第八章_调速回路
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第八章液压基本回路(二)讲解
第八章液压基本回路（二）§4 速度控制回路在很多液压装置中，要求能够调节液动机的运动速度，这就需要控制液压系统的流量，或改变液动机的有效作用面积来实现调速。
一、节流调速回路在采用定量泵的液压系统中，利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。
采用节流调速，方法简单，工作可靠，成本低，但它的效率不高，容易产生温升。
1.进口节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上，无论换向阀如何换向，压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。
它通过调整节流口的大小，控制压力油进入液压缸的流量，从而改变它的运动速度。
2.出口节流调速回路（如下图）节流阀设置在换向阀与油箱之间，无论怎样换向，回油总是经过节流阀流回油箱。
通过调整节流口的大小，控制液压缸回油的流量，从而改变它的运动速度。
3.傍路节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和油箱之间，液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸，另一部分经节流阀流回油箱，通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量，从而改变它的运动速度。
4.进出口同时节流调速回路（如下图）在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。
5.双向节流调速回路（如下图）在单活塞杆液压缸的液压系统中，有时要求往复运动的速度都能独立调节，以满足工作的需要，此时可采用两个单向节流阀，分别设在液压缸的进出油管路上。
图（a）为双向进口节流调速回路。
当换向阀1处于图示位置时，压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔，液压缸向右运动，右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。
换向阀切换到右端位置时，压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动，左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。
图（b）为双向出口节流调速回路。
它的原理与双向进口节流调速回路基本相同，只是两个单向阀的方向恰好相反。
6.调速阀的桥式回路（如下图）调速阀的进出油口不能颠倒使用，当回路中必须往复流经调速阀时，可采用如图所示的桥式联接回路。
第八章调速回路讲解详解
p1A1= p2maxA2 得p2max=12.5MPa （3）回路的最高效率： max= Fmaxv/( pyqp)=72000×2/(6.25×106×50×10-3)=46.08%
29
三、容积调速回路
► 容积调速回路采用变量泵或变量液压马达，用改变 变量泵或变量液压马达的排量来实现调速。
► 该种调速方法，液压泵的油液始终全部进入执行元 件中，与节流调速相比，既没有节流损失，也没有 溢流损失，回路效率仅取决于液压泵和执行元件的 效率，回路效率高，这是容积调速回路最突出的特 点。当然，由于容积调速回路需采用结构复杂、成 本较高的变量泵或变量液压马达，使制造、维修的 费用增大，但该回路效率高，节省动力，故近些年 来容积调速回路得到了广泛的应用。
41
二、定量泵-变量马达式调速回路
31
1、变量泵 2、安全阀
() —
—
泵一
缸泵
式
开缸
式 容 积 调
式 容 积
速调
回 路
速 回
路
32
(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) 速度-负载特性
若不考虑液压泵以外元件和管边的泄漏， 则
33
下面按不同的qt值作图，可得一组速度负载特性曲线。
上述这些性能上的改进都是以加大 整个流量控制阀的工作压差为代价的 （一般工作压差最少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
25
调速阀在进油路上
调速阀在回油路上
26
调速阀在分支油路上
27
8-2、在图示简化了的调速阀节流调速回路中，已知泵的 供 油 流 量 为 qp=50L/min ， 液 压 缸 无 杆 腔 面 积 为 A1=120×10-4m2 ， 有 杆 腔 的 面 积 为 A2=60×10-4m2 ， 负 载力F由零增至72000N时活塞向右运动的速度基本无 变 化 ， υ=2m/min ， 若 调 速 阀 要 求 的 最 小 压 差 Δpmin=0.5MPa 。求：（1）系统中溢流阀的调整压力py 为多少？（2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？ （3）回路的最高效率为多少（液压缸的总效率为1.0）？
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三、容积调速回路
► 容积调速回路采用变量泵或变量液压马达，用改变 变量泵或变量液压马达的排量来实现调速。
► 该种调速方法，液压泵的油液始终全部进入执行元 件中，与节流调速相比，既没有节流损失，也没有 溢流损失，回路效率仅取决于液压泵和执行元件的 效率，回路效率高，这是容积调速回路最突出的特 点。当然，由于容积调速回路需采用结构复杂、成 本较高的变量泵或变量液压马达，使制造、维修的 费用增大，但该回路效率高，节省动力，故近些年 来容积调速回路得到了广泛的应用。
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二、定量泵-变量马达式调速回路
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1、变量泵 2、安全阀
() —
—
泵一
缸泵
式
开缸
式 容 积 调
式 容 积
速调
回 路
速 回
路
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(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) 速度-负载特性
若不考虑液压泵以外元件和管边的泄漏， 则
33
下面按不同的qt值作图，可得一组速度负载特性曲线。
上述这些性能上的改进都是以加大 整个流量控制阀的工作压差为代价的 （一般工作压差最少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
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调速阀在进油路上
调速阀在回油路上
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调速阀在分支油路上
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8-2、在图示简化了的调速阀节流调速回路中，已知泵的 供 油 流 量 为 qp=50L/min ， 液 压 缸 无 杆 腔 面 积 为 A1=120×10-4m2 ， 有 杆 腔 的 面 积 为 A2=60×10-4m2 ， 负 载力F由零增至72000N时活塞向右运动的速度基本无 变 化 ， υ=2m/min ， 若 调 速 阀 要 求 的 最 小 压 差 Δpmin=0.5MPa 。求：（1）系统中溢流阀的调整压力py 为多少？（2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？ （3）回路的最高效率为多少（液压缸的总效率为1.0）？
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。
2
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
1
（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。
7
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。
8
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：
2
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：
第八章 流量阀和节流调速回路
图中为其结构和图形符号。当压力油从油口P1 进入，经阀芯上三角槽节 流口，然后从油口P2 流出， 这时 起溢流阀作用。旋转 螺帽 即可改变阀的轴向位 置，从而使通流面积相应 的变化。当压力油从油口 P2进 入时，在压力油的作 用下阀芯克服软弹簧的作 用力而下移，油液不再经 过节流口而直接从油口P1 流出， 这时起单向阀超颖作工作用室 。金沐灶
（3）单向行程节流阀
如图所示，图中分别为原理图，结构图和图形 符号。单向行程节流阀由单向阀和用机械操纵的节 流阀组合而成。这种阀常用于需要实现快进→慢进 →快退的工作循环，也用来使执行元件在行程末端 减速，起缓 冲作用。
超颖工作室 金沐灶
下图为双单向节流阀结构图
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结束
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§ 8-3 采用节流阀的节流调速回路
通流面积a成正比 ，故调节节流阀通流面积就能调
节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小
稳定流量很小，故能得到较
低的稳定速度。这种调速
回路和调速范围大，一般
可超过100。从前式和图中
还能看出，当节流阀通流
面积a一定时,随着负载FL 的增加，节流阀两端压差
减小，活塞运动速度按抛 图8-8 进油路节流调
一、进油路节流调速回路
1、速度负载特性
从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压 缸的流量Q1和液压缸进油腔的有效面积A1，既：
V=Q1/A1 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流阀的 流量，而通过节流阀的流量 可由节流阀的流量特性方程 决定。即 Q式1中=Ka(P∆s-P液1)1压/2=泵Ka出(P口s超-压颖P工1作力)室 。金沐灶图 回路8-7 进油路节流调速
当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的
（3）单向行程节流阀
如图所示，图中分别为原理图，结构图和图形 符号。单向行程节流阀由单向阀和用机械操纵的节 流阀组合而成。这种阀常用于需要实现快进→慢进 →快退的工作循环，也用来使执行元件在行程末端 减速，起缓 冲作用。
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下图为双单向节流阀结构图
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§ 8-3 采用节流阀的节流调速回路
通流面积a成正比 ，故调节节流阀通流面积就能调
节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小
稳定流量很小，故能得到较
低的稳定速度。这种调速
回路和调速范围大，一般
可超过100。从前式和图中
还能看出，当节流阀通流
面积a一定时,随着负载FL 的增加，节流阀两端压差
减小，活塞运动速度按抛 图8-8 进油路节流调
一、进油路节流调速回路
1、速度负载特性
从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压 缸的流量Q1和液压缸进油腔的有效面积A1，既：
V=Q1/A1 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流阀的 流量，而通过节流阀的流量 可由节流阀的流量特性方程 决定。即 Q式1中=Ka(P∆s-P液1)1压/2=泵Ka出(P口s超-压颖P工1作力)室 。金沐灶图 回路8-7 进油路节流调速
当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的
(液压与气压传动)第8章调速回路
F 1
kv
v
tan
特性曲线上某处的斜率越小(机械特性越硬)，速度刚性就越大，活塞运
动速度受负数波动的影响就越小，活塞在变载下的运动就越平稳。
定压式进口节流调速回路的速度刚性
kvCTA 1ppA A 1 11 F1
ppA1F v
9
第八章 调速回路
结论：当节流阀AT不变时，F↓，kv↑； 当F一定时，节流阀AT ↓ ，kv↑ 。
25
第八章 调速回路
（三）变量泵—变量马达式调速回路
这均率这 个种的可或种调选改多调速择变个速回余，液回路 地故压路是 。增马适上大达用述了要于两调求大种速共功调范用率速围一的回，个液路并液压的扩压系组大泵统合了又，。液能特由压各别于马自适泵达独用和输立于马出进系达转行统的矩调中排和速有量功的两 场合，如港口起重运输机械、矿山采掘机械、工程机械等处。
14
第八章 调速回路
4）发热及泄漏的影响。在进油节流调速回路中，经过节流阀发热后的 液压油直接进入液压缸的进油腔；而在回油节流调速回路中，经过节流 阀发热后的液压油流回油箱冷却。因此，发热和泄漏对进油节流调速的 影响均大于回油节流调速。 5）运动平稳性。在回油节流调速回路中，由于回油路上节流阀小孔对 缸的运动有阻尼作用，同时空气也不易渗入，可获得更为稳定的运动。 而在进油节流调速回路中，回油路的油液没有节流阀阻尼作用，因此， 运动平稳性稍差。但是，在使用单杆液压缸的场合，无杆腔的进油量大 于有杆腔的回油量，故在缸径、缸速相同的情况下，若节流阀的最小稳 定流量相同，则进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。
一般工作部件都在低速时要求有较大的转矩， 因此，这种系统在低速范围内调速时，先将液 压马达的排量调得最大，使马达获得最大输出 转矩，由小到大改变泵的排量，直至达到最大 值，液压马达转速随之升高，输出功率线性增 加，此时液压回路处于恒转矩输出状态；
8 调速回路
一、进油路节流调速回路
1、速度负载特性
从图中可看出， 从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压缸的 流量Q 和液压缸进油腔的有效面积A 流量 1和液压缸进油腔的有效面积 1，既： V=Q1/A1 根据连续性方程， 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流阀的 流量， 流量，而通过节流阀的流量 可由节流阀的流量特性方程 决定。 决定。即 Q1=Ka(∆P1)1/2=Ka(Ps-P1) 式 图 8-7 进 油 路 节 流 调 速 液压泵出口压力。 中 Ps-液压泵出口压力。
偏心槽式
c、轴向三角槽式
图中为轴向三角槽式节流口。 图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动 改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单， 时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单， 工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量， 工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量， 调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分 调节范围较大。 径向力平衡， 布，径向力平衡， 故调节时所需的力也 较小。 较小。但节流通道有 一定长度， 一定长度，油温变化 对流量有一定影响。 对流量有一定影响。 这是一种目前应用 很广的节流口形式。 很广的节流口形式。
概括起来，调速方法可分以下几种： 概括起来，调速方法可分以下几种： 1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调节 节流调速。即用定量泵供油， 输入执行元件的流量Q来实现调速； 输入执行元件的流量Q来实现调速； 2、容积调速。即改变变量泵的供油量Q和改变变量 容积调速。即改变变量泵的供油量Q 液压马达的排量q 来实现调速； 液压马达的排量qm来实现调速； 3、容积节流调速。用自动改变流量的变量泵及节流 容积节流调速。 元件联合进行调速。 元件联合进行调速。 本章介绍以节流元件为基础的各种流量控制阀的结 原理以及节流调速回路的性能。 构、原理以及节流调速回路的性能。
第八章_调速回路..
容积节流调速回路
容积节流调速：用变量液压泵和节流阀（调速阀）相配合进行调速的方法称
为容积、节流复合调速。
A1 A2 v
p1
q1
p2
F
pp
qp
定压式容积节流调速回路
容积节流调速 效率高，发热量低。同时采用调速阀，液压缸的运动速度基本不受负载变化的 影响，即使在较低的运动速度下工作，运动也叫稳定。
巩固练习
进油路节流调速回路 结构简单，使用方便，若回油路不安 装背压阀，则不能承受负载。一般应 用在功率较小，负载变化不大的液压 的系统中。
2、回油节流调速回路
把流量控制阀装在执行元件的回油上的调速回路称为回油节流调速回路
v p1=pp q1 pp qp q p2 F pT2 q2 p3=0 AT2
回油节流调速回路两个明显的优点
容积调速和节流调速回路相比有以下特点：
1）容积调速无节流阀影响，速度稳定性好。 2）调速范围大，且易于换向。 3）容积调速液压泵压力随负载而变，且液压泵输 出流量全部进入执行元件，没有溢流损失、节流损 失，所以效率高。 4）由于变量泵和变量马达结构上比较复杂，因此 容积调速在结构上比较复杂。 5）容积调速适于大功率、速度稳定性要求高，需 要大调速范围的液压系统。
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。
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.
液压传动第8章-调速回路new
受AT1旳变化影响旳。
10
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响旳程度，它是回路对负载变化抗 衡能力旳一种阐明。
某处旳斜率↓→kv↑→机械特征越硬→活塞 运动速度受负载变化旳影响↓→活塞在负载下 旳运动越平稳。
11
影响kv旳原因： 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旳变化受其他条件旳限制)
25
29
三、节流调速回路工作性能旳改善
使用节流阀旳节流调速回路，机械 特征都比较软，变载下旳运动平稳性都 比较差。为了克服这一缺陷，回路中旳 流量控制元件能够改用调速阀或溢流节 流阀。
上述这些性能上旳改善都是以加大 整个流量控制阀旳工作压差为代价旳 （一般工作压差至少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
46
§7-4 三类调速回路旳比较和选用
一、调速回路旳比较 液压系统中旳调速回路应能满足如下旳某
些要求，这些要求是评选调速回路旳根据。 1、能在要求旳调速范围内调整执行元件旳工作
速度。 2、在负载变化时，已调好旳速度变化愈小愈好，
并应在允许旳范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需旳力或转矩。 4、使功率损失尽量小，效率尽量高，发烧尽量
式中：Rp — 变量泵旳调整范围； q — tmax 变量泵旳最大理论流量。
34
(二)、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
37
35
某些元件在回路中旳作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供给所需旳 油液外，还能够变化输油方向，使液压 缸运动换向(换向过程比使用换向阀平稳， 但换向时间长)。
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(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响旳程度，它是回路对负载变化抗 衡能力旳一种阐明。
某处旳斜率↓→kv↑→机械特征越硬→活塞 运动速度受负载变化旳影响↓→活塞在负载下 旳运动越平稳。
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影响kv旳原因： 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旳变化受其他条件旳限制)
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三、节流调速回路工作性能旳改善
使用节流阀旳节流调速回路，机械 特征都比较软，变载下旳运动平稳性都 比较差。为了克服这一缺陷，回路中旳 流量控制元件能够改用调速阀或溢流节 流阀。
上述这些性能上旳改善都是以加大 整个流量控制阀旳工作压差为代价旳 （一般工作压差至少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
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§7-4 三类调速回路旳比较和选用
一、调速回路旳比较 液压系统中旳调速回路应能满足如下旳某
些要求，这些要求是评选调速回路旳根据。 1、能在要求旳调速范围内调整执行元件旳工作
速度。 2、在负载变化时，已调好旳速度变化愈小愈好，
并应在允许旳范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需旳力或转矩。 4、使功率损失尽量小，效率尽量高，发烧尽量
式中：Rp — 变量泵旳调整范围； q — tmax 变量泵旳最大理论流量。
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(二)、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
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某些元件在回路中旳作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供给所需旳 油液外，还能够变化输油方向，使液压 缸运动换向(换向过程比使用换向阀平稳， 但换向时间长)。
液压与气压传动8第八章调速回路
特点：液压泵输出的流量直接进入执行元件，没
有溢流损失和节流损失，且泵的出口压力
随工作负载变化而变化，因此效率高，发
热少。
开式回路
分类：按油液循环方式分
闭式回路
泵－缸回路 按执行元件的不同分
泵－马达回路
一、泵－缸式容积调速回路 １、开式回路
回路见图8-13 液压缸活塞运行的速度为：
速度刚度为：
2、闭式回路 回路见图8-15
v
qP
CAT pP
qt
kl
F A1
CAT
F A1
A1
A1
速度刚度：
由右图也可以看出： (1)当节流阀开口调定时，负
载越大，速度要刚性越好。 (2)当负载一定时，节流阀开
口面积越小，速度刚性越 好。
２、功率特性：
ηc
pP q1 pPqP
1 CAT pP qt kl pP
液压泵出口处的压力由溢流阀调定，负载的速度由节 流阀调定，多余的油液由溢流阀溢流。
１、机械特性
以(a)图为例，可得：
整理后可得：
根据不同的 阀开口量， 可得该回路 的机械特性 曲线F-v曲线 如图8-2所示
特性： 节流阀开口 一定的情况 下，负载的 速度随负载 变大而减小
速度刚度——负载运动速度受负载大小变化的影响程度
上式说明：(1)阀口一定时，负载越小，速度刚度越高 (2)负载一定时，阀口越小，速度刚度越高
因此：采用节流阀调速的定压式节流调速 回路只适用于小负载，小功率场合
２、功率特性：功率损失、功率损失分配情况、效率
以图(a)定压式进口节流调速回路为例，其输入功率、输 出功率、何功率损失分别为：输入功率: PP pPqP
第八章调速回路(液压传动与控制)
q1 A1
活塞受力方程：
F p1 A1
缸的流量方程：
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
（1）速度负载特性：调速回路的速度－负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有：
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵，并且 必须并联一个安全阀，并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定，溢流阀作为安全阀，节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时，活塞速度：
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
（1）速度负载特性：在不计管路压力损失和泄漏的情况 下，回路中液压缸的速度表达式为：
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
第八章 调速回路汇总
PP pPqP P溢
P节 P1
通过溢流阀的流量占泵的理论流量的比值越小，效率就越高；
负载越大，效率也越高。
变负载下的功率特性 负载变化时：
工作压力 p1为变量；
泵的供油压力按pmax调定；
P溢
节流阀通流面积不变时，工作流量
随负载变化。
P节
负载变化时：
有用功： P1 p1 CAT1( pp p1)
Pp
p p q p p1 pT1 q p
恒定载荷下的功率特性
c
Pp P Pp
p1q1 ppqp
p1q1 p1 pT1 qp
负载恒定时：
工作压力 p1=常数， 泵的供油压力 pp=常数
节流阀的工作压差pT1=常数
调速回路的有效功率P1和节流损失功
率P2 随流量线性增加，溢流
功率损失随流量线性减小
优点：结构简单、价格低廉。 缺点：效率低。 应用：负载变化不大，低速、小功率的场合。
回油路节流调速回路
采用同样的分析方法可以得到与进油路节流调速回 路相似的速度负载特性。
p p A1 F p2 A2
CA T
A21
(
pp A1
F )
节流阀串联在液压 缸的回油路上
回油路节流调速回路
进油路和回油路节流调速的比较
第八章 调 速 回 路
第一节 概 述 第二节 节流调速回路 第三节 容积调速回路 第四节 容积节流调速回路 第五节 三类调速回路的比较和选用
第一节 概 述
液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的运动速 度，以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的
速度决定于排量及输入流量。
液压缸的速度为： q
kv
CAT 1 (
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.
节流调速回路资料
第二节 节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进
使用节流阀的节流调速回路，机械特性软，变载下速度不平稳 改进方法：将回路中的节流阀换成调速阀或溢流节流阀 定压式：
v F p1 p2 p1 q2 p2 v F
调速阀在 进油路上
q1 qp
q
q1
调速阀在 回油路上
q
pp
溢流阀
pp
qp
溢流阀
第二节 节流调速回路
q
第二节 节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进
变载恒速下的功率特性：
p1 q2 qT p2 v F
节流损失
q1
输出功率
pp
qp
第二节 节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进
特点:
回路速度刚性明显改善
v const
用于对速度平稳性要求较高的应用
输出功率 P 1 pP q1 pP ( qP CA T pp )
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路(旁路节流)
变载（F变，AT不变）
C
p p q1 ppqp qt kl p p CAT p P qt kl p p
△
P(q)
P
P
1
CAT p p
1
出口节流
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
3) 进出口节流（节流阀在进油路和出油路）
v F p2 q2
p3=0 qp pp
△
压力
p p pJ
p1 A1 F p2 A2
p1 q1
A1 A2
p1 pp p1 p2 p2
第八章：流量控制阀和节流调速回路
第八章流量控制阀和节流调速回路液压系统中执行元件运动速度的大小,由输入执行元件的油液流量的大小来确定。
流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积(节流口局部阻力)的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀类。
常用的流量控制阀有普通节流阀、压力补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。
一、流量控制原理及节流口形式图5-28节流阀特性曲线一、流量控制原理及节流口形式节流阀节流口通常有三种基本形式:薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔,但无论节流口采用何种形式,通过节流口的流量q及其前后压力差Δp的关系均可用式(2-63)q=KAΔp m来表示，三种节流口的流量特性曲线如图5-28所示,由图可知:(1)压差对流量的影响。
节流阀两端压差Δp变化时,通过它的流量要发生变化,三种结构形式的节流口中,通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。
(2)温度对流量的影响。
油温影响到油液粘度,对于细长小孔,油温变化时,流量也会随之改变,对于薄壁小孔粘度对流量几乎没有影响,故油温变化时,流量基本不变。
(3)节流口的堵塞。
节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞,这就改变了原来节流口通流面积的大小,使流量发生变化,尤其是当开口较小时,这一影响更为突出,严重时会完全堵塞而出现断流现象。
因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素,尤其会影响流量阀的最小稳定流量。
一般节流口通流面积越大,节流通道越短和水力直径越大,越不容易堵塞,当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。
一般流量控制阀的最小稳定流量为0.05L/min。
综上所述,为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。
图5-29所示为几种常用的节流口形式。
图5-29(a)所示为针阀式节流口,它通道长,湿周大,易堵塞,流量受油温影响较大，一般用于对性能要求不高的场合;图5-29(b)所示为偏心槽式节流口,其性能与针阀式节流口相同,但容易制造,其缺点是阀芯上的径向力不平衡,旋转阀芯时较费力,一般用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合;图5-29(c)所示为轴向三角槽式节流口,其结构简单,水力直径中等,可得到较小的稳定流量,且调节范围较大,但节流通道有一定的长度,油温变化对流量有一定的影响,目前被广泛应用,图5-29(d)所示为周向缝隙式节流口,沿阀芯周向开有一条宽度不等的狭槽,转动阀芯就可改变开口大小。
第八章 调速回路
第八章 调速回路
§8-1 概述 §8-2 节流调速回路 §8-3 容积调速回路 §8-4 容积节流调速回路
§8-1 概述
液压缸:
v q A
A C, q , v .
马达: n q
V
q , V , n
有级变速
调速方法
1. 节流调速
{ { 无级变速 2. 容积调速
3. 容积节流调速
§8-2 节流调速回路
F 变时，p1 变，p pP p1 变。
q1 qT CAT p CAT ( pP p1) 变
油缸流量随载荷增加而下降。
有用功 P1 p1q1 有极值
F 0 时，p1 0, P1 0 . p1 pP 时，p 0, qT 0, q1 0, P1 0.
总效率低。
3) 调速特性
液压缸最大速度和最小速度之比。
反之，当qP<q1时，泵的供油压力下降， 该泵又会自动使qP约等于q1.
可见调速阀在这里的作用不仅是使进入 液压缸的流量保持恒定，而且还使泵的饿供 油量保持恒定，而且还使泵的供油量基本上 恒定不变。从而使泵和缸的流量匹配。这种 回路的调速阀也可以按装在回油路上。
定压式容积节流调速回路的速度刚性, 运动平稳性,承载能力和调速范围都和它对 应的节流调速回路相同。
p节 pP p1
P节 P1
q1 qT CAT p
AT↑, q1 ↑, v↑。
有效功率：P1 p1q1
功率特性图
P1∝q1，q1↑, P1↑ 。 q1↑, ΔP节↑
节流损失： P节 pT q1 q qP q1 溢流损失： P溢 pPq
q1↑, ΔP溢↓
缸在变载下工作时：
P溢 P节
P1
q1m a x
§8-1 概述 §8-2 节流调速回路 §8-3 容积调速回路 §8-4 容积节流调速回路
§8-1 概述
液压缸:
v q A
A C, q , v .
马达: n q
V
q , V , n
有级变速
调速方法
1. 节流调速
{ { 无级变速 2. 容积调速
3. 容积节流调速
§8-2 节流调速回路
F 变时，p1 变，p pP p1 变。
q1 qT CAT p CAT ( pP p1) 变
油缸流量随载荷增加而下降。
有用功 P1 p1q1 有极值
F 0 时，p1 0, P1 0 . p1 pP 时，p 0, qT 0, q1 0, P1 0.
总效率低。
3) 调速特性
液压缸最大速度和最小速度之比。
反之，当qP<q1时，泵的供油压力下降， 该泵又会自动使qP约等于q1.
可见调速阀在这里的作用不仅是使进入 液压缸的流量保持恒定，而且还使泵的饿供 油量保持恒定，而且还使泵的供油量基本上 恒定不变。从而使泵和缸的流量匹配。这种 回路的调速阀也可以按装在回油路上。
定压式容积节流调速回路的速度刚性, 运动平稳性,承载能力和调速范围都和它对 应的节流调速回路相同。
p节 pP p1
P节 P1
q1 qT CAT p
AT↑, q1 ↑, v↑。
有效功率：P1 p1q1
功率特性图
P1∝q1，q1↑, P1↑ 。 q1↑, ΔP节↑
节流损失： P节 pT q1 q qP q1 溢流损失： P溢 pPq
q1↑, ΔP溢↓
缸在变载下工作时：
P溢 P节
P1
q1m a x
第八章 调速回路
q qmax
泵的工作曲线 调速阀的 流量
q1 P
p1 pp
△P
例： 图示液压回路，限压泵调定的p-q如图，调速阀调定的流 量为2.5L/Min,A1=2A2=50cm2,不计管路损失,求(1)缸的 工作压力p1;(2)当F=0和F=9000N时调速阀上的压差。 A1 p1 A2 p2
F
q(L/Min)
1、限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路
V F
P1 P2
q1
qp
PP
特点：
1、 qP= q1 2、一旦泵的p-q曲线和调速阀的开度调定，则泵的工 作压力就确定； 3、△P= pp- p1= pp-（F+P2A2）/A1，F很小时， △P很 大，节流损失大，故该系统不宜用在 负载变化，且长 时间在小负载下工作的场合。
pp A1 PP ( A A1 ) P1 A FS
△p= PP- P1=Fs/A ,而负载变化过程中，Fs变 化很小。
（四）有级调速回路
调速回路的比较和选择
调速回路的选择主要考虑以下问题： （1）负载力、调速范围、负载特性和低速稳压 性要求。
这些因素决定了所需压力、流量和功率。据 统计，功率在2～３kW以下的液压系统宜采用节 流调速；功率在3～5 kW以上时，宜采用容积调 速。要求调速范围大而低速稳定性好的系统，采 用节流阀调速或容积节流阀调速。此外，负载变 化大小，负载特性也是选择调速回路的依据。
V
A1 A2
P1
V
P
F
q1 qP Pp
q2
P2
qy 出口节流调速回路
调速阀
1
FMAX
F
出口节流阀调速特性
进口节流调速回路、出口 节流调速回路的速度刚度：
泵的工作曲线 调速阀的 流量
q1 P
p1 pp
△P
例： 图示液压回路，限压泵调定的p-q如图，调速阀调定的流 量为2.5L/Min,A1=2A2=50cm2,不计管路损失,求(1)缸的 工作压力p1;(2)当F=0和F=9000N时调速阀上的压差。 A1 p1 A2 p2
F
q(L/Min)
1、限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路
V F
P1 P2
q1
qp
PP
特点：
1、 qP= q1 2、一旦泵的p-q曲线和调速阀的开度调定，则泵的工 作压力就确定； 3、△P= pp- p1= pp-（F+P2A2）/A1，F很小时， △P很 大，节流损失大，故该系统不宜用在 负载变化，且长 时间在小负载下工作的场合。
pp A1 PP ( A A1 ) P1 A FS
△p= PP- P1=Fs/A ,而负载变化过程中，Fs变 化很小。
（四）有级调速回路
调速回路的比较和选择
调速回路的选择主要考虑以下问题： （1）负载力、调速范围、负载特性和低速稳压 性要求。
这些因素决定了所需压力、流量和功率。据 统计，功率在2～３kW以下的液压系统宜采用节 流调速；功率在3～5 kW以上时，宜采用容积调 速。要求调速范围大而低速稳定性好的系统，采 用节流阀调速或容积节流阀调速。此外，负载变 化大小，负载特性也是选择调速回路的依据。
V
A1 A2
P1
V
P
F
q1 qP Pp
q2
P2
qy 出口节流调速回路
调速阀
1
FMAX
F
出口节流阀调速特性
进口节流调速回路、出口 节流调速回路的速度刚度：
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名词解释： 节流调速回路： 容积调速回路： 容积节流调速：
总结
1、速度控制回路的定义 2调速回路的含义 3、调速回路的类型 4、节流调速回路的含义
作业布置 1、 节流调速回路定义 2、容积调速回路定义
进油路节流调速回路 结构简单，使用方便，若回油路不安 装背压阀，则不能承受负载。一般应 用在功率较小，负载变化不大的液压 的系统中。
2、回油节流调速回路
把流量控制阀装在执行元件的回油上的调速回路称为回油节流调速回路
v p1=pp q1 pp qp q p2 F pT2 q2 p3=0 AT2
回油节流调速回路两个明显的优点
知识准备
（一）调速阀分类： 节流调速回路：采用定量泵供油，由 改变流 入执行元件或从执行元件流出的流量来调速。 容积调速回路：改变 的排量来调速。 容积节流调速：用变量液压泵和节流阀（调速阀） 相配合进行调速的回路 把流量控制阀装在执行元件的进油路上的调速 回路称为进油节流调速回路。 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。回 油路上液压缸右腔 p2 ≈0,泵多余流量 经溢流阀回油箱， 图a 故无溢流阀则不能 调速。
调速回路
速度控制回路——调速回路
复习目标 1、熟悉速度控制回路的定义 2、熟悉调速回路的含义 3、熟悉调速回路的类型 4、节流调速回路的含义 容积调速回路的工作原理 5、容积、节流调速回路工作原理
复习巩固
1、简述压力控制回路的功用 2、简述液压传动调压回路的作用 名词解释 1、减压回路 2、增压回路
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。
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.
容积调速和节流调速回路相比有以下特点：
1）容积调速无节流阀影响，速度稳定性好。 2）调速范围大，且易于换向。 3）容积调速液压泵压力随负载而变，且液压泵输 出流量全部进入执行元件，没有溢流损失、节流损 失，所以效率高。 4）由于变量泵和变量马达结构上比较复杂，因此 容积调速在结构上比较复杂。 5）容积调速适于大功率、速度稳定性要求高，需 要大调速范围的液压系统。
回油节流调速回路的节流阀在回油路上 一、油液经节流阀调速回路中，经可调节流阀后的压力损耗而发热 ，导致温度升高的油液直接流回油箱 二、节流阀又有背压作用，因此可在外界负载变化时起缓冲作用， 运动平稳性比进油节流调速回路要好。 回流节流回路广泛用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性要求 较高的场合。 进油节流调速回路和回油调速回路的速度稳定性都较差，为了减小 避免运动速度随负载变化而波动，在回路中可用调速阀替代可调 节流阀。
容积节流调速回路
容积节流调速：用变量液压泵和节流阀（调速阀）相配合进行调速的方法称
为容积、节流复合调速。
A1 A2 v
p1
q1
p2
F
pp
qp
定压式容积节流调速回路
容积节流调速 效率高，发热量低。同时采用调速阀，液压缸的运动速度基本不受负载变化的 影响，即使在较低的运动速度下工作，运动也叫稳定。
巩固练习
总结
1、速度控制回路的定义 2调速回路的含义 3、调速回路的类型 4、节流调速回路的含义
作业布置 1、 节流调速回路定义 2、容积调速回路定义
进油路节流调速回路 结构简单，使用方便，若回油路不安 装背压阀，则不能承受负载。一般应 用在功率较小，负载变化不大的液压 的系统中。
2、回油节流调速回路
把流量控制阀装在执行元件的回油上的调速回路称为回油节流调速回路
v p1=pp q1 pp qp q p2 F pT2 q2 p3=0 AT2
回油节流调速回路两个明显的优点
知识准备
（一）调速阀分类： 节流调速回路：采用定量泵供油，由 改变流 入执行元件或从执行元件流出的流量来调速。 容积调速回路：改变 的排量来调速。 容积节流调速：用变量液压泵和节流阀（调速阀） 相配合进行调速的回路 把流量控制阀装在执行元件的进油路上的调速 回路称为进油节流调速回路。 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。回 油路上液压缸右腔 p2 ≈0,泵多余流量 经溢流阀回油箱， 图a 故无溢流阀则不能 调速。
调速回路
速度控制回路——调速回路
复习目标 1、熟悉速度控制回路的定义 2、熟悉调速回路的含义 3、熟悉调速回路的类型 4、节流调速回路的含义 容积调速回路的工作原理 5、容积、节流调速回路工作原理
复习巩固
1、简述压力控制回路的功用 2、简述液压传动调压回路的作用 名词解释 1、减压回路 2、增压回路
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。
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.
容积调速和节流调速回路相比有以下特点：
1）容积调速无节流阀影响，速度稳定性好。 2）调速范围大，且易于换向。 3）容积调速液压泵压力随负载而变，且液压泵输 出流量全部进入执行元件，没有溢流损失、节流损 失，所以效率高。 4）由于变量泵和变量马达结构上比较复杂，因此 容积调速在结构上比较复杂。 5）容积调速适于大功率、速度稳定性要求高，需 要大调速范围的液压系统。
回油节流调速回路的节流阀在回油路上 一、油液经节流阀调速回路中，经可调节流阀后的压力损耗而发热 ，导致温度升高的油液直接流回油箱 二、节流阀又有背压作用，因此可在外界负载变化时起缓冲作用， 运动平稳性比进油节流调速回路要好。 回流节流回路广泛用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性要求 较高的场合。 进油节流调速回路和回油调速回路的速度稳定性都较差，为了减小 避免运动速度随负载变化而波动，在回路中可用调速阀替代可调 节流阀。
容积节流调速回路
容积节流调速：用变量液压泵和节流阀（调速阀）相配合进行调速的方法称
为容积、节流复合调速。
A1 A2 v
p1
q1
p2
F
pp
qp
定压式容积节流调速回路
容积节流调速 效率高，发热量低。同时采用调速阀，液压缸的运动速度基本不受负载变化的 影响，即使在较低的运动速度下工作，运动也叫稳定。
巩固练习