A液壓基本回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路課件

液壓傳動

李杞超編輯課件液壓傳動

李杞超編輯課件0在液壓系統(tǒng)中，速度控制回路是液壓系統(tǒng)的核心，其工作性能的優(yōu)劣，對系統(tǒng)起著決定性的作用。分類：按原理可分為以下幾種：節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速

要求：

調(diào)速范圍－對最大和最小速度的要求速度剛性－調(diào)節(jié)速度不隨負載變化回路效率高－回路功率消耗要小，效率要高動力－提供所需的力和力矩結(jié)構(gòu)－結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠7.2速度控制回路7液壓基本回路在液壓系統(tǒng)中，速度控制回路是液壓系統(tǒng)的核心，其工作性調(diào)速回路調(diào)速就是調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)的速度，其基本原理是：液壓缸：v=Q/A;液壓馬達：n=Q/qM即改變輸入執(zhí)行元件的流量Q，或改變液壓缸的有效工作面積A(困難)和液壓馬達的每轉(zhuǎn)排量qM都可達到調(diào)速的目的。定量泵變量泵流量控制閥油缸定量馬達變量馬達調(diào)速回路定量泵流量控制閥油缸（1）節(jié)流調(diào)速回路按流量閥在回路中的安裝位置不同，節(jié)流調(diào)速回路可分為：進油路節(jié)流調(diào)速回路

回油路節(jié)流調(diào)速回路

旁路節(jié)流調(diào)速回路進油路節(jié)流調(diào)速回路回油路節(jié)流調(diào)速回路旁油路節(jié)流調(diào)速（1）節(jié)流調(diào)速回路進油路節(jié)流調(diào)速回路回油路節(jié)流調(diào)速回路旁油路1）進油路節(jié)流調(diào)速回路原理動畫對于定量泵供油系統(tǒng)，利用節(jié)流閥，通過改變節(jié)流面積大小，來控制進入或流出執(zhí)行元件的流量，實現(xiàn)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度。節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間進油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。注意1）進油路節(jié)流調(diào)速回路原理動畫對于定量泵供油系統(tǒng)，利用

（a）速度負載特性

當不考慮泄漏和壓縮時，活塞運動速度為：

活塞受力平衡方程為：

缸的流量方程為：

p2—液壓缸回油腔壓力，p20。F—外負載力；

式中：—節(jié)流閥前后的壓強差，

（a）速度負載特性當不考慮泄漏和壓縮時，活塞

式中：C—與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；AT—節(jié)流閥的開口面積；m—為節(jié)流閥的指數(shù)。薄壁孔m=0.5。上式為進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性方程。以v為縱坐標，F(xiàn)L為橫坐標，按不同節(jié)流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性曲線。式中：C—與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；上式為進通常用速度剛度Tv來表示負載變化時回路阻抗速度變化的能力。其定義為負載特性曲線上某一點斜率負倒數(shù)。物理意義：反映了負載變化時，速度保持不變的程度。速度保持不變或變化小，則速度剛度大，即說明了系統(tǒng)速度穩(wěn)定性好；反之，速度穩(wěn)定性差。對F求偏導數(shù)代入得通常用速度剛度Tv來表示負載變化時回路阻抗速由式和圖可知：當AT一定時，Ｆ越小，θ越小，則Kv越大當Ｆ一定時，AT越小，則Kv越大當A1越大時，則Kv越大當pp越大時，則Kv越大。使用場合起步要求沖擊小，負載變化小的場合。vmax由式和圖可知：使用場合vmax

液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為:

Pp=ppqp缸的輸出功率為:

P1=p1q1＝p1A1v=Fv若不計管路等的損失，回路的功率損失

ΔP=Pp-P1=ppqp-p1q1

=pp(q1+Δq)-p1q1=pp

Δq+(pp-p1)q1

=ppΔq+ΔpTq1由上式可見，功率損失由兩部分組成：

ΔP1=PpΔq——溢流損失

ΔP2=ΔpTq1——節(jié)流損失功率損失都轉(zhuǎn)化為熱能。(b)功率特性和回路效率液壓泵輸出功率即為該(b)功率特性和回路效率回路效率（c）調(diào)速范圍即最高工作速度與最小穩(wěn)定工作速度之比：其中，可知，最大節(jié)流面積是由泵的流量和額定壓力所決定的。（d）最大承載能力當泵的出口壓力和油缸面積確定之后，液壓缸的最大承載能力不變，為可知：

①該調(diào)速方式是恒推力調(diào)速。

②由于回油路沒有背壓閥，不能承受負值（反向）載荷回路效率（c）調(diào)速范圍其中，可知，最大節(jié)流面積是由（e）運動平穩(wěn)性活塞運動時，當負載突然變小時，活塞將產(chǎn)生突然前沖現(xiàn)象?？芍孩龠M油節(jié)流調(diào)速回路的速度穩(wěn)定性差。

②節(jié)流調(diào)速會發(fā)熱，壓力越大，發(fā)熱越嚴重。這將對液壓缸泄漏和速度穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。（e）運動平穩(wěn)性可知：2）回油路節(jié)流調(diào)速回路（a）速度負載特性采用同樣的分析方法可以得到與進油路節(jié)流調(diào)速回路相似的速度負載特性。節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸與郵箱之間缸的流量為：節(jié)流閥前的壓力為：2）回油路節(jié)流調(diào)速回路（a）速度負載特性采用使用場合負載變化大，要求運動平穩(wěn)的液壓系統(tǒng)。活塞運動速度：速度剛度：效率：使用場合負載變化大，要求運動平穩(wěn)的液壓系統(tǒng)。活塞運動速度：速（b）其它特性

回油節(jié)流調(diào)速回路因流量閥裝在回油路上，節(jié)流閥的阻尼作用相當于在執(zhí)行元件的回油路上產(chǎn)生背壓力，所以能承受負值負載。負值負載F=p2A2。進油節(jié)流調(diào)速回路通過節(jié)流閥而發(fā)熱的油直接進入液壓缸，會使缸內(nèi)泄漏增加；而回油節(jié)流調(diào)速回路，通過節(jié)流閥的油流回油箱，得到充分冷卻。進油節(jié)流調(diào)速路因流量閥裝在缸的進油路上，可避免啟動時的前沖現(xiàn)象回油節(jié)流調(diào)速回路中液壓缸回油腔的壓力p2有時比進油腔的壓力p1還要高得多。由缸的力平衡方程可得p2=（p1A1-F）/A2，當負載F=0、A1/A2=2（即差動缸）時，p2=2p1。這樣就會增加密封摩擦、降低密封件的壽命，引起泄漏增加，效率降低。（b）其它特性進油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較

(1)承受負值負載的能力回油節(jié)流調(diào)速能承受一定的負值負載

(2)運動平穩(wěn)性回油節(jié)流調(diào)速回路運動平穩(wěn)性好。

(3)油液發(fā)熱對回路的影響

進油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會使缸的內(nèi)外泄漏增加；

(4)啟動性能回油節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動時背壓不能立即建立，會引起瞬間工作機構(gòu)的前沖現(xiàn)象。進油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低，只宜用在負載變化不大，低速、小功率場合，如某些機床的進給系統(tǒng)中。進油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較(1)承受負值負載的能力3.旁路節(jié)流調(diào)速回路－（課下自學）有關(guān)該調(diào)速回路特性，課下同學自學。3.旁路節(jié)流調(diào)速回路－（課下自學）有關(guān)該調(diào)速回路特性

旁油路節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力Pp取決于負載。

3）旁路節(jié)流調(diào)速回路旁油路節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥裝在與液（a）速度負載特性考慮到泵的工作壓力隨負載變化，泵的輸出流量qp應計入泵的泄漏量隨壓力的變化,采用與前述相同的分析方法可得速度表達式為：

式中

qpt—泵的理論流量；

k—泵的泄漏系數(shù)，其余符號意義同前。

使用場合:負載變化小，運動平穩(wěn)性要求不高的場合。（a）速度負載特性考慮到泵的工作壓力隨負載變化，泵的（b）功率特性

回路的輸入功率回路的輸出功率回路的功率損失回路效率

旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失，無溢流損失，功率損失較小。

注意:節(jié)流調(diào)速回路速度負載特性比較軟，變載荷下的運動平穩(wěn)性比較差。為了克服這個缺點，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥來代替。用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合（b）功率特性回路的輸入功率回路的輸出功率回路的功率損失調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路前面分析的節(jié)流閥調(diào)速回路三種基本形式的靜特性中，看出一個共同的缺點，就是回路速度穩(wěn)定性（速度剛度）隨負載的變化而變化。其主要原因在于節(jié)流閥兩端壓力差的變化，引起流經(jīng)節(jié)流閥流量的變化，從而引起活塞運動速度隨負載變化。因此，這種回路只能用于負載變化很小、或速度穩(wěn)定性不高的場合。對速度穩(wěn)定性要求較高，或負載變化較大的液壓系統(tǒng)，就需采用調(diào)速閥。

調(diào)速閥內(nèi)節(jié)流閥兩端的壓差基本不受負載的影響，流經(jīng)的油液流量只取決于開口面積。因此，采用調(diào)速閥可提高回路的速度剛度，改善“速度－負載特性”。調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路例如，采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路當Ｆ增加，p1增加，而調(diào)速閥內(nèi)的pm也增加，因此，調(diào)速閥內(nèi)的節(jié)流閥前、后兩端的壓差Δp保持不變，流經(jīng)調(diào)速閥的流量保持不變。即例如，采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路當Ｆ增加，p1增加，而當負載在一定范圍內(nèi)變化時，使調(diào)速閥中節(jié)流閥前、后壓差保持不變，從而使流經(jīng)調(diào)速閥中節(jié)流閥流量也保持不變，活塞的工作速度也就不受負載變化的影響而保持恒定，即v=const。因此，速度剛度為vFFmax如果忽略系統(tǒng)泄漏，可認為速度不受負載影響，其速度－負載特性曲線。vFA節(jié)1<A節(jié)2<A節(jié)3A節(jié)1A節(jié)2A節(jié)3在不同節(jié)流面積下，速度－負載特性曲線。當負載在一定范圍內(nèi)變化時，使調(diào)速閥中節(jié)流閥前、后壓差FFmaxΔP1ΔP2PP調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路的功率特性曲線，如下圖所示。由圖可知：（a）調(diào)速閥回路的輸入功率Pp和溢流閥損失功率ΔP1不隨負載而變化。（b）調(diào)速閥回路輸出功率P，隨負載增加而線性上升。（c）節(jié)流損失功率ΔP2，隨負載增加而線性下降。FFmaxΔP1ΔP2PP調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路的功率特性曲線，（2）容積調(diào)速回路根據(jù)上面的分析可知：節(jié)流調(diào)速的一個很嚴重的缺陷就是多余流量經(jīng)溢流閥回油箱，造成能量損失和油溫升高。特別在執(zhí)行元件低速運行更為嚴重。針對這種情況，提出了能耗較低，效率較高的容積調(diào)速。容積調(diào)速回路：通過改變回路中泵或馬達的排量來實現(xiàn)調(diào)速。優(yōu)點：沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而，油溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。缺點：變量泵和變量馬達的結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高。三種基本組合形式：

變量泵和定量執(zhí)行元件；定量泵和變量馬達；（略講）變量泵和變量馬達。（略講）（2）容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路：通過改變回路中泵或馬達的排量根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速可以聯(lián)接成開式回路

或

閉式回路。其中，

開式回路，泵從油箱吸油。

閉式回路，回油管與泵的吸油腔相聯(lián)。根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速可以聯(lián)接成開式回路或閉式回1．變量泵和定量馬達或油缸組成的容積調(diào)速回路

原理：利用變量泵實現(xiàn)液壓缸或液壓馬達的調(diào)速。注意：有時為了防止空氣滲入和出現(xiàn)孔穴，利用輔助泵向低壓油路補油。工作原理動畫1．變量泵和定量馬達或油缸組成的容積調(diào)速回路原理：利變量泵和油缸容積調(diào)速回路工作特性（1）速度特性速度特性反映的是執(zhí)行元件的速度與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)（排量）的關(guān)系。當不考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為：當考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為：式中，k為泄漏系數(shù)變量泵和油缸容積調(diào)速回路工作特性當考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為(２)調(diào)速范圍變量泵與液壓缸組成的調(diào)速回路，其最大速度是由泵的最大流量所決定的。如果忽略泵的泄漏量，最低速度可以調(diào)到零。因此，該調(diào)速回路的速度調(diào)節(jié)范圍很大，可以實現(xiàn)無級調(diào)速。速度剛度為：可知：增大有效工作面積，減小泄漏，可提供速度剛度。(２)調(diào)速范圍速度剛度為：可知：增大有效工作面積，減小泄漏(３)負載特性

執(zhí)行元件輸出轉(zhuǎn)矩（力）和輸出功率與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)（排量）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（或缸的輸出推力）為MPMPGMPnvq1當考慮機械效率時，輸出轉(zhuǎn)矩（或缸輸出推力）為(３)負載特性MPMPGMq1當考慮機械效率時，輸出轉(zhuǎn)矩執(zhí)行元件的輸出功率為

MPM

PGMPnvq1執(zhí)行元件的輸出功率為MPMPGMq12．定量泵和變量馬達組成的容積調(diào)速回路（略講）主要工作特性如下：(1)速度特性及調(diào)速范圍當不考慮回路容積效率時，液壓馬達的轉(zhuǎn)速為2．定量泵和變量馬達組成的容積調(diào)速回路（略講）主要工作特性如(2)轉(zhuǎn)矩和功率特性。當不考慮回路的損失時，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩為液壓馬達的輸出功率為(2)轉(zhuǎn)矩和功率特性。液壓馬達的輸出功率為3.變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路（略講）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，可擴大調(diào)速范圍，一般采用分段調(diào)速的方法。3.變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路（略講）在第一階段將變量馬達的排量調(diào)到最大并使之恒定，然后調(diào)節(jié)變量泵的排量從最小逐漸加大到最大值，則馬達的轉(zhuǎn)速便從最小逐漸升高到相應的最大值。這一階段相當于變量泵定量馬達的調(diào)速回路，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。在第二階段將變量泵的排量固定在上述已調(diào)好最大值，然后調(diào)節(jié)變量馬達的排量使之由最大值逐漸減小，馬達的轉(zhuǎn)速進一步逐漸升高，直到允許的最大轉(zhuǎn)速。這一階段相當于定量泵變量馬達調(diào)速回路，屬于功率調(diào)節(jié)。A液壓基本回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路課件（三）容積節(jié)流調(diào)速回路－－（略講）目前為止，我們講述了兩種調(diào)速方法，即節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速，其中，（1）節(jié)流調(diào)速回路因有節(jié)流損失，因而效率低、溫升大；但結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能獲得較低的穩(wěn)定速度。（2）容積調(diào)速回路具有效率高（因無節(jié)流損失和溢流損失），溫升小，可以接成閉式回路，因而大大減輕整個系統(tǒng)的重量；但結(jié)構(gòu)復雜，負載變化時引起泄漏等因素的變化，影響低速穩(wěn)定性。而容積節(jié)流調(diào)速回路由是采用特定的變量泵和調(diào)速閥（或節(jié)流閥）所組成，它兼有上述兩種調(diào)速回路的優(yōu)點。

（三）容積節(jié)流調(diào)速回路－－（略講）根據(jù)所采用變量泵的形式不同，常用的容積節(jié)流調(diào)速回路有：限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的回路；穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥組成的回路。1.限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路

特點：（1）沒有溢流損失，但有節(jié)流損失?；芈沸矢哂诠?jié)流調(diào)速回路，但低于容積調(diào)速回路。（2）節(jié)流損失與液壓缸的工作壓力p1有關(guān)。負載小，p1低，節(jié)流損失越大。（3）該回路是以增加節(jié)流損失為代價，換取低速穩(wěn)定的。根據(jù)所采用變量泵的形式不同，常用的容積節(jié)流2.差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路（略講）變量泵定子的受力情況為：特點：（1）節(jié)流閥控制著進入油缸的流量，并使泵的輸出流量自動與液壓缸的需要流量適應。（2）變量泵能自動補償由負載變化引起的泵泄漏量變化，使泵的輸出流量基本保持穩(wěn)定。（3）速度穩(wěn)定性好。尤其是在小流量和負載變化的液壓系統(tǒng)中，穩(wěn)定性特別明顯。（4）只有節(jié)流損失，發(fā)熱少，效率高。2.差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路（略講）變量泵定子二、快速運動回路液壓裝置的工作機構(gòu)在一個工作循環(huán)的過程中，常常在不同的工作階段，要求不同的運動速度和承受不同的負載。例如，許多機構(gòu)的空行程要求快速運動，而負載輕；工作行程要求慢速運動，而負載重。因此，進行液壓系統(tǒng)的設計時，通常是根據(jù)工作進程要求的運動速度和所承受的負載，決定主油泵的流量和壓力，然后在不增加功率消耗的情況下，采用快速運動回路來提高工作機構(gòu)空行程速度。常見的快速運動回路有以下幾種。二、快速運動回路(一)雙泵并聯(lián)快速運動回路(一)雙泵并聯(lián)快速運動回路（二）用蓄能器的快速運動回路當換向閥處于左位或右位時，蓄能器和泵同時向缸供油，實現(xiàn)快速運動。當換向閥處于中位時缸停止工作，泵經(jīng)單向閥向蓄能器充液，蓄能器壓力升高到液控順序閥的調(diào)定壓力時，泵卸荷。（二）用蓄能器的快速運動回路（三）用增速缸的快速運動回路快速前進，回油同時進入大腔快速后退壓力達到一定值后，閥4打開，慢速前進（三）用增速缸的快速運動回路快速前進，回油同時進入大腔快速后三、速度換接回路速度換節(jié)回路的功用就是使液壓執(zhí)行機構(gòu)，在一個工作循環(huán)中，從一種工作運動變換為另外一種運動速度。例如，機床切削加工過程中，刀架在完成一個自動工作循環(huán)時，需要不同的運動速度，如快速接近工件換接為慢速工作進給，第一種工作進給速度換接為第二種工作進給速度等。速度換接回路就是為了滿足這個要求的。對加工精度要求較高的機床，不允許速度換接過程中出現(xiàn)前沖現(xiàn)象。因此，對這種回路提出了速度換接平穩(wěn)性的要求。三、速度換接回路（一）快速運動和工作進給運動的換接回路快速前進慢速前進快速退回（一）快速運動和工作進給運動的換接回路快速前進慢速前進快速（二）兩種工作進給速度的換接回路1.調(diào)速閥串聯(lián)的速度控制回路（注意：qA>qB，V2<V1）調(diào)速閥A工作，工進V1調(diào)速閥A，B串聯(lián)，B起作用，工進V2（二）兩種工作進給速度的換接回路調(diào)速閥A工作，工進V1調(diào)速閥2.調(diào)速閥并聯(lián)的速度控制回路（注意：AT<BT）BT起作用，工進速度V1AT起作用，工進速度V2盡管是兩個不同節(jié)流面積的調(diào)速閥并聯(lián)，實質(zhì)是分別接入液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)并滿足不同的工作速度。例如：2.調(diào)速閥并聯(lián)的速度控制回路（注意：AT<BT）BT起作6．比例閥或伺服閥的同步回路原理：比例閥或伺服閥根據(jù)兩液壓缸活塞頭部的兩個位移傳感器的反饋信號，連續(xù)不斷地調(diào)整伺服閥閥口開度，使得兩個油缸進（回）油量相等，實現(xiàn)同步運動。如圖7-62所示。特點：同步精度高。因此，一本應用于同步精度要求高的液壓系統(tǒng)中。6．比例閥或伺服閥的同步回路原理：本堂內(nèi)容小節(jié)1、調(diào)速回路（1）節(jié)流調(diào)速；（2）容積調(diào)速；（3）容積節(jié)流調(diào)速2、快速運動回路（1）雙泵并聯(lián)；（2）儲能器；（3）增速缸等快速回路3、速度換接回路

（1）快進與工進換接；（2）兩種工進換接4、多缸控制回路（1）順序當作回路；（2）同步回路本堂內(nèi)容小節(jié)1、調(diào)速回路液壓傳動

李杞超編輯課件液壓傳動

李杞超編輯課件48在液壓系統(tǒng)中，速度控制回路是液壓系統(tǒng)的核心，其工作性能的優(yōu)劣，對系統(tǒng)起著決定性的作用。分類：按原理可分為以下幾種：節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速

要求：

調(diào)速范圍－對最大和最小速度的要求速度剛性－調(diào)節(jié)速度不隨負載變化回路效率高－回路功率消耗要小，效率要高動力－提供所需的力和力矩結(jié)構(gòu)－結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠7.2速度控制回路7液壓基本回路在液壓系統(tǒng)中，速度控制回路是液壓系統(tǒng)的核心，其工作性調(diào)速回路調(diào)速就是調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)的速度，其基本原理是：液壓缸：v=Q/A;液壓馬達：n=Q/qM即改變輸入執(zhí)行元件的流量Q，或改變液壓缸的有效工作面積A(困難)和液壓馬達的每轉(zhuǎn)排量qM都可達到調(diào)速的目的。定量泵變量泵流量控制閥油缸定量馬達變量馬達調(diào)速回路定量泵流量控制閥油缸（1）節(jié)流調(diào)速回路按流量閥在回路中的安裝位置不同，節(jié)流調(diào)速回路可分為：進油路節(jié)流調(diào)速回路

回油路節(jié)流調(diào)速回路

旁路節(jié)流調(diào)速回路進油路節(jié)流調(diào)速回路回油路節(jié)流調(diào)速回路旁油路節(jié)流調(diào)速（1）節(jié)流調(diào)速回路進油路節(jié)流調(diào)速回路回油路節(jié)流調(diào)速回路旁油路1）進油路節(jié)流調(diào)速回路原理動畫對于定量泵供油系統(tǒng)，利用節(jié)流閥，通過改變節(jié)流面積大小，來控制進入或流出執(zhí)行元件的流量，實現(xiàn)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度。節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間進油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。注意1）進油路節(jié)流調(diào)速回路原理動畫對于定量泵供油系統(tǒng)，利用

（a）速度負載特性

當不考慮泄漏和壓縮時，活塞運動速度為：

活塞受力平衡方程為：

缸的流量方程為：

p2—液壓缸回油腔壓力，p20。F—外負載力；

式中：—節(jié)流閥前后的壓強差，

（a）速度負載特性當不考慮泄漏和壓縮時，活塞

式中：C—與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；AT—節(jié)流閥的開口面積；m—為節(jié)流閥的指數(shù)。薄壁孔m=0.5。上式為進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性方程。以v為縱坐標，F(xiàn)L為橫坐標，按不同節(jié)流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性曲線。式中：C—與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；上式為進通常用速度剛度Tv來表示負載變化時回路阻抗速度變化的能力。其定義為負載特性曲線上某一點斜率負倒數(shù)。物理意義：反映了負載變化時，速度保持不變的程度。速度保持不變或變化小，則速度剛度大，即說明了系統(tǒng)速度穩(wěn)定性好；反之，速度穩(wěn)定性差。對F求偏導數(shù)代入得通常用速度剛度Tv來表示負載變化時回路阻抗速由式和圖可知：當AT一定時，Ｆ越小，θ越小，則Kv越大當Ｆ一定時，AT越小，則Kv越大當A1越大時，則Kv越大當pp越大時，則Kv越大。使用場合起步要求沖擊小，負載變化小的場合。vmax由式和圖可知：使用場合vmax

液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為:

Pp=ppqp缸的輸出功率為:

P1=p1q1＝p1A1v=Fv若不計管路等的損失，回路的功率損失

ΔP=Pp-P1=ppqp-p1q1

=pp(q1+Δq)-p1q1=pp

Δq+(pp-p1)q1

=ppΔq+ΔpTq1由上式可見，功率損失由兩部分組成：

ΔP1=PpΔq——溢流損失

ΔP2=ΔpTq1——節(jié)流損失功率損失都轉(zhuǎn)化為熱能。(b)功率特性和回路效率液壓泵輸出功率即為該(b)功率特性和回路效率回路效率（c）調(diào)速范圍即最高工作速度與最小穩(wěn)定工作速度之比：其中，可知，最大節(jié)流面積是由泵的流量和額定壓力所決定的。（d）最大承載能力當泵的出口壓力和油缸面積確定之后，液壓缸的最大承載能力不變，為可知：

①該調(diào)速方式是恒推力調(diào)速。

②由于回油路沒有背壓閥，不能承受負值（反向）載荷回路效率（c）調(diào)速范圍其中，可知，最大節(jié)流面積是由（e）運動平穩(wěn)性活塞運動時，當負載突然變小時，活塞將產(chǎn)生突然前沖現(xiàn)象。可知：①進油節(jié)流調(diào)速回路的速度穩(wěn)定性差。

②節(jié)流調(diào)速會發(fā)熱，壓力越大，發(fā)熱越嚴重。這將對液壓缸泄漏和速度穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。（e）運動平穩(wěn)性可知：2）回油路節(jié)流調(diào)速回路（a）速度負載特性采用同樣的分析方法可以得到與進油路節(jié)流調(diào)速回路相似的速度負載特性。節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸與郵箱之間缸的流量為：節(jié)流閥前的壓力為：2）回油路節(jié)流調(diào)速回路（a）速度負載特性采用使用場合負載變化大，要求運動平穩(wěn)的液壓系統(tǒng)?；钊\動速度：速度剛度：效率：使用場合負載變化大，要求運動平穩(wěn)的液壓系統(tǒng)?；钊\動速度：速（b）其它特性

回油節(jié)流調(diào)速回路因流量閥裝在回油路上，節(jié)流閥的阻尼作用相當于在執(zhí)行元件的回油路上產(chǎn)生背壓力，所以能承受負值負載。負值負載F=p2A2。進油節(jié)流調(diào)速回路通過節(jié)流閥而發(fā)熱的油直接進入液壓缸，會使缸內(nèi)泄漏增加；而回油節(jié)流調(diào)速回路，通過節(jié)流閥的油流回油箱，得到充分冷卻。進油節(jié)流調(diào)速路因流量閥裝在缸的進油路上，可避免啟動時的前沖現(xiàn)象回油節(jié)流調(diào)速回路中液壓缸回油腔的壓力p2有時比進油腔的壓力p1還要高得多。由缸的力平衡方程可得p2=（p1A1-F）/A2，當負載F=0、A1/A2=2（即差動缸）時，p2=2p1。這樣就會增加密封摩擦、降低密封件的壽命，引起泄漏增加，效率降低。（b）其它特性進油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較

(1)承受負值負載的能力回油節(jié)流調(diào)速能承受一定的負值負載

(2)運動平穩(wěn)性回油節(jié)流調(diào)速回路運動平穩(wěn)性好。

(3)油液發(fā)熱對回路的影響

進油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會使缸的內(nèi)外泄漏增加；

(4)啟動性能回油節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動時背壓不能立即建立，會引起瞬間工作機構(gòu)的前沖現(xiàn)象。進油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低，只宜用在負載變化不大，低速、小功率場合，如某些機床的進給系統(tǒng)中。進油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較(1)承受負值負載的能力3.旁路節(jié)流調(diào)速回路－（課下自學）有關(guān)該調(diào)速回路特性，課下同學自學。3.旁路節(jié)流調(diào)速回路－（課下自學）有關(guān)該調(diào)速回路特性

旁油路節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力Pp取決于負載。

3）旁路節(jié)流調(diào)速回路旁油路節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥裝在與液（a）速度負載特性考慮到泵的工作壓力隨負載變化，泵的輸出流量qp應計入泵的泄漏量隨壓力的變化,采用與前述相同的分析方法可得速度表達式為：

式中

qpt—泵的理論流量；

k—泵的泄漏系數(shù)，其余符號意義同前。

使用場合:負載變化小，運動平穩(wěn)性要求不高的場合。（a）速度負載特性考慮到泵的工作壓力隨負載變化，泵的（b）功率特性

回路的輸入功率回路的輸出功率回路的功率損失回路效率

旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失，無溢流損失，功率損失較小。

注意:節(jié)流調(diào)速回路速度負載特性比較軟，變載荷下的運動平穩(wěn)性比較差。為了克服這個缺點，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥來代替。用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合（b）功率特性回路的輸入功率回路的輸出功率回路的功率損失調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路前面分析的節(jié)流閥調(diào)速回路三種基本形式的靜特性中，看出一個共同的缺點，就是回路速度穩(wěn)定性（速度剛度）隨負載的變化而變化。其主要原因在于節(jié)流閥兩端壓力差的變化，引起流經(jīng)節(jié)流閥流量的變化，從而引起活塞運動速度隨負載變化。因此，這種回路只能用于負載變化很小、或速度穩(wěn)定性不高的場合。對速度穩(wěn)定性要求較高，或負載變化較大的液壓系統(tǒng)，就需采用調(diào)速閥。

調(diào)速閥內(nèi)節(jié)流閥兩端的壓差基本不受負載的影響，流經(jīng)的油液流量只取決于開口面積。因此，采用調(diào)速閥可提高回路的速度剛度，改善“速度－負載特性”。調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路例如，采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路當Ｆ增加，p1增加，而調(diào)速閥內(nèi)的pm也增加，因此，調(diào)速閥內(nèi)的節(jié)流閥前、后兩端的壓差Δp保持不變，流經(jīng)調(diào)速閥的流量保持不變。即例如，采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路當Ｆ增加，p1增加，而當負載在一定范圍內(nèi)變化時，使調(diào)速閥中節(jié)流閥前、后壓差保持不變，從而使流經(jīng)調(diào)速閥中節(jié)流閥流量也保持不變，活塞的工作速度也就不受負載變化的影響而保持恒定，即v=const。因此，速度剛度為vFFmax如果忽略系統(tǒng)泄漏，可認為速度不受負載影響，其速度－負載特性曲線。vFA節(jié)1<A節(jié)2<A節(jié)3A節(jié)1A節(jié)2A節(jié)3在不同節(jié)流面積下，速度－負載特性曲線。當負載在一定范圍內(nèi)變化時，使調(diào)速閥中節(jié)流閥前、后壓差FFmaxΔP1ΔP2PP調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路的功率特性曲線，如下圖所示。由圖可知：（a）調(diào)速閥回路的輸入功率Pp和溢流閥損失功率ΔP1不隨負載而變化。（b）調(diào)速閥回路輸出功率P，隨負載增加而線性上升。（c）節(jié)流損失功率ΔP2，隨負載增加而線性下降。FFmaxΔP1ΔP2PP調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路的功率特性曲線，（2）容積調(diào)速回路根據(jù)上面的分析可知：節(jié)流調(diào)速的一個很嚴重的缺陷就是多余流量經(jīng)溢流閥回油箱，造成能量損失和油溫升高。特別在執(zhí)行元件低速運行更為嚴重。針對這種情況，提出了能耗較低，效率較高的容積調(diào)速。容積調(diào)速回路：通過改變回路中泵或馬達的排量來實現(xiàn)調(diào)速。優(yōu)點：沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而，油溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。缺點：變量泵和變量馬達的結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高。三種基本組合形式：

變量泵和定量執(zhí)行元件；定量泵和變量馬達；（略講）變量泵和變量馬達。（略講）（2）容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路：通過改變回路中泵或馬達的排量根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速可以聯(lián)接成開式回路

或

閉式回路。其中，

開式回路，泵從油箱吸油。

閉式回路，回油管與泵的吸油腔相聯(lián)。根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速可以聯(lián)接成開式回路或閉式回1．變量泵和定量馬達或油缸組成的容積調(diào)速回路

原理：利用變量泵實現(xiàn)液壓缸或液壓馬達的調(diào)速。注意：有時為了防止空氣滲入和出現(xiàn)孔穴，利用輔助泵向低壓油路補油。工作原理動畫1．變量泵和定量馬達或油缸組成的容積調(diào)速回路原理：利變量泵和油缸容積調(diào)速回路工作特性（1）速度特性速度特性反映的是執(zhí)行元件的速度與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)（排量）的關(guān)系。當不考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為：當考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為：式中，k為泄漏系數(shù)變量泵和油缸容積調(diào)速回路工作特性當考慮泄漏時，執(zhí)行元件速度為(２)調(diào)速范圍變量泵與液壓缸組成的調(diào)速回路，其最大速度是由泵的最大流量所決定的。如果忽略泵的泄漏量，最低速度可以調(diào)到零。因此，該調(diào)速回路的速度調(diào)節(jié)范圍很大，可以實現(xiàn)無級調(diào)速。速度剛度為：可知：增大有效工作面積，減小泄漏，可提供速度剛度。(２)調(diào)速范圍速度剛度為：可知：增大有效工作面積，減小泄漏(３)負載特性

執(zhí)行元件輸出轉(zhuǎn)矩（力）和輸出功率與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù)（排量）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（或缸的輸出推力）為MPMPGMPnvq1當考慮機械效率時，輸出轉(zhuǎn)矩（或缸輸出推力）為(３)負載特性MPMPGMq1當考慮機械效率時，輸出轉(zhuǎn)矩執(zhí)行元件的輸出功率為

MPM

PGMPnvq1執(zhí)行元件的輸出功率為MPMPGMq12．定量泵和變量馬達組成的容積調(diào)速回路（略講）主要工作特性如下：(1)速度特性及調(diào)速范圍當不考慮回路容積效率時，液壓馬達的轉(zhuǎn)速為2．定量泵和變量馬達組成的容積調(diào)速回路（略講）主要工作特性如(2)轉(zhuǎn)矩和功率特性。當不考慮回路的損失時，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩為液壓馬達的輸出功率為(2)轉(zhuǎn)矩和功率特性。液壓馬達的輸出功率為3.變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路（略講）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，可擴大調(diào)速范圍，一般采用分段調(diào)速的方法。3.變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路（略講）在第一階段將變量馬達的排量調(diào)到最大并使之恒定，然后調(diào)節(jié)變量泵的排量從最小逐漸加大到最大值，則馬達的轉(zhuǎn)速便從最小逐漸升高到相應的最大值。這一階段相當于變量泵定量馬達的調(diào)速回路，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。在第二階段將變量泵的排量固定在上述已調(diào)好最大值，然后調(diào)節(jié)變量馬達的排量使之由最大值逐漸減小，馬達的轉(zhuǎn)速進一步逐漸升高，直到允許的最大轉(zhuǎn)速。這一階段相當于定量泵變量馬達調(diào)速回路，屬于功率調(diào)節(jié)。A液壓基本回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路課件（三）容積節(jié)流調(diào)速回路－－（略講）目前為止，我們講述了兩種調(diào)速方法，即節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速，其中，（1）節(jié)流調(diào)速回路因有節(jié)流損失，因而效率低、溫升大；但結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能獲得較低的穩(wěn)定速度。（2）容積調(diào)速回路具有效率高（因無節(jié)流損失和溢流損失），溫升小，可以接成閉式回路，因而大大減輕整個系統(tǒng)的重量；但結(jié)構(gòu)復雜，負載變化時引起泄漏等因素的變化，影響低速穩(wěn)定性。而容積節(jié)流調(diào)速回路由是采用特定的變量泵和調(diào)速閥（或節(jié)流閥）所組成，它兼有上述兩種調(diào)速回路的優(yōu)點。

（三）容積節(jié)流調(diào)速回路－－（略講）根據(jù)所采用變量泵的形式不同，常用的容積節(jié)流調(diào)速回路有：限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的回路；穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥組成的回路。1.限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路

特點：（1）沒有溢流損失，但有節(jié)流損失?；芈沸矢哂诠?jié)流調(diào)速回路，但低于容積調(diào)速回路。（2）節(jié)流損失與液壓缸的工作壓力p1有關(guān)。負載小，p1