容积调速回路
容积调速回路
图7-5变量泵定量液动机容积调速回路(a)开式回路(b)闭式回路(c)闭式回路的特性曲线其工作原理是：图7-5(a)中活塞5的运动速度v由变量泵1调节，2为安全阀，4为换向阀，6为背压阀。
图7-5(b)所示为采用变量泵3来调节液压马达5的转速，安全阀4用以防止过载，低压辅助泵1用以补油，其补油压力由低压溢流阀6来调节。
其主要工作特性：①①速度特性：当不考虑回路的容积效率时，执行机构的速度n m或(v m)与变量泵的排量v b的关系为：n m=n b v b/v m或v m=n b v b/a (7-5)上式表明：因马达的排量v m和缸的有效工作面积a是不变的，当变量泵的转速nb不变，则马达的转速n m(或活塞的运动速度)与变量泵的排量成正比，是一条通过坐标原点的直线，如图7-5(c)中虚线所示。
实际上回路的泄漏是不可避免的，在一定负载下，需要一定流量才能启动和带动负载。
所以其实际的n m(或v m)与v b的关系如实线所示。
这种回路在低速下承载能力差，速度不稳定。
②转矩特性、功率特性：当不考虑回路的损失时，液压马达的输出转矩t m(或缸的输出推力f)为t m=vmδp/2π或f=a(p b-p0)。
它表明当泵的输出压力p b和吸油路(也即马达或缸的排油)压力p0不变，马达的输出转矩t m或缸的输出推力f理论上是恒定的，与变量泵的v b无关。
但实际上由于泄漏和机械摩擦等的影响，也存在一个“死区”，如图7-5(c)所示。
此回路中执行机构的输出功率：p m=(p b-p0)q b=(p b-p0)n b v b或p m=n m t m=v b n b t m/v m(7-6)式(7-6)表明：马达或缸的输出功率p m随变量泵的排量v b的增减而线性地增减。
其理论与实际的功率特性亦见图7-6(c)。
③调速范围：这种回路的调速范围，主要决定于变量泵的变量范围，其次是受回路的泄漏和负载的影响。
采用变量叶片泵可达10，变量柱塞泵可达20。
10容积调速
10.2.2 差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路
7 F
6 p1
4
5
1YA
3
pB 2
e
快进结束，1YA通电，阀4
关闭，泵的油液经节流阀5
8
进入缸7，故pB p1，定子
右移，使偏心距减小，泵的
流量就自动减小至与节流阀
9 5调定的开度相适应为止。
1 10
缸6实现慢速工进。
当外负载增大(或减小)时，缸7工作压力就增大(或减 小)，则泵的工作压力也相应增大(或减小)。故又称此回 路为变压式容积节流调速回路。
量泵的流量大于调速阀调定流量 的工况，泵的压力将提高，使泵 的流量自动减小到和调速阀的调 定的流量相适应；反之，Q泵 ﹤Q调速，泵的压力将降低，使 泵的流量自动增大到和调速阀的 调定的流量相适应。因此，调速 阀除了稳定缸的流量外，还能使 泵流量和缸流量相适应。
如图所示，空载时，泵以 最大流量输出，经电磁阀3 进入缸使其快速运动。
液压传动与控制
主讲 赵喜敬
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路 10.2 容积节流调速回路
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路 通过改变液压泵或马达的排量来调节马达（或
液压缸）速度的回路称为容积调速回路。 特点：容积调速可实现无级调速，并且不需要
节流和溢流，能量利用比较合理，系统效率高，发 热小，具有良好的静态和动态特性。
输出的转矩和功率
在不考虑泵、马达的 效率变化的情况下，由 于定量泵的最大输出功 率不高，因此当马达的 排量改变时，马达的最 大输出功率也不变。这 种回路的功率调节称为 等功率调节。
图10—5 定量泵和变量马达组成 的回路特性
10.1.3 变量泵与变量马达组成的回路 图10.6
第7章 容积调速回路(液压传动)
Hydraulics Transmission and Control
液压基本回路—容积调速回路
Basic Hydraulic Circuit —Speed Control by Using Variable Volume
6/15/2020 9:34 PM
容积调速回路
1、定义
通过改变液压泵或液压马达的排量来实现调速的回路。
6/15/2020 9:34 PM
东北农业大学—液压传动
闭式系统应用实例
安全保护
冷热油置换
补油作用
6/15/2020 9:34 PM
东北农业大学—液压传动
JL1075联合收割机机身驱动液压系统图
6/15/2020 9:34 PM
动力滑台液压系统
6/15/2020 9:34 PM
例题
6/15/2020 9:34 PM
变量泵和变量执行元件调速回路
变量过程：
1、马达的排量固定在最大值，泵的排量由最 小到最大。
2、泵的排量固定在最大值，马达的排量由最
大到最小。
M 2 pq2
2
Q q2
q1 q2
1
6/15/2020 9:34 PM N pq1 1
开式系统和闭式系统
开式系统特点：液压泵直接从油箱吸取油液，经控制元件送 入执行元件，执行元件的回路经换向阀返回油箱，循环油路 在油箱中断开。 闭式系统特点：液压泵输出的油液直接进入执行元件，执行 元件的回油与液压泵的吸油管直接相连，工作液体在系统的 管路中进行封闭循环。
特点：恒转矩。
使用场合：收割机驱动系统。
6/15/2020 9:34 PM
p 2q2
1q1
定量泵和变量执行元件调速回路
8.3容积调速回路
第三节 容积调速回路1.容积调速回路的工作原理：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的。
2.特点：没有溢流损失和节流损失，工作压力随负载的变化而变化，因此效率高，发热少。
3.分类：1）按油液循环方式⎩⎨⎧闭式回路开式回路 2）按所用执行元件的不同⎩⎨⎧马达式回路—泵缸式回路—泵 一、泵—缸式容积调速回路图8-13泵—缸式开式容积调速回路 图8-14泵—缸式容积调速回路的机械特性1．变量泵 2.安全阀当不考虑液压泵以外的元件和管道的泄漏时，活塞运动速度为111AA F k q A q v l t P -== （8-23）速度刚性为：l v k A k 21= （8-24） 调速特性：max 1111t P l P c q A FR k R R--+= （8-25） P R 为变量泵变量机构的调节范围；max t q 为变量泵最大理论流量；图8-15 泵—缸式闭式容积调速回路1. 辅助泵2.溢流阀3.换向阀4.液动阀5.单向阀6.安全阀7.变量泵8.安全阀9.单向阀适用范围：负载功率大、运动速度高的场合， 大型机床的主体运动系统或进给运动系统。
二、泵—马达式容积调速回路（一）变量泵—定量马达式调速回路（二）定量泵—变量马达式调速回路（三）变量泵—变量马达式调速回路第四节容积节流调速回路1.工作原理：用压力补偿型变量泵供油、用流量控制元件确定进入液压缸或由液压缸流出的流量来调节活塞的运动速度，并使变量泵的输油量自动与液压缸所需流量相适应2.优点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。
3.分类：定压式和变压式一、定压式容积节流调速回路图8-19定压式容积节流调速回路图8-20定压式容积节流调速回路的调速特性当1q q P >，泵的供油压力上升，由限压式变量叶片泵p k e k q l q -=，流量自动减少直到1q q P ≈； 当1q q P <，泵的供油压力下降，由限压式变量叶片泵p k e k q l q -=，流量自动增加直到1q q P ≈。
简述容积节流调速回路的工作原理
一、容积节流调速回路的定义容积节流调速回路是一种常用于液压系统的控制回路，用于控制液压执行元件的速度。
在液压系统中，通过使用不同大小的节流阀和不同容积的油箱，可以实现对液压执行元件运动速度的精确控制。
二、容积节流调速回路的组成1. 油箱：液压系统中用来储存液压油的容器，容积不同的油箱可以满足不同的回路要求。
2. 泵：用于将液压油从油箱抽吸、并加压送往液压执行元件的装置。
3. 节流阀：通过调节节流阀的开度，可以控制液压油流经节流阀的截面积，从而控制液压执行元件的速度。
4. 液压执行元件：根据需求完成工作的设备，如液压缸或液压马达。
三、容积节流调速回路的工作原理容积节流调速回路的工作原理主要是通过控制液压油流的流量来控制液压执行元件的速度。
具体过程如下：1. 液压泵将液压油从油箱中抽吸并加压送往液压执行元件。
2. 液压油经过节流阀时，节流阀的开度决定了液压油流经节流阀的通道截面积，从而控制了液压油的流量。
3. 通过调节节流阀的开度，可以控制液压油流的流量，进而控制液压执行元件的速度。
四、容积节流调速回路的特点1. 灵活性强：通过调节节流阀的开度，可以精确控制液压执行元件的速度，满足不同工况下的要求。
2. 简单可靠：容积节流调速回路的结构相对简单，组成部件较少，因此具有较高的可靠性。
3. 节能降耗：通过控制液压执行元件的速度，可以有效降低系统能耗，实现节能减排的目的。
五、容积节流调速回路的应用领域容积节流调速回路广泛应用于液压系统中需要精确控制速度的场合，例如工程机械、冶金设备、塑料机械等领域。
在这些领域，容积节流调速回路可以根据具体需求，实现对液压执行元件的精确控制，提高设备的工作效率和安全性。
六、结语容积节流调速回路作为液压系统中常用的控制回路之一，在工程实践中发挥着重要作用。
通过对容积节流调速回路的工作原理、组成、特点和应用进行了解和应用，可以更好地掌握液压系统的控制技术，为工程实践提供更加有效的技术支持。
液压传动第8章 调速回路概述
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
14
2)、当液压缸在变载下工作时： 当AT1不变时，若F↑↓→p1↑↓→q1 ↓↑
∵ P1= p1q1
∴ 当p1= 0 或 p1= pp 时，P1= 0 因此，当p1在0 ～ pp之间变化时，P1有 一最大值，即：
10
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响的程度，它是回路对负载变化抗 衡能力的一种说明。
某处的斜率↓→kv↑→机械特性越硬→活塞 运动速度受负载变化的影响↓→活塞在负载下 的运动越平稳。
11
影响kv的因素： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ的变化受其它条件的限制)
30
一 、 泵 缸 式 开 式 容 积 调 速 回 路
一 、 泵 缸 式 容 积 调 速 回 路
( ) —
—
1、变量泵
2、安全阀
31
1、回路特点 • 执行元件的运动速度由变量泵的排量来调 节； • 回路中的最大工作压力由溢流阀限定。
2、机械特性 若不考虑液压泵以外元件和管边的泄 漏，则
32
下面按不同的q 值作图，可得一组机 械特性曲线。 由图可知
没有溢流损失，效率 较高 ，速度稳定性比单纯 的容积调速回路好。
回路 的 优缺 点
41
一 、 定 压 式 容 积 节 流 调 速 回 路
42
回路的特点
1、这种回路使用了限压式变量叶片泵和调 速阀； 2、活塞运动速度v由调速阀中节流阀的通 流截面积A T来控制； 3、变量泵输出的流量qp和进入缸中的流量 q1自相适应： • 当qp ﹥ q1时→泵的供油压力↑→变量泵 的流量自动↓→ qp≈ q1；
容积调速回路
Qt n V
马达输出转速
PV T 2
马达转矩 P为常值
变量泵-变量马达式容积调速回路
使溢流阀在两个方向上都能对回路起过载保护作用
此设计可以改变泵的供油方向来实现马达的 正反转。单向阀用于辅助泵双向补油。低速段 现将马达排量调到最大，用变量泵调速，当泵 的排量由小变道最大，马达转速随之升高，输
按油液循环方式分为开式回路和闭式回路。
变量泵-定量马达式容积调速回路
防止回路过载
安全阀
油被辅助油泵从油箱中抽出，通过单向阀， 再通过变量泵，流入液压马达。辅助油泵补偿
泵和马达的泄露。
溢流阀
变量泵和定量液动机所组成的容积调速回路为恒
转矩输出，可正反向实现无级调速，调速范围较大
。适用于调速范围较大，要求恒扭矩输出的场合， 如大型机床的主运动或进给系统中龙，张倬苒
容积调速回路工作原理：
容积调速回路通过改变泵和液压马达的排量来调节执行元件的速度。由于 没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用高压、大流量的大 型机床、工程机械和矿山机械等大功率设备的液压系统。
分类： 按所用执行元件分为泵-缸式回路和泵-马达式回路。
溢流阀
出功率线性增加，此时马达排量最大，获得最 大输出转矩处于恒转矩状态；高速段，泵为最 大排量，将马达排量由大到小，马达转速随之 升高，输出转矩降低，泵处于最大输出功率状
态，马达处于恒功率状态
泵-缸式容积调速回路
改变变量泵1的排量，就能 达到调节活塞速度的目的， 3为安全阀，起过载保护作 用，平时不打开
定量泵-变量马达式容积调速回路
液压泵转速和排量都是常值，改变液压马达排
量时，马达输出转矩的变化与马达排量成正比， 输出转速与马达排量成反比，马达的输出功率
液压系统中调节执行元件速度—容积调速回路，现在知道还不晚
液压系统中调节执行元件速度—容积调速回路，现在知道还不晚容积调速回路· 容积调速就是通过改变液压泵及液压马达的每转排量来调节执行元件速度的一种调速方法。
它不需要节流和溢流，所以能量利用比较合理，效率高而发热少，在大功率工程机械的液压系统中获得越来越多的应用。
· 根据容积调节对象的不同，容积调速可分为三种形式：· （1）变量油泵和定量执行元件组成的调速回路——变量油泵调速回路；· （2）定量泵和变量液压马达组成的调速回路——变量液压马达调速回路；· （3）变量油泵和变量液压马达组成的调速回路——变量油泵变量液压马达调速回路。
· 容积调速是实现液压传动高度自动化与自动控制的基本手段，可以实现恒功率、恒扭矩等控制。
1、变量泵与液压缸的调速回路右图所示为单向变量泵与液压缸的调速回路。
这种回路中回油管和油泵的吸油管是不连通的，它们分别插在油箱内，称其为开式回路。
通过调节变量油泵1的每转排量 q1，就可以调节液压缸4中活塞的运动速度v2。
这里溢流阀2是安全阀，系统过载时打开溢流。
由于没有溢流损失和节流损失，因而系统效率高，发热少。
变量油泵与液压缸调速回路1-单向变量油泵；2-直动式溢流阀；3电磁换向阀；4-液压缸；变量油泵与液压缸的调速回路具有以下特性：·①因v2= Q/A=n1q1/A，执行元件的速度v2与油泵每转排量q1成正比；·②因泵的功率N1 = p1×Q= p1n1q1，如果不考虑系统损失，则液压缸的输出功率N2等于泵的输出功率N1，液压缸的输出功率N2与油泵的每转排量q1成正比。
·③因P = p1×A，则在调速过程液压缸的输出液压推力P与油泵的每转排量q1无关。
·变量油泵与液压缸调速回路的特性曲线如图所示。
·本回路因效率高、发热少适用于调速范围要求不高的大功率液压系统，例如锻压机械。
《容积调速回路》课件
06
容积调速回路的发展趋势 与展望
容积调速回路的发展历程
容积调速回路的起源
容积调速回路最初起源于工业机械的流体传动系统，通过改变液压 泵或液压马达的排量来实现速度调节。
技术进步与改进
随着技术的不断进步，容积调速回路逐渐发展出更多的控制方式和 优化手段，如采用变量泵和变量马达实现更精确的速度和力矩控制 。
详细描述
双泵容积调速回路通过同时使用两个液压泵进行流量调节， 可以更精确地控制执行元件的运动速度。这种回路适用于需 要高精度速度控制和高效率的应用场景，但结构相对复杂， 成本较高。
差动式容积调速回路
总结词
通过改变液压泵的输出流量和回油流量，实现更快速和精确的速度控制。
详细描述
差动式容积调速回路通过同时调节液压泵的输出流量和回油流量，可以快速响应 速度变化，实现更精确的速度控制。这种回路适用于需要快速响应和高精度的应 用场景，但结构复杂，成本较高。
04
容积调速回路的实际应用
在液压系统中的应用
容积调速回路在液压系统中的重要性
容积调速回路是液压系统中的重要组成部分，它能够通过改变液压泵或液压马达的排量来 调节系统的速度，从而实现系统的平稳、精确和高效控制。
容积调速回路在液压系统中的应用案例
在挖掘机、起重机、压机等重型设备中，容积调速回路被广泛应用于实现各种动作的精确 控制，如挖掘机的臂杆升降、起重机的货物起吊和压机的压力调节等。
件和降低能耗。
多功能性
未来的容积调速回路将具备更多 功能，如集成压力控制、方向控 制和速度控制等，以满足更复杂
和多样化的应用需求。
对容积调速回路的未来展望
技术创新与突破
未来容积调速回路的发展将依赖 于技术创新和突破，如开发更高 效、更可靠的液压元件和控制系
容积节流调速回路
容积节流调速回路
容积节流调速回路是一种通过控制液压系统中油液的流量来控制机器运行速度的方法。
它通常由以下几个部分组成：
一、容积调速装置：这个部分一般是通过改变液体在液压缸内的体积来控制液压缸的输出速度。
它采用一种特殊的调节装置，可以控制工作柱塞的运动，从而达到控制输出速度的目的。
二、节流阀：这个部分是通过改变液压系统中油液的流量来控制机器的运行速度。
它通常配合压力控制阀一起使用，可以保证液压系统输出的流量稳定、精确。
三、调速机构：这个部分是将容积调速装置和节流阀串联出来，形成一个完整的控制回路。
它可以灵活地控制液压系统运转的速度和输出流量，保证机器的精度和稳定性。
四、传感器：这个部分一般用来感知液压系统中的各种参数，比如压力、流量、速度等等。
这些参数信息可以通过信号调节器输出，进一步用于液压系统的控制。
容积节流调速回路是一种非常精准、稳定的控制方法，被广泛应用于各种液压机械中。
它的主要优点有：
一、精确控制：容积调速装置可以精确控制液压系统的输出速度，保
证了机器的精度和稳定性。
二、灵活性强：通过调整节流阀的开度，可以非常灵活地控制液压系
统的流量和速度，满足不同工况的需要。
三、节能环保：由于节流阀可以限制液压系统中的流量和压力，可以
有效减少液压系统的能耗，提高能源利用效率，降低对环境的影响。
总之，容积节流调速回路是一种非常优秀的液压控制技术，具有精确、灵活、节能环保等一系列优点。
在液压机械的设计和生产中，应用广泛，成为液压机械不可或缺的重要组成部分。
液压传动系统第四章 容积调速回路分析
Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm
V p maxn p x p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
第二节 容积调速回路的速度刚性分析
一.容积调速回路的速度刚性分析
Vm nm V p n p ( p m l ) p qtm Vm nm qtp (q p qm ql ) p V p n p ( p m l ) p V p n 容积调速回路速 度刚性分析
二.速度稳定方法
1.流量补偿法
利用回路压力随负载的 增减来控制泵流量做相 应的增减 当马达负载增加时，p 升高，作用在柱塞1上 的力增大，推动泵的钉 子向加大偏心距e的方 向移动，使泵的流量增 大。反之，流量减少
第四章 容积调速回路分析 第二节 容积调速回路速 度刚性分析
nm min Vp min
定量泵-变量马达回路:马达转速nm与马达排量成反 比，即： D nm max Vm max 3 4
nm min Vm min
变量泵-变量马达回路：该回路由上述两种回路组合 V n V 而成，即： D D D 100
m max p max m max
p1q1 p1 ppqp pp
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
二.差压式变量泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理 该回路采用了带有先导式 滑阀控制的差压式变量叶 片泵，在液压缸的进油路 上串联一节流阀。 当节流阀开口增大时滑阀 5左移，节流口b开大，c 关小，泵的定子左移，e 增大，泵流量增大，液压 缸的速度增大，反之亦然 在某一稳定工况下，当节 流阀3处在某一开口时， 变量泵有一稳定流量
15章第二节 容积调速回路性能分析
V0 s+λ E
Δp1
Vm
1 Js + f
Δnm
Vm
V p max n p W1 ( s ) = Δnm = 2 s Δx p + Vm 2ζ = s +1 s2 + KV 2ζ s +1
（二）回路动态特性分析
1.稳定性分析
ωn =
2 EVm V0 J
ωn2
ωn
ωn2
ωn
ζ =
λ
2Vm
EJ f + V0 2Vm
ΔpVM TM = 2π
负载一定，TM与VM成正比 ∴ VM↑，nM↓，TM↑； VM↓，nM↑，TM↓， 以致带不动负载， 使马达“自锁” 。 故 这种回路很少单独使用 特点： 1、为恒功率输出； 2、调速范围很小，速比一般不超过3~ 4；
3、变量泵—变量马达的容积调速回路
不计损失的情况下：
qtp =Vpnp =VM nM
nM = Vp np VM
分两段调节 第一段：先将VM调至最大并固定， 然后将VP由小→大, nM从0 ↑nM’ （同变量泵－定量马达） 第二段：将VP固定至最大，VM由大→小， nM从nM’↑nMmax（同定量泵－变量马达） ∴调速范围大，λ可达100。
调速的第一阶段：同变量泵－定量马达
消去中间变量 Δp
V p max n p
1
得
V0 s )ΔTL Vm Vm λE Δnm = JV0 2 V0 f J λ fλ s +( + 2 ) s + (1 + 2 ) 2 2 EVm EVm Vm Vm Δx p − (1 + 2
2 f λ Vm
λ
一般情况下
液压系统设计--容积调速回路分析
例4-2在图所示回路中，已知: 定量泵1的排量: V p = 13 ×10 6 m3 / rad 定量泵1的转速: n p = 157rad / s 定量泵1的机械效率: η pm = 84% 定量泵1的容积效率: η pv = 90% 变量马达3的最大排量: Vm max = 10 ×10 6 m3 / rad 变量马达3的容积效率: η mv = 90% 变量马达3的机械效率: η mm = 84% 高压侧管路压力损失: P = 1.3MPa = const 回路的最高工作压力: P0 = 13.5MPa 溢流阀4的调定压力: Pr = 0.5MPa 变量马达驱动一个转矩: T = 34 N m 试确定: 1)变量马达的最低转速和在该转速下液压马达的进出口压力差。 2)变量马达的最大转速和在该转速下液压马达的调节参数。 3)回路的最大输出功率和调速范围。
Tm = Vm pmη mm = Vm max xm pmη mm = K m3 xm
K m3 = Vm maxpmηmm = const
Pm = n m Tm = K n 3η pvη mv = K N 3η pvη mv x p
K
N 3
xp xm
K m 3 xm
= K n 3 K m 3 = const
容积－ 容积－节流调速回路
这种回路宜用在负载变化 不大的中、 不大的中、小功率场合
回路宜用在负载变化大， 回路宜用在负载变化大，速度 较低的中、 较低的中、小功率场合
（三）容积节流调速回路
容积节流调速回路是采用特定的变量泵 和调速阀组成， 和调速阀组成，它兼有节流调速回路和容积 调速回路的优点。无溢流损失、效率较高、 调速回路的优点。无溢流损失、效率较高、 低速稳定性好、调节方便， 低速稳定性好、调节方便，广泛应用于机床 液压系统。 液压系统。
第八章 调速回路
（一）定压式节流调速回路： 定压式节流调速回路：
定量泵+溢流阀， 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， 一定， 如图，pp、qp一定， 通过调节节流口的 大小， 大小，改变进入液 压缸的流量， 压缸的流量，即可 调节缸的速度。 调节缸的速度。泵 多余流量经溢流阀 回油箱， 回油箱，故无溢流 阀则不能调速。 阀则不能调速。
（1）速度负载特性： ）速度负载特性： 由缸平衡方程得： 由缸平衡方程得：
因此，液压缸的工作速度： 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： 由式可画出速度负载特性曲线速度刚性：
速度高， 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， 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 的增大而减小，因此旁路低速承载能力很差， 围小。 围小。 （3）功率和效率 ）
功率特性图
PP = p P q P
∆P溢 ∆P节
∆ P溢 ∆ P节
P 1
P1
恒载
变载
由于存在两部分功率损失， 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， 效率较低，有资料表明，当负载恒定或变化 较小时， =0.2~0.6,当负载变化很大时， =0.2~0.6,当负载变化很大时 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 应用:这种回路宜应用于轻负载或负载变化 轻负载 不大时,低速或对速度稳定性要求不高的 或对速度稳定性要求不高的小 不大时,低速或对速度稳定性要求不高的小 功率液压系统 液压系统. 功率液压系统.
容积调速回路与其它回路解读
图9-4 定量泵变量马 达容积调速特性曲线
液压马达的输出转矩Tm和输出功率Pm 输出转矩 Tm=qm(Pp-P0) 输出功率 Pm=nmTm=Qp(Pp-P0) 上式表明，定量泵和变量马达调速回路，液压马达的转矩 Tm与排量qm成正比；其输出功率Pm与调节参数qm 无关，当进油路压力 Pp和回油路压力P0不 变时，Pm=C。故此 种调速回路为恒功率 调节，特性曲线如图 所示。
速回路特性曲线
4
（2）转矩和功率特性：即执行元件输出转矩Tm和输出功 率Pm与变量泵调节参数qp之间的关系。当不考虑回路的损 失时，液压马达的输出转矩Tm为： Tm=qm(Pp-P0)F=A(Pp-P0) 由式可知：当泵的输 油压力和吸油路压力 不变时，马达的输出 扭矩是恒定的，而与 变量泵的调节参数无 关。故其称为恒转矩 推力调速，其特性曲 线如图。
16
回路图
这种回路的调速特性曲线如图所示。由图中可知，当 节流阀上压差p小于或等于某一值p3时，此作用在定子左 右两边和不平衡液压作用力，尚不足以克服变量泵右边平 衡缸中弹簧的预压力，定子仍处于最左端，泵的偏心仍处 于最大值，因 而泵的流量Qp 也为最大，如 特性曲线的AB 段。图中BC段 表示变量泵的 流量Qp 随p的 变化而变化。
第九章 容积调速回路和 几种其它回路
容积调速回路
容积节流调速回路 几种其它回路
1
§ 9-1
容积调速回路
容积调速回路是通过改变泵的排量或（和） 液压马达的排量来调节液压马达（或液压缸）速 度的回路。容积调速回路有变量泵和定量执行元 件、定量泵和变量液压马达以及变量泵和变量液 压马达三种可能的组合，下面对这三种组合情况 调速回路的性能作进一步分析。 一、变量泵和定量执行元件组成的调速回路 二、定量泵变量马达容积调速回路 三、变量泵和变量马达容积调速回路
变量泵和定量马达的容积调速回路
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容积调速和容积节流调速及回路
回路图
差压式变 量泵和节 流阀调速 回路工作 原理
工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。
○ qP > q1时，pP↑， 定子右移，e↓，qP↓
<
○ qP < q1时，pP↓，
定子左移，e↑，qP↑
直至qP = q1，v=c。
差压式变量泵和节流阀调速回路特点
虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即q1不受负载变化影响 ∵定子受力平衡方程 pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FS ∴ △p = pP-p1=FS/A2=c 又∵ pP随负载变化而变化，p1也变化， ∴ 称变压式容积节流调速回路，且△qP小;η高 因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快而发生振动。 这种回路适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。
干扰了其他的液压缸的正常工作，所以对进给稳定性要求较高的多缸液压系统，必须 采用互不干扰回路。 双泵供油的多缸工作的互不干扰回路。
v=c △pmin = pP - p1= < 调速阀正常工作， △P最小 0.5Mpa(中低压) ;1 Mpa（高压） 若△P
①过大，△P大易发热 ②过小，v稳定性不好
限压式变量泵和调 速阀调速回路特点
∵ 本回路的pP为一定值 ∴ 称定压式容积节流调速回路 又∵ 若负载变化大时，节流损失大，低速工 作时，泄漏量大，系统效率降低 ∴ 用于低速、轻载时间较长且变载的场合 时，效率很低。 故 本回路多用于机床进给系统中。
01
1.定义：
各执行元件严格按预定 顺序运动的回路称为顺 序运动回路。
如：组合机床回转工作 台的抬起和转位、
定位夹紧机构的定位和 夹紧、
进给系统的先夹紧后进 给等。
02
2.分类：
第4节容积调速回路
• 一、调速回路的基本原理: • 1、液压马达的转速n由输入流量和液压马达的排量V决定， 即n=q/V 。（第二章P30的内容） • 2、液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面 积A决定，即v=q/A。（第三章P55） • 3、可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V 和改变 缸的有效作用面积A等方法来调速。 • 4、由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大 小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变 量泵来实现，——这就是节流调速。 • 5、改变液压马达的排量V ，可通过采用变量液压马达来 实现。——这就是容积调速回路
2、容积调速回路分类
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按油路循环方式不同，容积调速回路有①开式 回路和②闭式回路两种。 ①开式回路中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接 回到油箱，油箱容积大，油液能得到较充分冷却， 但空气和脏物易进入回路。 ②闭式回路中，液压泵将油输出进入执行机构的进 油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路结构 紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差。 为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油 泵的流量为主泵流量的10%～15%。压力调节为 3×105～10×105Pa。 。
• 图 (b)所示为采用变量泵3来调节液压 马达5的转速，安全阀4用以防止过载， 低压辅助泵1用以补油，其补油压力由 低压溢流阀6来调节。 • 执行机构的速度nm或(Vm)与变量泵的排 量VB的关系为： • nm=nBVB/Vm或vm=nBVB/A • 因马达的排量Vm和缸的有效工作面积A 是不变的，当变量泵的转速nB不变，则 马达的转速nm(或活塞的运动速度)与变 量泵的排量成正比. • 液压马达的输出转Tm=VmΔp/2π • 马达的输出转矩Tm理论上是恒定的，与 变量泵的VB无关。 • 变量泵和定量马达所组成的容积调速回 路为恒转矩输出，可正反向实现无级调 速，调速范围较大。适用于调速范围较 大，要求恒扭矩输出的场合，如大型机 床的主运动或进给系统中。
第4章 容积调速回路
容积调速回路
• 容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来调节 执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损失，回路 效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。 • 变量泵—定量马达闭式调速回路 安全阀4防止回路过 载，辅助泵1补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油 条件，置换部分发热油液以降低系统温升。 泵的转速 np 和马达排量VM 视为常数，改变泵的排量Vp可使马
变量泵—变量马达闭式调速回路 回路中元件对 称布置，变换泵的供油方向，即可实现马达正反向旋 转。单向阀4、5 用于辅助泵3 双向补油，单向阀6、 7 使溢流阀8 在两个方向都起过载保护作用。 在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵
的排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功 率也随之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最 大输出转矩，且处于恒转矩状态（恒转矩调节）。 高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由 大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因 由于泵和马达的排量 泵处于最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态 都可调，扩大了回路 （恒功率调节）。 的调速范围，一般 Re≤100 。
容积调速回路
容积调速回路有泵缸式回路和泵-马达式回 路。这里主要介绍泵-马 达式容积调速回路。 变量泵-定量马达式容积调 速回路 马达为定量,改变泵排量 VP 可 使 马 达 转 速 nM 随 之 成比例地变化.
防止回 路过载 辅助泵使低压 管路始终保持 一定压力, 改 善了主泵的吸 油条件,且可 置换部分发热 油液,降低系 统温升。
达转速 nM 和输出功率 PM 随之成比例的变化。马达的输出转矩 TM 和回路的工作压力Δp 取决于负载转矩，不会因调速而发生 变化，所以这种回路常称为恒转矩调速回路。 回路的速度刚性受负载 变化影响的原因 随着 负载增加，因泵和马达 的泄漏增加，致使马达 输出转速下降。 回路的调速范围 Re≈40。
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2、容积调速回路分类
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• 按油路循环方式不同，容积调速回路有①开式回 路和②闭式回路两种。
• ①开式回路中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接 回到油箱，油箱容积大，油液能得到较充分冷却， 但空气和脏物易进入回路。
• ②闭式回路中，液压泵将油输出进入执行机构的进 油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路结构 紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差。
缸的有效作用面积A等方法来调速。 • 4、由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大
小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变 量泵来实现，——这就是节流调速。 • 5、改变液压马达的排量V ，可通过采用变量液压马达来 实现。——这就是容积调速回路
一 基本的速度控制回路
• 调速回路的分类：
• 节流调速回路有进油节流调速、回油 节流调速、旁路节流调速等三种方法。 1．进油节流调速 进油节流调速就是控制执行元件入口 的流量，如图4－35所示。该回路不能承受 负向负载，如有负向负荷(负荷与运动方向 同向者)，则速度失去控制。
• 2.回油节流调速 回油节流调速就是控制执行元件出口的流量，
如图4－36所示。回油节流调速可控制排油的流 量；节流阀可提供背压，使液压缸能承受各种负 荷。 3．旁路节流调速
(4)用回油调速作速度控制时，效率最 差，控制性能最佳，主要用于有负向负载 的场合。
调速回路
• 上述三种回路是用节流阀的调速回路，把 节流阀换成调速阀，就可以使用执行元件 的运动速度的稳定——这就是调速阀的应 用。
二、容积调速回路
• 1、基本原理： • 容积调速回路是通过改变回路中液压泵或
液压马达的排量来实现调速的。 • 其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和
• 调速回路主要有以下三种方式：
• （ 1）节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进 入或流出执行机构的流量来实现调速；
（三种：①进油路节流调速、②回油路节流调速、③旁油路节流调速））
• （ 2）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量 来调速；
• （3）容积节流调速回路：用限压变量泵供油，由流量 阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与调节阀 的调节流量相适应来实现调速。
旁路节流调速是控制不需流入执行元件也不 经溢流阀而直接流回油箱的油的流量，从而达到 控制流入执行元件油液流量的目的。图4－37所 示为旁路节流调速回路，该回路的特点是液压缸 的工作压力基本上等于泵的输出压力，其大小取 决于负载，该回路中的溢流阀只有在过载时才被 打开。
1、进油节流调节器速回路
节流阀串接在液压缸 的进油路上，泵的供油 压力由溢流阀调定。调 节节流阀开口面积，便 可改变进入液压缸的流 量，即可调节液压缸的 运动速度。泵的多余流 量经溢流阀流入油箱, 故效率低，适用于负载 变化不大、功率小的液 压系统中。
• 液压马达的转速nm为： • 1、nm=qB/Vm,（P30公式）式中qB为定量泵
的输出流量。可见变量马达的转速nm与其排 量Vm成反比，当排量Vm最小时，马达的转速 nm最高。 • 2、液压马达的输出转矩：Tm=Vm(pB-p0)/2π （P30） • 3、液压马达的输出功率：Pm=nmTm=qB(pBp0) • 4、马达的输出转矩Tm与其排量Vm成正比； 而马达的输出功率Pm与其排量Vm无关，若进 油压力pB与回油压力p0不变时，Pm=C，故此 种回路属恒功率调速。
基本的速度控制回路
• 一、调速回路的基本原理: • 1、液压马达的转速n由输入流量和液压马达的排量V决定，
即n=q/V 。（第二章P30的内容） • 2、液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面
积A决定，即v=q/A。（第三章P55） • 3、可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V 和改变
• 此外还可采用几个定量泵并联，按不同速度需要，启动一 个泵或几个泵供油实现分级调速。
一、节流调速
任何液压系统都有液压泵，不管执行元 件的推力和速度如何变化，定量泵的输出 流量是固定不变的。速度控制或控制流量 只是使流入执行元件的流量小于泵的流量 而已，故常将其称为节流调速。
节流调速回路（复习）
•图旁路节流调速回路
• 上述三种调速方法的不同点如下： (1)进油调速和回油调速会使回路压力
升高，造成压力损失；旁路调速则几乎不 会。
(2)用旁路调速作速度控制时，无溢流 损失，效率最高，控制性能最差，主要用 于负载变化很小的正向负载的场合。
(3)用进油调速作速度控制时，效率较 旁路调速次之，主要用于负荷变化较大的 正向负载的场合。
(1)变量泵和定量马达的容积调速回路
• 这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量液压马达组成 • 图 (a)为变量泵与液压缸所组成的开式容积调速回路；图 (b)为变量泵
与定量液压马达组成的闭式容积调速回路。
(2)定量泵和变量马达容积调速回路
• 1、2为定量泵和变量马达，3为安全阀，4为 低压溢流阀，5为补油泵。此回路是由调节变 量马达的排量Vm来实现调速。
图进油节流调速回路
2、回油节流调速回路
节流阀放置在回油路上，用 它来控制从液压缸回油腔流出的 流量，也就控制了进入液压缸的 流量，达到调速的目的。回油路 上有较大背压，运动平稳性好， 又经节流阀后油液直接回油箱， 易散热。广泛用于功率不大、负 载变化较大或运动平稳较高的液
压系统中。 背压1.通常是指运动流体在密闭 容器中沿其路径（譬如管路或风 通路）流动时，由于受到障碍物 或急转弯道的阻碍而被施加的与 运动方向相反的压力.2.通常用于 描述系统排出的流体在出口处或 二次侧的压力
• 为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油 泵的流量为主泵流量的10%～15%。压力调节为 3×105～10×105Pa。
•。
Hale Waihona Puke 容积调速回路有：三种基本形式
• 1、变量泵和定量执行元件组成的容积调速回路； • 2、定量泵和变量执行元件的容积调速回路； • 3、变量泵和变量执行元件的容积调速回路
• 图回油节流调速回路
3、旁路节流调速回路 • 节流阀安放在与执 行元件并联的支路上， 用它来调节从支路流 回油箱的流量，以控 制进入液压缸的流量 来达到调速的目的。 回路中溢流阀起安全 作用，泵的工作压力 不是恒定的，它随负 载发生变化。该回路 只有流量损失，而无 压力损失，效率高， 一般用于功率较大且 对速度稳定性要求不 高的场合。