第八章 调速回路

按油液在油路中的循环形式分： 1）开式回路：循环路线为：泵的出口执行元件油箱泵的入口 2）闭式回路：循环路线为：泵的出口执行元件泵的入口。
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第八章
第二节 节流调速回路
节流调速回路：由定量泵和定量执行元件组成的回路，由 节流元件调节流量。 进口节流调速回路 节流阀调节 出口节流调速回路 定压式节流调速回路 进、出口节流调速回路 支路节流调速回路——变压式节流调速回路
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（5）回路的调速范围
Rc qt k l (F
v max A A1 A1 , RT T max v min q t k l ( F ) CAT max ( F ) AT min A1 A1 RT 1 Rc 1 qt k l (F ) 适用于负载变化不大、 A1 RT 速度稳定性要求不高、 CAT min ( F ) 高速大负载的液压系统。 A1
kv
v
1 p p A1 F A2 kv 1 v CAT 2 ( p p A1 F )
a)当 AT 2 const ，负载越小，kv越大。 b)当负载一定，AT越小， kv越大。 c)增大A1或pp，或较小，可提高kv。 在低速小负载时kv较高，但功率损失大，效率较低。
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第八章
第二节 节流调速回路
（二）出口节流调速回路
1. 调速原理
p p A1 p2 A2 F
q p q1 q q2 CAT 2 p2
在其它条件不变的情况下，v与节流阀的过流断面成正比。
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第八章 2. 性能特点
第二节 节流调速回路
(1) 速度—负载特性： 速度一负载特性是指执行元件的速度随负载变化而变化的性能。 速度刚性kv F
3 . 两种回路的区别：
a) b) c) d) 出口节流式调速回路可承受负方向的负载； 发热和泄漏对进口节流式调速的影响较大； 出口节流式调速回路启动时的前冲现象较大。 进口节流式调速回路容易实现压力控制。
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第八章
节流调速回路总结
q p q1 q
1. 流量关系： 2. 活塞受力方程：
p1 A1 p2 A2 F
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第八章
第二节 节流调速回路
变载时，p1是变量，当节流阀过流截面不变，流量随负载变化。 回路 有效功率为 N 1 CAT 1 p1 ( p p p1 )
溢流损 pp 失 p1 0, p1 p p 时N1为0。两者之间有最大值为 p1 1 当
回路的效率
p1 q1 CAT 1 c p p q p (1 )q p
一、定压式节流 调速回路
溢流阀是常开状态： 保持节流口前压力一定 使节流阀调速成为可能
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第八章
第二节 节流调速回路
（一）进口节流调速回路
1. 调速原理
q p q1 q
(8 4)
在其它条件不变的情况下，v与 节流阀的过流断面成正比。
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第八章 2. 性能特点
第二节 节流调速回路
(1) 速度—负载特性： 速度一负载特性是指执行元件的速度随 负载变化而变化的性能，用特性曲线来 描述的。速度刚性kv 1 p p A1 F A1 kv 1 v CAT 1 ( p p A1 F ) a) 当 AT 1 const ，负载越小，kv越大。 b) 当负载一定，AT越小， kv越大。 c) 增大A1和pp，可提高kv。 在低速小负载时kv较高，但功率损失大， 效率较低。
TM
p M V M mM const 2
1）改变Vp，TM不变。 2）用于外界转矩恒定的回路。 功率特性： N M p p q p M p pV p n pVp M
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第八章
第三节 容积调速回路
调速范围：
Vp可调很小，Rp较大
效率：
无溢流损失和节流损失，回路效率较高 此调速回路有较大的调速范围，回路效率较高， 具有恒转矩特性。
kv A1 F
(q t A1 v ) (1 )k l ( F A )
1
1）当AT一定，负载越大，速度刚性越大； 2）当负载一定，AT越小，速度刚性越大； （4）回路的效率
CAT p q1 p c 1 p pq p q p qt k l p p p p q1
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第八章
第三节 容积调速回路
泵—缸式闭式容积调速回路
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第八章
第三节 容积调速回路
二、泵—马达式容积调速回路
特点：1. 通过改变泵或马达的排量调速，无节流损失，不存在溢流损 失，总的效率较高； 2. 泄漏量直接影响执行元件；
（一）变量泵—定量马达式调速回路 np nM V pVpVM f (V p ) VM
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第八章
第三节 容积调速回路
（三）变量泵—变量马达式调速回路 液压泵排量Vp和液压马达排量VM都是变量。 恒转矩调速与恒功率调速的组合。 1. 恒转矩调速阶段：
将马达的转速由低调向高，保持VM最大，调Vp从小到大，至最大值。
2. 恒功率调速阶段：
保持Vp 最大，调VM从大到小，至某 一允许最小值。
p p 1


(4) 调速特性： 驱动液压缸在某负载下的最大工作速度与最小工作速度之比。
节流 损失
v max AT 1 max Rc RT 1 v min AT 1 min
定压式进口节流调速回路的调速范围仅受节流元件调定范围的限制。 (5) 油液发热对泄漏有影响，直接影响液压缸的容积效率和速度的稳 定性，但都较小。
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第八章
第二节 节流调速回路
(2) 最大承载能力 当pp 调定，AT无论如何变化，液压缸的最大承载能力不变，即 Fmax p p A1。 (3) 功率特性 N 回路的输入功率： p p p q p 回路的输出功率：N 1 p p A1 p 2 q 2 A2 回路的功率损失：N N p N 1 p p q p N 1 p p q pT 2 q2 功率损失由溢流损失和节流损失组成。 适用于低压、低速、负载变化不大的液压系统。
回路的调速范围很大；回路在 恒转矩低速段保持较大输出转矩， 高速段较大输出功率。 3. 调速范围很大 Rc R p RM
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第八章
第三节 容积调速回路
（二）定量泵—变量马达式调速回路 液压泵转速np和排量Vp是恒量，液压马达排量VM是变量。 n pV p nM VpVM f (1 / V M ) VM 调速范围 ： RM较小 VM nMTM mM 。 转矩特性： p M V M TM mM 2 恒功率特性： N M q p p p M 1）改变VM，NM不变。 2）用于外界功率恒定的回路。 此调速回路具有恒功率调速，但调速范围小。
q p q1 qT , qT CAT p p F F pp , pT p p A1 A1 q1 q p CAT p p
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第八章
第二节 节流调速回路
1）当AT一定，速度显著下降； 2）当负载一定，AT越小，速度越大； （2）最大承载能力 支路节流调速回路的最大承载能力与节流阀的开度有关。 小于安全阀的调定值。 Fmax p安 A1 p2 A2 （3）速度刚性kv
第八章
调速回路
第八章
第一节 概 述
一、对调速回路的基本要求
1.能在规定的范围内调节执行元件的速度，满足最大速比； 2.提供驱动执行元件所需的力或转矩； 3.负载变化时，已调好的速度稳定不变或在允许的范围变化； 4.功率损失要小。
二、调速回路的类型
按速度的调节方法分：
1）节流调速: 2）容积调速: 3）容积节流调速（联合调速）：
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第八章
第二节 节流调速回路
（1）负载不变，节流截面变化 回路的输出功率为 N1 p p q1 ，功率损失为 N N p N 1 （2）负载变化，节流截面不变 回路的输出功率为 N 1 p p q1 p p (q p CAT p p )
qp 当 p p 0, p p CA 时，N1= 0 ，则 N1有最大值Nmax 。 T
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) CAT min ( F
)
第八章
第二节 节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进

使用节流阀调速回路的机械特性较软，变载下平稳性差。 a和b是定压式，c和d是变压式。
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第八章
第二节 节流调速回路
q p q1 q
1. 用调速阀的定压式调速回路性能特点分析
CAT p q1 CAT p v A1 回路的输入功率：N p p p q p 回路的输出功率：N 1 p1q1 q1 F / A1 回路的功率损失：N p p q p p1q1 p p q ( p p p1 )q1 2. 用调速阀的变压式调速回路性能特点分析
3. 溢流阀最小调定压力pp：
p2 A2 F p p pT p1 pT A1 A1
p2 A2 Fmax pT min A1 A1
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第八章
节流调速回路总结
4. 回路的效率c和系统效率s：
N 1 p1q1 p2q2 c Np p pq p
N 缸输出 ( p1q1 p2q2 )vm F v s N pi 2Tp n p 2Tp n p
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调速回路的速度刚性：k F A1 v v kl 2. 调速范围 回路的最大速度取决于最大流量，最低速度可调很低。 Rp 1 v max q t max Rc 1 , 其 中R p k l FR p v min q t min 1 A1 q t max 3. 恒推力特性 液压缸产生的最大推力为 Fmax p p A1 m 当pp不变，不考虑m，则在调速范围 内最大推力不变，称为恒推力调速。 输出功率随速度的增大而线性增加。