補油泵。此回路是靠調(diào)節(jié)變量馬達油泵。此回路是靠調(diào)節(jié)變量馬達2 2自身的排量來實現(xiàn)自身

7、的排量來實現(xiàn) 調(diào)速。調(diào)速。圖9-3 定量泵變量馬達容積調(diào)速回路（a)閉式（b)開式回路主要工作特性：回路主要工作特性：變量馬達的轉(zhuǎn)速：變量馬達的轉(zhuǎn)速： n nm m=Q=Qp p/q/qm m 其中其中Qp=C,Qp=C,可見變量馬達的轉(zhuǎn)速可見變量馬達的轉(zhuǎn)速n nm m與其排量與其排量q qm m成反比。即當成反比。即當排量排量q qm m最小時，馬達的轉(zhuǎn)速最高，其特性曲線如圖虛線所最小時，馬達的轉(zhuǎn)速最高，其特性曲線如圖虛線所示。由于存在容積損失和機械損示。由于存在容積損失和機械損 失等，當失等，當q qm m小到一定小到一定 值時，會帶不動負載值時，會帶不動負載 而使馬達而使馬達n nm m

8、=0=0。此時。此時 定量泵的輸出流量通定量泵的輸出流量通 過安全閥泄漏回油箱過安全閥泄漏回油箱 或流回低壓油路，所或流回低壓油路，所 以也存在一個死區(qū)。以也存在一個死區(qū)。圖9-4 定量泵變量馬達容積調(diào)速特性曲線液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩Tm和輸出功率和輸出功率Pm輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩 Tm=qm(Pp-P0)輸出功率輸出功率 Pm=nmTm=Qp(Pp-P0)上式表明，定量泵和變量馬達調(diào)速回路，液壓馬達的轉(zhuǎn)矩上式表明，定量泵和變量馬達調(diào)速回路，液壓馬達的轉(zhuǎn)矩Tm與排量與排量qm成正比；其輸出功率成正比；其輸出功率Pm與調(diào)節(jié)參數(shù)與調(diào)節(jié)參數(shù)qm 無關(guān)，當進油路壓力無關(guān)，當進油路壓力 Pp和

9、回油路壓力和回油路壓力P0不不 變時，變時，Pm=C。故此。故此 種調(diào)速回路為恒功率種調(diào)速回路為恒功率 調(diào)節(jié)，特性曲線如圖調(diào)節(jié)，特性曲線如圖 所示。所示。圖 9-4 定 量 泵 變 量 馬達 容 積 調(diào) 速 特 性 曲 線三、變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路三、變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路 這種回路是上述兩種調(diào)速回路的組合，下圖這種回路是上述兩種調(diào)速回路的組合，下圖是回路原理圖。它是由雙向變量泵和雙向變量馬是回路原理圖。它是由雙向變量泵和雙向變量馬達等組成的容積調(diào)速回路。調(diào)節(jié)變量泵的排量和達等組成的容積調(diào)速回路。調(diào)節(jié)變量泵的排量和變量馬達的排量都可調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速。變量馬達的排量都可調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速。

10、 回路的工作特性：回路的工作特性：馬達輸出轉(zhuǎn)速馬達輸出轉(zhuǎn)速 nm=Qp/qm=qpnp/qm馬達輸出轉(zhuǎn)矩馬達輸出轉(zhuǎn)矩 Tm=qm(pp-pq)馬達輸出功率馬達輸出功率 Pm=nmTm=qpnp(pp-p0) 由于此回路中既可用變量泵調(diào)速，又可用變量馬達調(diào)由于此回路中既可用變量泵調(diào)速，又可用變量馬達調(diào)速，因此要合理利用上述兩種調(diào)速回路的優(yōu)點，克服其缺速，因此要合理利用上述兩種調(diào)速回路的優(yōu)點，克服其缺點，以達到既可擴大調(diào)速范圍（一般可達點，以達到既可擴大調(diào)速范圍（一般可達i=100左右），又左右），又使其換向平穩(wěn)，一使其換向平穩(wěn)，一 般般 采用分段調(diào)速的方法。采用分段調(diào)速的方法。變量泵變量馬達回路

11、變量泵變量馬達回路 的調(diào)速方法的特性曲的調(diào)速方法的特性曲 線如圖所示。線如圖所示。 容積節(jié)流調(diào)速回路是采用特定的變量泵和調(diào)速閥組成，容積節(jié)流調(diào)速回路是采用特定的變量泵和調(diào)速閥組成，它兼有節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路的優(yōu)點。無溢流損失、它兼有節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路的優(yōu)點。無溢流損失、效率較高、低速穩(wěn)定性好、調(diào)節(jié)方便，廣泛應用于機床液效率較高、低速穩(wěn)定性好、調(diào)節(jié)方便，廣泛應用于機床液壓系統(tǒng)。壓系統(tǒng)。一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回路路三、壓力反饋式變量泵和節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路三、壓力反饋式變

12、量泵和節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路四、調(diào)速回路的比較和選擇四、調(diào)速回路的比較和選擇一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路 這種回路的原理和工作特性曲線如圖所示。這種回路的原理和工作特性曲線如圖所示。左圖為原理圖，在圖示位置時，活塞左圖為原理圖，在圖示位置時，活塞4快速向右運快速向右運動。動。原理圖特性曲線 這種調(diào)速回路與容積調(diào)速相比，活塞運動速度這種調(diào)速回路與容積調(diào)速相比，活塞運動速度v由調(diào)速由調(diào)速閥調(diào)節(jié)與泵的泄漏無關(guān)，能獲得較低的穩(wěn)定速度；與節(jié)流閥調(diào)節(jié)與泵的泄漏無關(guān)，能獲得較低的穩(wěn)定速度；與節(jié)流閥相比，它只有節(jié)流損失而無溢流損失，因而效率較高。閥相比，它只有節(jié)流損失而

13、無溢流損失，因而效率較高。當不考慮泵、缸和管路損失時，回路的效率為：當不考慮泵、缸和管路損失時，回路的效率為： p=(p1-p2)(A2/A1)Q1/ppQ1=(p1-p2)(A2/A1)/Pp上式表明：當泵的工作壓力上式表明：當泵的工作壓力pp調(diào)的低一些，回路效率也就調(diào)的低一些，回路效率也就高一些。但為了保證調(diào)速閥正常工作，泵的供油壓力高一些。但為了保證調(diào)速閥正常工作，泵的供油壓力pp應應比缸的負載壓力比缸的負載壓力p1大大5x105Pa左右。為保證壓力繼電器可靠左右。為保證壓力繼電器可靠發(fā)訊，泵的供油壓力還需調(diào)的高些。所以其實際工作特性發(fā)訊，泵的供油壓力還需調(diào)的高些。所以其實際工作特性曲線

14、如上圖曲線如上圖(b)中中ABC所示。所示。二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回路二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回路 在這種回路中，穩(wěn)流式變量泵可用葉片式泵或柱塞泵，在這種回路中，穩(wěn)流式變量泵可用葉片式泵或柱塞泵，節(jié)流閥可裝在進油路上也可裝在回油路上。圖中為穩(wěn)流式節(jié)流閥可裝在進油路上也可裝在回油路上。圖中為穩(wěn)流式變量泵和裝在進油路上的節(jié)流閥組成的容變量泵和裝在進油路上的節(jié)流閥組成的容 積節(jié)流調(diào)速回路。在圖示積節(jié)流調(diào)速回路。在圖示 位置時，泵位置時，泵3輸出的壓力輸出的壓力 油經(jīng)換向閥油經(jīng)換向閥5進入缸的左進入缸的左 腔，泵腔，泵3的定子處于左端的定子處于左端 位置，使轉(zhuǎn)子與定子的偏位置，使轉(zhuǎn)子

15、與定子的偏 心處處于最大值心處處于最大值emax， 液壓缸便快速向右運動。液壓缸便快速向右運動?；芈穲D 這種回路的調(diào)速特性曲線如圖所示。由圖中可知，當這種回路的調(diào)速特性曲線如圖所示。由圖中可知，當節(jié)流閥上壓差節(jié)流閥上壓差 p小于或等于某一值小于或等于某一值 p3時，此作用在定子左時，此作用在定子左右兩邊和不平衡液壓作用力，尚不足以克服變量泵右邊平右兩邊和不平衡液壓作用力，尚不足以克服變量泵右邊平衡缸中彈簧的預壓力，定子仍處于最左端，泵的偏心仍處衡缸中彈簧的預壓力，定子仍處于最左端，泵的偏心仍處于最大值，因于最大值，因 而泵的流量而泵的流量Qp 也為最大，如也為最大，如 特性曲線的特性曲線的AB

16、 段。圖中段。圖中BC段段 表示變量泵的表示變量泵的 流量流量Qp 隨隨 p的的 變化而變化。變化而變化。 （ b ) 特 性 曲 線三、壓力反饋式變量泵和節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路三、壓力反饋式變量泵和節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路 變量柱塞泵的流量大小取決于斜盤變量柱塞泵的流量大小取決于斜盤4的傾角的傾角 的大小，的大小，而而 大小是由變量活塞大小是由變量活塞3來控制的，變量活來控制的，變量活 塞塞3的位置又是的位置又是 由節(jié)流閥由節(jié)流閥2的壓的壓 差差p2來控制的。來控制的。 在圖示位置時，在圖示位置時， 控制壓力控制壓力p2=0， 變量活塞變量活塞3在其在其 上端的彈簧力上端的彈簧力 作用下處于最

17、作用下處于最下端位置，斜盤下端位置，斜盤4的傾角的傾角 最大，泵的輸出流量最大，泵的輸出流量Qp也最大，也最大，活塞快速運動?；钊焖龠\動。 當液壓缸工作進給時，換向閥當液壓缸工作進給時，換向閥6換向，缸的回油經(jīng)節(jié)流換向，缸的回油經(jīng)節(jié)流閥閥2流回油箱，變量活塞流回油箱，變量活塞3在節(jié)流閥的壓差在節(jié)流閥的壓差 p=p2作用下克作用下克服彈簧力服彈簧力Fs而上移，使傾角而上移，使傾角 減小，泵的流量也自動相應減減小，泵的流量也自動相應減小。當節(jié)流閥的開口調(diào)定后，小。當節(jié)流閥的開口調(diào)定后，p2一定，一定， 也一定，泵的流也一定，泵的流量也就一定。所以調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積就可調(diào)節(jié)泵的輸量也就一定。所以

18、調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積就可調(diào)節(jié)泵的輸出流量，達到調(diào)速目的。出流量，達到調(diào)速目的。 這種調(diào)速回路中泵的流量與節(jié)流閥的開口量及工作負這種調(diào)速回路中泵的流量與節(jié)流閥的開口量及工作負載的變化量相適應，所以低速穩(wěn)定性好，效率較高，但泵載的變化量相適應，所以低速穩(wěn)定性好，效率較高，但泵的結(jié)構(gòu)較復雜。的結(jié)構(gòu)較復雜。四、調(diào)速回路的比較和選擇四、調(diào)速回路的比較和選擇1 1、三種調(diào)速回路特性的比較、三種調(diào)速回路特性的比較2 2、調(diào)速回路的選擇、調(diào)速回路的選擇調(diào)速回路的選擇主要考慮以下問題：調(diào)速回路的選擇主要考慮以下問題： （1 1）負載力、調(diào)速范圍、負載特性和低速穩(wěn)壓性要求。這）負載力、調(diào)速范圍、負載特性和低速穩(wěn)壓

19、性要求。這些因素決定了所需壓力、流量和功率。據(jù)統(tǒng)計，功率在些因素決定了所需壓力、流量和功率。據(jù)統(tǒng)計，功率在2 2kWkW以下的液壓系統(tǒng)宜采用節(jié)流調(diào)速；功率在以下的液壓系統(tǒng)宜采用節(jié)流調(diào)速；功率在3 35 kW5 kW以上以上時，宜采用容積調(diào)速。要求調(diào)速范圍大而低速穩(wěn)定性好的時，宜采用容積調(diào)速。要求調(diào)速范圍大而低速穩(wěn)定性好的系統(tǒng)，采用節(jié)流閥調(diào)速或容積節(jié)流閥調(diào)速。此外，負載變系統(tǒng)，采用節(jié)流閥調(diào)速或容積節(jié)流閥調(diào)速。此外，負載變化大小，負載特性也是選擇調(diào)速回路的依據(jù)。化大小，負載特性也是選擇調(diào)速回路的依據(jù)。（2 2）工作條件的要求。當處于高溫環(huán)境工作時，應選擇）工作條件的要求。當處于高溫環(huán)境工作時，應選

20、擇效率高、發(fā)熱較小的容積調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速，必要時可效率高、發(fā)熱較小的容積調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速，必要時可采用冷卻措施。對行走機構(gòu)如工程機械，為減輕重量其油采用冷卻措施。對行走機構(gòu)如工程機械，為減輕重量其油箱不能做的很大，也宜采用效率高、發(fā)熱小的容積調(diào)速回箱不能做的很大，也宜采用效率高、發(fā)熱小的容積調(diào)速回路。路。（3 3）經(jīng)濟性要求。節(jié)流調(diào)速回路雖有成本較低的優(yōu)點，）經(jīng)濟性要求。節(jié)流調(diào)速回路雖有成本較低的優(yōu)點，但功率消耗大、效率低。有時從整個系統(tǒng)所用元件的數(shù)量但功率消耗大、效率低。有時從整個系統(tǒng)所用元件的數(shù)量和節(jié)省功率的觀點分析還不如采用容積節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)和節(jié)省功率的觀點分析還不如采用容積節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)速更經(jīng)濟。速更經(jīng)濟。結(jié)束結(jié)束一、液壓馬達串聯(lián)回路一、液壓馬達串聯(lián)回路二、液壓馬達制動回路二、液壓馬達制動回路 三、限速補油回路三、限速補油回路四、雙泵供油卸荷四、雙泵供油卸荷一、液壓馬達串聯(lián)回路一、液壓馬達串聯(lián)回路 在行走機械中，常直接用液壓馬達來驅(qū)動車輪，這時在行走機械中，常直接用液壓馬達來驅(qū)動車輪，這時可利用液壓馬達串聯(lián)時的不同特性，來適應行走機械的不可利用液壓馬達串聯(lián)時的不同特性，來適應行走機械的不同工況。圖中，電磁閥同工況。圖中，電磁閥2通電吸合，電磁閥通電吸合，電磁閥1處于常態(tài)位時，處于常態(tài)位時，兩液壓馬達并聯(lián)。這兩液壓馬達并聯(lián)。這 時行