液压速度控制回路
液压基本回路速控制回路节流调速回路学习教案
式 中 ：F — 外负载力； p2 — 液压缸回油腔压力，p20。
p1
F A1
pT —节流阀前后的压强差，
pT pp p1
缸的流量方程为：
q1 CAT (pT )m
q1
CAT ( p p
p1 )m
CAT ( p p
F )m A1
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q 1
A1
CAT A1
( pp
A节2
A节1 v
Fmax
F 在不同节流面积下，速度－负载特性曲线。 F
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调速阀节流调速回路的功率特性曲线，如下图所示。
P ΔP1
由图可知：
（a）调速阀回路的输入功率Pp和溢流阀损失功率
ΔP1不随负载而变化。
ΔP2
（b）调速阀回路输出功率P，随负载增加而线性 上升。
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（e）运动平稳性
活塞运动时，当负载突然变小时，活塞将产生突然前冲现象。
可知： ① 进油节流调速回路的速度稳定性差。 ②节流调速会发热，压力越大，发热越严重。这将对液压缸泄漏和速度稳定性产生
影响。
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2） 回油路节流调速回路
（a）速度负载特性
元件的流量，实现调节执行元件运动速度。
注意
节流阀串联在 泵和缸之间
进油节流调速回路正常工作的 条件:泵的出口压力为溢流阀的 调定压力并保持定值。
原理动画
第第4四页页，/共共494页8。页
（a）速度负载特性
V 当不考虑泄漏和压缩时，
活塞运动速度为：
q1
A1
活塞受力平衡方程为：
液压三种调速回路特性比较分析报告
液压三种调速回路特性分析报告学院：机械工程学院班级：机师1111姓名：***学号：***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。
三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。
在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。
（2）回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。
（3）旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。
这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。
2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度-负载性将得到改善，旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。
调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。
速度控制回路
2．采用蓄能器的快速补油回 路：
对于间歇运转的液压机 械，当执行元件间歇或 低速运动时，泵向蓄能 器充油。而在工作循环 中某一工作阶段执行元 件需要快速运动时，蓄 能器作为泵的辅助动力 源，可与泵同时向系统 提供压力油。
3．利用双泵供油的快速运动回路：
二、容积调速回路
容积调速回路是用改变泵或马达的排量来实现调速的。
优点:没有节流损失和回流损失，因而效率高，油液 温升小，适用于高速、大功率调速系统。
缺点:变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。
三种基本形式: （1）变量泵和定量液压执行元件的容积调速回 （2）定量泵和变量马达容积调速回路 （3）变量泵和变量马达的容积调速回路
1、快速与慢速的换接回路
例：电磁阀的换接回路（用二位二通电磁阀与调 速阀并联）
动画演示
2、二次进给的回路
（1）调速阀串联的换接回路
动画演示
特点：第一次工作进给时液压缸的工作速度通过调速
阀A调定，第二次工作进给时液压缸的工作速度通过调 速阀A 后再由调速阀B调定，速度大小受调速阀A的限 制。
（2）调速阀并联的换接回路
（c）速度稳定性差。
（d）运动平稳性差。
（2）功率和效率 液压泵输出功率：
P pPq
液压缸输入功率： P1 p1qV1
回路中功率损失： P P P 1p P q p 1 q V 1
结论：液压泵输出功率中很大部分消耗在溢流阀 （流量损耗）和可调节流阀（压力损耗）上，系 统的效率很低。
2、回油节流调速回路
为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调 速，并在回油路上加背压阀的回路，使其兼具两者 的优点。
3旁油路节流调速回路
旁油路节流调速回 路负载特性很软， 低速承载能力又差， 故其应用比前两种 回路少，只用于高 速、重载，对速度 平稳性要求不高的 较大功率系统中。
液压传动课题17速度控制回路
率高，广泛应用于大功率液压系统中。
（2）分类 1）变量泵和定量液压马达（或液压缸）容积调速回路 2）定量泵和变量液压马达容积调速回路 3）变量泵和变量液压马达容积调速回路。
课题17 速度控制回路
2、变量泵和定量液压执行元件容积调速回路
模块四
（1）组成
变量泵 +液压马达（或液压缸）
变量泵和定量液压执行元件容积调速回路
回油节流调速回路
课题17 速度控制回路
（2）比较
相同处 不同处 ∵ v—F特性基本与进口节流相似 ∴ 上述结论都适用于此 1）承受负值负载能力 ∵ 回油路节流阀使缸有一定背压
模块四
∴ 能承受负值负载，并↑v稳定性，而进油路则需在回油路 上增加背压阀方可承受，△P↑。
2）实现压力控制的方便性
∵ 进油路调速中工作台碰到死挡铁后，活塞停止，缸进油 腔油压上升至pY
（4）应用
因为速度负载特性、低速承载能力差。所以 一般用于高速、重载、 对速度平稳性要求很低的较大功率场合，如：牛头刨床主运动系统、输 送机械液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。
课题17 速度控制回路
5、采用调速阀的节流调速回路
模块四
（1）按调速阀安装位臵：进油路，回油路，旁油路
（2）特点 1）在负载变化较大，v稳定性要求较高的场合，则用调速阀替代节流 阀，当△P > △P min，q不随△P而变化，所以速度刚性明显优于节流阀 调速。
模块四
在这种回路中，液压泵转速和液压马达排量都是恒量，改变液压泵排量就可 使液压马达转速和输出功率随成正比地变化。而马达的输出转矩是由负载决定的， 不因调速而发生变化，所以这种回路通常叫做恒转矩调速回路。这种调速回路的 调速范围很大。
液压基本回路—速度控制回路
7.3 速度控制回路
图7.24差动 连接快速运 动回路
两位三通电磁换向阀 右位工作，液压缸差 动连接，实现活塞的 快速运动。
7.3 速度控制回路
图7.25双泵 供油快速运 动回路
空载快速运动时，系统压 力低，低压大流量泵1和 高压小流量泵2同时向液 压缸供油，活塞快速运动；
工进慢速运动时，系统压 力升高，液控顺序阀3打 开，大流量液压泵1卸荷， 此时仅有小流量泵2向系 统供油，活塞慢速运动。
7.3 速度控制回路
图7.19旁油路 节流调速回路
7.3 速度控制回路
2.容积调速回路
01 容积调速回路是通过改变变量泵或变量马达排量以调节执行元件的 运动速度。
02
容积调速回路无溢流损失和节流损失，且液压泵的工作压力随负载 的变化而变化，效率高，发热量少，其缺点是变量泵结构复杂，价
格较高。
03 按油液循环方式，容积调速回路分为开式和闭式，如图7.20所示。
7.3.1 调速回路
➢ 液压执行元件速度的变换是通过改变其输入流量或液压马达的排量 实现的。常用的调速方法有三种： 1 节流调速—定量泵供油，流量阀改变进入执行元件的流量； 2 容积调速—采用变量泵或变量马达实现调速； 3 容积节流调速—采用变量泵和流量阀联合调速。
7.3 速度控制回路
7.3.1 调速回路
7.3 速度控制回路
7.3.2 快速运动回路
01 执行元件在一个工作循环的不同阶段要求有不同的运动速度和承受不 同的负载，如在空行程阶段速度较高负载较小。
02 采用快速回路，使执行元件获得较快的速度，以提高生产效率。 03 常见的快速运动回路有：
差动连接快速运动回路，如图7.24所示。 双泵供油快速运动回路，如图7.25所示。 蓄能器快速运动回路，如图7.26所示。
速度控制回路
液压、液力与气压传动技术
用于各种类型液压操作系统中。 缺点：压力油通过节流口和从旁路流回油箱均有能量损失，导致
系统发热和效率降低。 （1）进口节流调速回路
进口节流调速回路如图7.14所示。
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速度控制回路
节流阀串接在液压缸的进油路 上，用它来控制进入液压缸的流 量，调节液压缸的运动速度。多 余流量经溢流阀流回油箱。泵的 供油压力由溢流阀调定。
图3 用行程阀的快慢速换接回路
速度控制回路
2、两种慢速的换接回路
图4所示为二调速阀串 联的两次工进速度切 换回路。
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图4 二调速阀串联的两工进速度换接回路
速度控制回路
图5所示为二调速阀并联的两工进速度换接回路。
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图5二调速阀并联的两工进速度换接回路 1.主换向阀；2，3.阀；A，B.调速阀
图2 蓄能器供油快速运动回路
速度控制回路
1.3速度换接回路
1、快速与慢速的切换回路 图3所示的是一种采用行程阀的快慢速换接回路。 优点：回路的快慢速换接比较平稳，换接点的位置比较准确。 缺点：是不能任意改变快慢行程的位置，管路连接较为复杂。
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速度控制回路
1.液压泵； 2.换向阀； 3.液压缸； 4.行程阀； 5.单向阀； 6.节流阀。
此外无背压，同样不能承受负值载荷，工作平稳性也差。
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速度控制回路
上述三种回路速度均存在速 度受负载影响大，变载荷下的 运动平稳性都比较差的缺点。 为了克服这个缺点，回路中的 节流阀可由调速阀来代替。
Page ▪ 7
图7.16 旁路节流调速回路
速度控制回路
速度控制回路(调速回路)
调
速 回
容积调速回路
采用变量泵或变量马达，改 变它们的排量
路
容积节流调速回路
同时采用变量泵和流量阀来 达到调速的目的
1.1节流调速回路
节流调速回路主要是由定量泵、溢流阀、流量控制阀和液压 执行元件等组成。其调速原理为，节流调速回路是通过调节流量 控制阀的通流截面面积大小来改变进入液压执行元件的流量，从 而实现运动速度的调节。
回路结构简单，油液冷却充分；但油箱体积较大，空气和赃 物易进入回路。
闭式回路：液压泵将油输入执行机构的进油腔，又从执行机
构的回油腔吸油。 结构紧凑，只需很小的补油箱，杂物不易进入回路，但冷
却条件差。为了补偿工作中油液的泄漏，一般设辅助泵补油。
定量泵-变量马达容积调速回路
液压泵转速np和排量Vp都是 常值，改变液压马达排量Vm时， 马达输出转矩的变化与Vm成正比， 输出转速nm则与Vm成反比。
回油口节流调速回路
节流阀串联在液压缸的回 油路上，控制缸的排油量来实 现速度调节。
由于进入缸的流量q1受到回油 路上q2的限制，调节q2，也就调 节了进油量q1。
定量泵输出的多余油液经 溢流阀流回油箱，溢流阀调整 压力pp基本保持稳定。
速度-负载特性
可以推导出该类回路的速度 负载特性方程为：
回油节流调速和进油节流 调速的速度负载特性和速度刚 性基本相同。
马达的输出功率Pm和回路的 工作压力p都由负载功率决定， 不因调速而发生变化，所以这种 回路常被称为恒功率调速回路。
➢当AT一定时，负载越大，速度 刚度越大；当负载一定时，AT越 小，速度刚度越大；
速度-负载特性 速度负载特性曲线
回路的最大承载能力随节流 阀通流面积AT的增加而减小。
液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件速度调速回路
液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路。
一、调速回路调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下，液压缸的运动速度为液压马达的转速：由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A<或液压马达的排量VM）均可以达到改变速度的目的。
但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。
为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也可采用定量泵和流量控制阀，以改变通过流量阀流量的方法。
用定量泵和流量问阀来调速时，称为节流拥速；用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速；用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称为容积节流调速。
<－）节流调速回路节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件<节流阀和调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。
根根流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。
前两种回路称为定压式节流调速回路，后一种因为回路的供油压力随负载的变化而变化又称为变压式节流调速回路。
1、进油节流调速回路<1）速度负载特性缸稳定工作时有式中，P1为进油腔压力；P2为出油腔压力，P2=0；F为液压缸的负载；A1为液压缸无杆腔面积；A2为液压缸有杆腔面积，AT为节流阀通流面积。
故节流阀两端的压差为节流阀进入液压缸的流量为液压缸的运动速度为这种回路的调速范围较大，当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故负载特性软。
适用于低速轻载场合。
<2）最大承载能力<3）功率和效率在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输出功率为＝常量，而液压缸的输出功率为，所以该回路的功率损失为式中，qy为通过溢流阀的溢流量，qy=qp-q1由上式可以看出，功率损失由两部分组成，即溢流损失功率和节流损失功率。
液压基本回路的安装与调试—速度控制回路的设计、安装与调试
（二）容积调速回路
变量泵+定量执行元件 定量泵+变量马达
变量泵+变量马达
（二）容积调速回路
（二）容积调速回路
定 量 泵 + 变 量 马 补油泵 达
过载 保护
控制补 油压力
回路的速度刚性受负载变化影响:
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
（二）容积调速回路
变 量 泵 + 变 量 马 达
2.应用Fluidsim软件进行对所设计的 液压回路进行仿真；
3.在FESTO液压实训台上对液压回路 进行安装和调试，分别测量液压缸前 进及返回行程时间、工作压力和背压 ，填写表；
平面磨床液压回路数据测量
方向
p
p1
p2
t
前进行程
返回行程
活塞无杆腔面积： APN=2.0cm2 活塞有杆腔面积： APR=1.2cm2 油缸的行程： s=0.2m
任务6.2 速度控制回路的设计、安装与调试
教学目标
1.熟知速度控制回路的类型及应用； 2.能够根据控制要求进行速度控制回路的设计与
仿真； 3.能够根据原理图进行速度控制回路的安装、调
试与故障排除。
知识点 速度控制回路
一. 调速回路
缸的速度：v=q/A 液压缸A确定，改变输 入缸q来调速
马达转速：n=q/VM 改变q 来调速
低速段，马达排量调至最大，从小到大调节变量泵排量
高速段，泵为最大排量，从大到小调节变量马达的排量
（三）容积节流调速回路
（三） 容积节流调速回路
二. 快速运动回路
差动连接快速回路
节
流
调
蓄能器快速回路
速
回
第七章 液压基本回路 -速度控制
防止回路过载
补偿泵3和马达5 的泄漏
调定油泵1的 供油压力
变量泵-定量马达容积调速回路
20
液压传动课件
调速特性：
（1）转速
nM
qM VM
v
qM qP VPnP
nM
VPnP VM
v
当nP, VM一定, VP , nM .
调速范围较大 RC 40
液压传动课件
（2） 转矩
TM
pMVM
2
m
TM 与 qP 无关, VP , TM C.
调速回路
节流调速和容积调速
快速运动回路
差动连接和双泵供油
速度换接回路
行程控制、压力控制、时间控制、程 序控制
9
液压传动课件
(2) 功率特性
图中，液压泵输出功率即为该回路 V
的输入功率为：
Pp p pq p
而缸的输出功率为：
q
P1 F F
1
A
pq 11
回路的功率损失为：
1
P Pp P1 ppqp p1q1 pp (q1 q) ( pp pT )q1 p p q pT q1
液压传动课件
P p pq pT q1
式中q—溢流阀的溢流量，q=qp-q1。
V
进油路节流调速回路的功率
损失由两部分组成：溢流功率损
失P1=ppq和节流功率损失 P2=pT q1
Pp P p1q1
Pp
ppqp
液压传动课件
（3）调速特性
液压缸最大速度和最小速度之比。
q1m a x
Rc
vm a x vm in
动画演示
液压传动课件
如何实现速度换接？
三位四通 换向阀
液压与气压传动第二节速度控制回路一
气压传动速度控制回路的原理与组成
1
气控阀
通过控制气体的流量和压力来实现速度控制。
2
节流阀
用于控制气体在系统中的流量。
3
压力阀
用于控制气压系统的压力。
气压速度控制回路的调节方法
压缩机功率调节
通过调节压缩机的功率来控制气 压系统的工作速度。
流量阀控制
通过调节流量阀来控制气压系统 中气体的流量。
压力控制
液压与气压传动第二节速 度控制回路一
速度控制回路是为了控制液压和气压传动系统中的速度而设计的。
速度控制回路的定义和作用
速度控制回路是一种重要的系统组成部分，用于调节液压传动系统或气压传 动系统中的工作速度。
液压传动速度控制回路的原理与组成
1 液压控制阀
通过控制液压流量和压力来实现速度控制。
2 流量阀
通过调节压力阀来控制气压系统 的工作压力以达到所需的速度。
液压与气压传动速度控制回路的比较
精度
液压传动系统具有更高的精度，可以得到更稳 定和准确的速度控制。
环保性
液压传动系统相对环保一些，会产生较少的噪 音和振动。
快速响应
气压传动系统具有较快的响应速度，能迅速调 节和控制速度。
适用范围
液压传动系统适用于大功率、大力矩和高精度 的工作环境。
用于管理流体在系统中的流量。
3 压力阀
用于控制液压系统的压力。
4 油缸
将液压能转化为机械能的装置。
液压速度控制回路的调节方法
流量控制
通过调节流量阀来控制液压系 统中流体的速度。
压力控制
通过调节压力阀来控制液压系 统的工作压力以达到所需的速 度。
油缸结构设计
10-03液压基本回路3一速度控制回路(课件)-《机械基础》同步教学(高教版)
10液压与气动
授课教师：**
模块十
液压元件
液压传动的基本知识 液压基本回路和系统
10.3 液压基本回路（三）
三、速度控制回路:
对液压执行元件的运动速度进行调节、控制和进行速度变换的回路。
1.节流调速回路 关键元件-定量泵、流量控制阀（节流阀、调速阀）
①进油节流调速回路
进油节流调速回路作用： 调节进入液压缸的流量，从而改变执行元件的运动速度。
②回油节流调速回路
回油节流调速回路作用： •定量泵多余油液由溢流阀流回油箱；借助节流阀控制 液压ຫໍສະໝຸດ 的排量来实现速度调节（回油节流调速）；
③旁路节流调速回路
•正常工作时，液压缸压力P1由负载FL决定，溢流阀 处于关闭状态，溢流阀起安全阀的作用。只有回路 过载时，溢流阀才开启溢流。
•液压泵的输出压力 pp随负载压力 FL变化，非定值，故称为变压 节流调速回路。
2.容积调速回路
关键元件-变量泵、（调速阀）
进油节流调速回路作用： 通过改变泵体本身的输出油量，改变执行元件 的运动速度。
学海领航P238
10.2 流量控制阀