调速回路

v qt3 qt2 qt1 Fmax F
可见回路中的kv不受负载的 影响，只要加大液压缸的 面积A1减少泵的泄漏就可 能提高速度刚性。 4、应用场合： 适用于负载功率大，运 动速度高的场合，如推土 机、升降机、插床、拉床 等。
二、泵—缸式闭式调速回路
1-- 辅助泵 2-- 溢流阀 3-- 换向阀 a 7 4-- 液动阀 5-- 单向阀 b 6-- 安全阀 7-- 变量泵 6 5 9 8 8-- 安全阀 4 9-- 单向阀

工作原理：通过流量控制阀控制流入执行元件或从 执行元件流出的流量以调节其速度。 按其在工作中泵出口压力是否随负载变化分为：

{ 变压式节流调速回路：旁路
定压式节流调速回路：进口、出口
（一）定压式节流调速回路：
定量泵+溢流阀，泵压力经溢流阀调定不随负载而 变。 1、进油节流调速回路 如图，pp、qp一定， 通过调节节流口的 大小，改变进入液 压缸的流量，即可 调节缸的速度。泵 多余流量经溢流阀 回油箱，故无溢流 阀则不能调速。
4、应用场合：适用于对运动平稳性要求较高，功率较大 的系统如插、拉、刨等机床的主运动系统。
第三节 容积调速回路


工作原理：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节 执行元件的运动速度。 特点：此回路，由于液压泵输出的油液直接进入执行元件， 没有溢流损失和节流损失，而且工件压力随负载变化而变化， 因而效率高，发热少。 缺点：变量泵和变量马达结构比较复杂，成本较高。 使用场合：用于负载功率大，运动速度高的液压系统中如拉 床、龙门刨床系统、工程机械、矿山机械等. 分类：1）按油液循环方式不同，分为：开式、闭式。
液压缸的输出功率：
P1=F*v=p1*q1=(qp- q)p1
回路的效率： ηc=P1/P0=(qp-Δq)/p1.qp=1- Δq/qp=1-(CATp1φ/qp) 无溢流损失，泵压随负载变化，回路效率高。速 度越高效率也越高。
调速特性表达式
（4）特点： 1、由于无背压，运动速度不稳定，又由于泵压 随负载而变，负载增大，pp也增大，泵的泄漏量随负载 而变，从而使泵实际输出量qp不稳定，增大了执行运动 的不稳定。 2、节流阀开口增大，最大负载将减小，而低速 时承载能力小，与进、回路相比调速范围小。 3、泵压随负载而变，无溢流损耗，功率利用率 比较高，效率高。 （5）应用： 适用于负载比较小，对运动平稳定要求不高的高速大功 率场合。如牛头刨床的主传动系统。有时候也用于随着 负载增大，要求进给速度自动减小的场合如锯床进给系 统。
采用调速阀的节流调速回路 以上三种调速回路，负载的变化都会引起负载 变化，就其原因是由于节流阀上的压差不稳定， 改进措施采用调速阀或溢流节流阀。 1、调速阀进口和出口节流调速回路：
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（1）其工作情况与进、出口节流调速回路完全一样， 只是速度稳定性大大提高，其v—F特性曲线如下： （2）功率特性：
（二）调速回路的基本要求： 1)能在规定的调速范围内，灵敏的实 现无级调速。 2）负载变化时，调好的速度最好不 发生变化或仅在允许的范围内变化。 3）具有驱动元件所需的力或转矩， 因此调速回路也称动力回路。 4）力求结构简单，安全可靠。 5）功率损失要小，以节省能源，减 少系统发热。
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第二节 节流调速回路
4）为了保证调速阀正常工作，这种回路的工作压力P1不 能低于调速阀最小压差（约为0.5MPa）. （二）采用溢流节流阀的进口节流调速回路---变压式 1、工作原理：泵输出流量qp,一部分通过节流阀流向液压 缸，一部分通过定差溢流阀流向油箱。当F变化，P变化， 从而使Pp变化，Pp-P1不变。因而速度稳定性较好。 2、溢流节流阀只能接在 进油路上，其节流阀上的 压差一般为0.3~0.5MPa. 3、由于泵的供油压力Pp 随负载增减而增减，因此 这种压力匹配使其效率比 进、出口调速回路都高， 但比旁路调速阀调速回路 低。 单击此处看动画
一、变量泵—液压缸开式容积调速回路

1、工作原理：泵排出流量全部进入液压缸，通过改变 泵的排量来改变活塞的运动速度v,回路中的最大压力 有安全阀限定。 2、运动速度： 若不考虑泵以外的元件和管路 损失，则有
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因泵有泄漏，使得V随F而变，F越大V越小。当F达到 一定程度后，可能泵流量全部泄漏，活塞停止。因此 这种回路在低速下承载能力是很差的，其V—F曲线 3、速度刚性 为：
功率特性图
PP pP qP
P溢
P溢 P节
P节
P1
P 1
恒载
变载
由于存在两部分功率损失，故这种调速回路 效率较低，有资料表明，当负载恒定或变化 较小时，ŋ=0.2~0.6,当负载变化很大时， ŋmax=0.385.
应用:这种回路宜应用于轻负载或负载变化 不大时,低速或对速度稳定性要求不高的小 功率液压系统.
因此，这种调速回路在保证速度稳定性的前提下是以 功率损失为代价的。 在调速阀进口调速回路中，大都接成减压阀在前、节 流阀在后。 优点：液压缸工作压力P1随负载发生变化直接作用在 减压阀上，调节快。 缺点：油液通过减压阀阀口时发热，热油进入节流阀， 油温又随着减压阀压降（Pp-PY）变化而变化，因而使 节流阀的系数c值不能保持恒定。 在出口回路中以节流阀在前、减压阀在后形式较好。 P2可以直接作用在减压阀上，反应快。 流经节流阀的油液温度不受减压阀节流作用的影响。 应用场合：适用于对运动平稳性要求较高的小功率系 统，如镗床、车床和组合机床等进给系统。
2回油节流调速回路
由缸平衡得:
p1=pp q1 pp qp q p2 pT2 q2 p3=0 AT2 v F

与进油调速回路一样. 可见,进出口油路有同样的速 度负载特性曲线．
动画演示
两回路的不同点： １）回油节流调速回路的节流阀在回油路上，油液 经节流阀流回油箱，可减少系统的发热和泄露，而 节流阀又有背压作用，因此提高了缸运动平稳性， 可承载负负载． ２）进油节流调速回路，较易实现压力控制． ３）若回路使用单杆缸，无杆缸进油量大于有杆腔 回油流量，故在缸径、缸速相同的情况下，进油节 油调速回路的流量阀开口较大，低速时不易阻塞。 因此，进油节流调速回路能获得更小的稳定速度， 调速范围大。 为了提高回路综合性能，实践中采用进油节流调速 回路+回油路上加背压阀，从而兼具了两回路的优点。 单击此处可看进出口节流调速回路动画
三、泵—马达式容积调速回路

（一）变量泵—定量马达式容积调速回路 1、工作原理： qp npvp 若不计损失 nm= vm = vm ,Vm为定值，通过改变泵3的 排量Vp 来调节变量马达5的转速。 qp 安 3 4 主 全 5 泵 阀 T m, n m
2 6 辅助泵用溢流阀 0.3-1.0Mpa
二、变压式节流调速回路
将流量阀安放在和执行元件并联的旁油路上， 即构成变压式节流调速回路
v p1 p2 q1 qT AT F
pp
qp
节流阀调节了泵溢出油箱 的流量，从而控制了进入 缸的流量。调节节流阀的 开口即实现了调速。 由于溢流有节流阀承担， 故溢流阀作安全阀用，常 态关闭过载打开。泵压不 再恒定，pp=p1,随负载而 变。 动画演示
可见曲线斜率越小，负 载对v影响越小，速度 刚性越大，反之则速度 刚性越小。
由式可知： 当F一定时，AT减小，kv增大，即速度低时速度刚性大。 当AT一定时，F减小， kv增大，轻载时速度刚性大。 （2）最大承载能力 由图可知，无论AT为多大，当V=0时，即缸停止。 Fmax=PP*A1,与溢流阀调定压力所决定。 （3）功率和效率 液压泵的输出功率P0= PP*qP
图8-1a
动画演示
这就是本回路的速度负载特性方程，由式可 知，v与AT成正比。调节AT可实现无级调速， 调速范围大， AT调定，V随F增大而减小。无 论AT为多少，当F=PPA1时，速度为零。
如下图为特性曲线： 为了表明速度受负载的 影响程度，可用速度刚 性这个指标来评定：
速度特性曲线 由（8-1）可得：
第八章 调速回路

第一节
概述

第二节
第三节 第四节
节流调速回路
容积调速回路 容积节流调速回路


第一节

概述
一、调速原理： q 和液压马达 nm= q 由液压缸的速度v= vm A 可知，要改变v和 nm有两条途径:一是改变q 和vm，二是改变A 。当液压缸结构一定时， 改变A很难，故合理的调速途径是改变q和使 用排量V可变的变量马达。
p0=pp*qp p1=F*v=p1*q1
p =p0-p1=pp*qp-p1q1 =pp(q1+ q )-p1q1 = pq1+ qpp =调速阀损失+溢流阀损失
一般调速阀压差为0.5MPa，高压阀为1MPa.另外调速 阀调速回路的溢流阀的调定压力Pp总是调的比节流阀 调速回路高，因此功率损失比较大。
（1）速度负载特性： 由缸平衡方程得：
因此，液压缸的工作速度：
由式可画出速度负载特性曲线速度刚性：
速度高，负载大稳定性越高。
（2）最大承载能力 三条曲线在横坐标上并不交汇，最大承载能力随节流口 AT的增大而减小，因此旁路低速承载能力很差，调速范 围小。 （3）功率和效率
液压泵的输出功率：P0=pp*qp=p1*qp
三、比较进口节流、出口节流、旁路节流三种回路




（1）速度—负载特性曲线。速度随负载而变是三种共同 特点，尤以旁路最差，因此进、出口多用于负载变化不大 的场合，而旁路用的较少。 （2）工作部件承受负负载能力和运动平衡性 出口调速回路回油路有背压，能在负负载下工作，且使 工作部件运动平稳性大大改善，如顺铣。进、旁不能承受， 为增加平稳性，实际中常在回路中增加背压阀。 （4）调速范围：进、出口调速回路调速范围大，旁路调 速范围小。 （5）功率损耗：进、出口损耗大，旁路损耗小。 （6）停车后的启动冲击：出口、旁路有冲击，进口启动 时，只要把节流阀减小就可避免冲击现象。 （7）实现压力控制方便性：进、旁路可在进油口处安装 压力继电器，出口不方便。