容积调速和容积节流调速及回路
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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。
7液压系统基本回路
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2、减压回路
减压回路是使系统中某一部分通路具有较低
的稳定压力。
用于两级或多级的减压回路。
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调定压力比系统压力至少小0.5MPa
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3、增压回路 增压回路是使系统中某一部分通路具有较高的 稳定压力。它能使局部压力远远高于泵的压力。
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②转矩与功率特性：
液压马达的输出转矩：Tm=Vm(pB-p0)/2π
液压马达的输出功率：Pm=nmTm=qB(pB-p0)
上式表明：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。
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3、双泵供油快速回路
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五、 速度换接回路
速度换接回路主要是用于使执行元件
在一个工作循环中，从一种运动速度变换
到另一种运动速度。
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1、快速与慢速的换接回路
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2、两种不同速度间的换接回路
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两个调速阀并联式速度换接回路 。
(3)进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度；
(4)在负载为零时，对回油节流调速的密封不利；
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总之： 与进油节流阀调速回路一样，适用于轻
载，低速，负载变化不大的和对速度稳定性
要求不高的小功率场合。
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3、旁路节流调速回路
节流阀接在进口的分支路 ① ② 压力随负载变化; 溢流阀为安全阀;
2）与容积调速比
度稳定性好。
速度控制回路
第6章
液压基本回路
图6-11
液压缸差动连接回路
第6章
液压基本回路
第6章
液压基本回路
双泵供油的快速回路 如图 6-12所示。图中 1为低压大流量 泵，2 为高压小流量泵。当系统 工作在空载快速状态时，由于系 统工作压力低，溢流阀5 和顺序 阀3 都处于关闭状态，此时大泵 1的流量经单向阀4和小泵2 的流 量汇合于一体共同向系统供油,以 满足快速运动的需要；当系统转 入工进状态时，系统的压力升高， 顺序阀3 打开，单向阀4 关闭， 低压大流量泵1 经顺序阀 3 卸荷， 系统只有泵2 供油，实现工作进 给。这种回路由于工进时泵1 卸 荷，减少动力消耗，因此效率高， 功率损失小，故应用较广。但结 构较复杂，成本高。
第6章
液压基本回路
⑴进口节流调速回路如图6-1a所示。该回路是把流量阀安装 在液压缸进口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制进入 液压缸的流量，节流调速回路如图6-1b所示。该回路是把流量阀 安装在液压缸出口从而达到调速的目的，来自定量泵多余的流量 经溢流阀返回油箱，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。 ⑵出口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制流出液 压缸的流量，也就是控制了进入液压缸的流量，从而达到调速的 目的。来自泵的供油流量中，除了液压缸所需流量外，多余的流 量经过溢流阀返回油箱。所以，出口节流调速和进口节流调速回 路一样，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。出口节流调速回 路是调节从执行元件流出的流量，所以不仅适合于正值负载而且 也适合于负值负载，同时还能用于微速控制的场合。但是回路效 率低。执行元件进口侧压力为溢流阀的设定压力。执行元件出口 压力（背压）随负载的变化而变化，如果负载很小或为负值负载 时，执行元件出口压力有时比泵的输出压力还要高应给予重视。
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
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
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
容积调速
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
一、变量泵和定量执行元件组成的调 速回路
这种调速回路可由变量泵与液压缸或变 量泵与定量马达组成，回路原理见下图。左 图为结构简图，右图为回路原理图。
变量泵与定量执行元件所组成的容积调 速回路的主要工作特性如下： （1）速度特性：速度特性反映的是执行元 件的速度vm与变量泵调节参数qp（排量）的 关系。当不考虑回路的容积效率时，执行元 件的速度为： nm=npqp/qm 或 vm=npqp/A 由上式可知：马达的 转速与变量泵的排量 成正比，它是一条通 过原点的直线，如图 图 9-2 变 量 泵 定 量 执 行 元 件 容 积 调 虚线所示。 速回路特性曲线
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
§ 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。溶剂调速回路有变量 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。
二、稳流式变量泵和节流阀容积调速 回路
在这种回路中，稳流式变量泵可用叶片式 泵或柱塞泵，节流阀可装在进油路上也可装 在回油路上。图中为稳流式变量泵和装在进 油路上的节流阀组成的容 积节流调速回路。在图示 位置时，泵3输出的压力 油经换向阀5进入缸的左 腔，泵3的定子处于左端 位置，使转子与定子的偏 心处处于最大值emax， 液压缸便快速向右运动。
图 9-5
变量泵定量马达容积调速回路
结束
回路的工作特性： 马达输出转速 nm=Qp/qm=qpnp/qm 马达输出转矩 Tm=qm(pp-pq) 马达输出功率 Pm=nmTm=qpnp(pp-p0) 由于此回路中既可用变量泵调速，又可 用变量马达调速，因此要合理利用上述两种 调速回路的优点，克服其缺点，以达到既可 扩大调速范围（一般可达i=100左右），又 使其换向平稳，一 般 采用分段调速的方法。 变量泵变量马达回路 的调速方法的特性曲 线如图所示。
基本回路2011
设计教师：施红英 设计教师：
一、
调速回路的类型: 调速回路的类型:
调速回路
节流调速回路 定量泵+流量控制阀进行调速 1、节流调速回路 :定量泵+流量控制阀进行调速 2、容积调速回路: 容积调速回路 调速回路:
改变变量泵或变量马达的排量进行调速 改变变量泵或变量马达的排量进行调速 变量泵
容积节流调速回路 3、容积节流调速回路
三、卸荷回路
2.用先导型溢流阀的卸荷回路 2.用先导型溢流阀的卸荷回路
用先导型溢流阀的卸荷回路 用先导型溢流阀的卸荷回路
设计教师：施红英 设计教师：
三、卸荷回路
3.限压式变量泵的卸荷回路 3.限压式变量泵的卸荷回路
课本37页 限压式变量泵（课本 页）的卸荷回路
设计教师：施红英 设计教师：
三、卸荷回路
进油节流调速
设计教师：施红英 设计教师：
改善节流调速的负载特性
回油节流调速
旁路节流调速
节流阀换成调速阀的调速回路 换成调速阀 将节流阀换成调速阀的调速回路
设计教师：施红英 设计教师：
2、容积调速回路
这种调速回路的特点是液压泵输出的油液直接进 入执行元件,没有溢流和节流损失,效率高、发热小、 入执行元件,没有溢流和节流损失,效率高、发热小、 适用于大功率系统中。 适用于大功率系统中。
设计教师：施红英 设计教师：
二、锁紧回路
锁紧回路的功用：是使液压缸能在任意位置停留， 锁紧回路的功用：是使液压缸能在任意位置停留， 且不会因外力作用而移动位置。 且不会因外力作用而移动位置。 1、通常采用 型或“ “O”型或“M” 型或 型中位机能的 三位换向阀构 成锁紧回路， 成锁紧回路， 但锁紧效果差。 但锁紧效果差。
一、
调速回路的类型: 调速回路的类型:
调速回路
节流调速回路 定量泵+流量控制阀进行调速 1、节流调速回路 :定量泵+流量控制阀进行调速 2、容积调速回路: 容积调速回路 调速回路:
改变变量泵或变量马达的排量进行调速 改变变量泵或变量马达的排量进行调速 变量泵
容积节流调速回路 3、容积节流调速回路
三、卸荷回路
2.用先导型溢流阀的卸荷回路 2.用先导型溢流阀的卸荷回路
用先导型溢流阀的卸荷回路 用先导型溢流阀的卸荷回路
设计教师：施红英 设计教师：
三、卸荷回路
3.限压式变量泵的卸荷回路 3.限压式变量泵的卸荷回路
课本37页 限压式变量泵（课本 页）的卸荷回路
设计教师：施红英 设计教师：
三、卸荷回路
进油节流调速
设计教师：施红英 设计教师：
改善节流调速的负载特性
回油节流调速
旁路节流调速
节流阀换成调速阀的调速回路 换成调速阀 将节流阀换成调速阀的调速回路
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2、容积调速回路
这种调速回路的特点是液压泵输出的油液直接进 入执行元件,没有溢流和节流损失,效率高、发热小、 入执行元件,没有溢流和节流损失,效率高、发热小、 适用于大功率系统中。 适用于大功率系统中。
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二、锁紧回路
锁紧回路的功用：是使液压缸能在任意位置停留， 锁紧回路的功用：是使液压缸能在任意位置停留， 且不会因外力作用而移动位置。 且不会因外力作用而移动位置。 1、通常采用 型或“ “O”型或“M” 型或 型中位机能的 三位换向阀构 成锁紧回路， 成锁紧回路， 但锁紧效果差。 但锁紧效果差。
第七章7.3速度控制回路
2、两种工作进给速度的切换回路
1）两个调速阀并联的速度切 换回路 a.如右图所示，它为两个调速 阀并联的速度切换回路。一个 调速阀工作时候，另外一个调 速阀没有工作，则调速阀中的 减压阀口处于完全打开的状态。 当突然切换时，瞬间不起减压 作用，容易出现部件突然前冲 的现象。
两个调速阀并联的速度切换回路
闭式回路
变量泵—定量马达回路
液压泵和液压马达组合
定量泵—变量马达回路 变量泵—变量马达回路
1）变量泵—定量马达回路
• 阀3关闭当安全阀， 通过调整泵1的流量 来控制速度。 • 泵4为补油辅助泵， 阀5为低压溢流阀， 调节泵4的压力。
回路功率随液压马达的转速呈线性关系。
2）定量泵—变量马达回路
• 改变马达 2的排量， 从而改变 马达的输 出速度。
§7-3 速度控制回路
速度控制回路分类(调快切)
一、调速回路 • 从执行元件的工作原理可知:
液压马达的转速为 液压缸的运动速度
nm q Vm
q为输入流量， Vm为液压马达的排量， v为液压缸的运动速度， A为液压缸的有效作用面 积。
q v A
若要改变液压马达的转速或液压缸的运动速度，可通 过改变输入流量或液压马达的排量来实现。若要改变输入 流量，可通过采用流量阀或变量泵来实现。若要改变液压 马达排量，可通过采用变量液压马达来实现。因此，调速 回路主要有以下三种方式： 1、节流调速回路2、容积调速回路3、容积节流调速回路
设定小流量泵2的最高 工作压力
注意：顺序阀3的
调定压力至少应比 溢流阀5的调定压力 低10%-20%。 大流量泵1的卸 荷减少了动力消耗， 回路效率较高。这 种回路常用在执行
元件快进和工进速
度相差较大的场合， 特别是在机床中得
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。
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
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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
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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 )
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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
15章第一节 节流调速回路性能分析
关系：
qp= q1+Δq
2、压力关系：
p1 = pp=F/ A1 Δp T ≈ p1 变压式节流调速回路
3、速度—负载特性：
v= =
q p − Δq A1 p1 A1
q p − K AT
4、效率：
p1q1 p1q1 q1 η= = = p p q p p1q p q p
效率高：当qp选 定后，速度越高（ q1大），效 率就越高。
A2 2
速度-负载特性、速度刚度同进口节流调速回路相似。
3
4、功率和效率： 回路输入功率（泵输出功率）：
PP = p p qP
回路输出功率（缸输入功率）：
P = Fυ = ( p p A1 − p2 A2 )υ 1 = p p q1 − p2 q2
回路功率损失：
ΔP = PP − P = p p q p − ( p p q1 − p2 q2 ) 1 = p p (q p − q1 ) + p2 q2 = p p Δq + p2 q2
系统高压容腔的流量连续性 方程： V dp1
q1 = υ A1 + E dt + K l p1
取增量，拉式变换得
Δp1 ( s ) = 1 V s + Kl E [Δq1 ( s ) − Δυ ( s ) A1 ]
节流阀流量方程
q1 = KAT p p − p1
线性化处理
∂q1 ∂q1 q1 = q10 + ΔAT + Δp1 ∂AT 0 ∂p1 0 ∂q1 Kq = ∂AT = K p p − p10
（二）动态分析
1.惯性负载与油液压缩性引起的振荡特性 假定节流阀的开度不变，即△AT＝0，并忽略阻尼 及泄漏，即B=0，Kl＝0，则图简化为
qp= q1+Δq
2、压力关系：
p1 = pp=F/ A1 Δp T ≈ p1 变压式节流调速回路
3、速度—负载特性：
v= =
q p − Δq A1 p1 A1
q p − K AT
4、效率：
p1q1 p1q1 q1 η= = = p p q p p1q p q p
效率高：当qp选 定后，速度越高（ q1大），效 率就越高。
A2 2
速度-负载特性、速度刚度同进口节流调速回路相似。
3
4、功率和效率： 回路输入功率（泵输出功率）：
PP = p p qP
回路输出功率（缸输入功率）：
P = Fυ = ( p p A1 − p2 A2 )υ 1 = p p q1 − p2 q2
回路功率损失：
ΔP = PP − P = p p q p − ( p p q1 − p2 q2 ) 1 = p p (q p − q1 ) + p2 q2 = p p Δq + p2 q2
系统高压容腔的流量连续性 方程： V dp1
q1 = υ A1 + E dt + K l p1
取增量，拉式变换得
Δp1 ( s ) = 1 V s + Kl E [Δq1 ( s ) − Δυ ( s ) A1 ]
节流阀流量方程
q1 = KAT p p − p1
线性化处理
∂q1 ∂q1 q1 = q10 + ΔAT + Δp1 ∂AT 0 ∂p1 0 ∂q1 Kq = ∂AT = K p p − p10
（二）动态分析
1.惯性负载与油液压缩性引起的振荡特性 假定节流阀的开度不变，即△AT＝0，并忽略阻尼 及泄漏，即B=0，Kl＝0，则图简化为
第四章-容积调速回路分析
回路的效率较高。泵的输出压力 和流量始终与负载相适应，故效 率较高。
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
三.负载敏感泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理
负载敏感泵由泵4、负载敏 感阀1、恒压阀2和变量缸 3组成
pL为负载所需要的压力， pS为泵的出口压力，也是 节流阀5的进口压力，节流 阀5的进出口分别与负载敏 感阀1的左右腔相通。
nmqm V m m vqV pm m vV V pm m m x ax p an m xp x pvmv
（2）转矩特性
T m V m p m m V m m m x m a p m xmm
（3）功率特性
PmTmnmVmmaxm xpmmm VpmVanm x p m xpaxm xpvmv pmVpmanx p x mmpvmvp
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
二.速度稳定方法
2.压力恒定法
利用一能自动调节液流阻 力的液动滑阀，实现负载 变化时，系统工作压力基 本不随负载变化
量，即可达到调速的目的
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路
一.变量泵-定量马达、液压缸回路
1.变量泵-液压缸调速回 路
阀2是安全阀，阀3是背 压阀，回路为开式回路
改变变量泵1的排量可 调节液压缸的运动速度
回路用于负载变化不大 的系统中
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 一.变量泵-定量马达回路
qp Vpmaxnp(xp xp1)
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
三.负载敏感泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理
负载敏感泵由泵4、负载敏 感阀1、恒压阀2和变量缸 3组成
pL为负载所需要的压力， pS为泵的出口压力，也是 节流阀5的进口压力，节流 阀5的进出口分别与负载敏 感阀1的左右腔相通。
nmqm V m m vqV pm m vV V pm m m x ax p an m xp x pvmv
（2）转矩特性
T m V m p m m V m m m x m a p m xmm
（3）功率特性
PmTmnmVmmaxm xpmmm VpmVanm x p m xpaxm xpvmv pmVpmanx p x mmpvmvp
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
二.速度稳定方法
2.压力恒定法
利用一能自动调节液流阻 力的液动滑阀，实现负载 变化时，系统工作压力基 本不随负载变化
量，即可达到调速的目的
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路
一.变量泵-定量马达、液压缸回路
1.变量泵-液压缸调速回 路
阀2是安全阀，阀3是背 压阀，回路为开式回路
改变变量泵1的排量可 调节液压缸的运动速度
回路用于负载变化不大 的系统中
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 一.变量泵-定量马达回路
qp Vpmaxnp(xp xp1)
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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Page ▪ 18
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。
Page ▪ 6
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
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。
调速回路
容积调速回路
容积调速回路是通过改变回路中液压泵或 者液压马达的排量来实现调速。其最大的优点就 是没有节流损失和溢流损失即功率损失小效率较 高，工作压力随负载变化，系统地油温升高小， 适用于高速，大功率系统。
常见容积调速的种类
(1)变量泵与液压缸组合 (2)变量泵与定量马达组合 (3)定量泵与变量马达组合 (4)变量泵与变量马达组合 (5)变量泵与流量阀组合
Q CA p
所以在调速回路中起到调速的原理作用的就是改变 通流截面的面积 两侧的压力差(改变油泵的泵油量)
调速回路中应当考虑的问题
由于调速回路中要改变调速元件两侧液压油的压力差 经常伴随着液压系统一些不可避免的问题,所以在设计液压 系统调速回路时要根据不同调速回路的特点加以选择. (1).液压系统功率与能量损失(效率) (2).不同液压系统适应场合 (3).液压油的发热 (4).调速的稳定性 (5).液压泵的跟随性 (6).调速的灵敏度与适应性 (7).自动控制与电气控制可靠性
该回路的优点就是加 了一个液控单向阀3 当负载较小时，油缸 右腔压力较大，3加 大溢流，压力与负载 相适应。
该回路为插装单向 节流阀的回油节流 调速回路，CV2的行 程调节机构起到调 节速度的作用。
旁路节流调速回路及双向调速回路
这种回路只有节流损失没有溢流损 失，泵的压力随负载变化而变化， 节流损失，输入功率也随着负载的 改变而改变，因此回路效率高。但 是低速承载能力较差，只适用于高 速重载，速度平稳性要求不高的较 大功率系统如牛头刨床等。
进油调速回路往往起到控制来油的流量，直接调速的特点 回油调速回路在调速的同时往往起到提供一定背压，保障运动平稳的作用， 如果只侧重调速进油回路即可，对速度稳性可以考虑回油调速。
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：
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：
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容积节流调速回路特点
1. qP自动与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高 2. 进入执行元件的q与F变化无关，且自动补偿
泄漏，速度稳定性好。 3. 因回路有节流损失，所以η<η容 4. 便于实现快进—工进—快退工作循环
（一）限压式变量泵和调速阀的容积节流
调速回路
❖ 1.工作原理
❖ 联合调速，v由调速阀调定， ❖ qP与q1自动适应。 ❖ qP > q1，pP↑，qp↓qP= q1 < ❖ q P < q1，pP↓，qP↑qP= q1
时，效率很低。 故 本回路多用于机床进给系统中。
（二）稳流式变量泵和节流阀容积调速回路
在这种回路中，稳流式变量泵可用叶片式泵或
柱塞泵，节流阀可装在进油路上也可装在回油路
上。图中为稳流式变量泵和装在进油路上的节流
阀组成的容积节流调速回路。
在图示位置时，泵3输出的
压力油经换向阀5进入缸的
左腔，泵3的定子处于左端
❖ 1.用行程阀控制的顺序动作回路
❖ 2.用行程开关控制的顺序动作回路
（二）压力控制的顺序动作回路
六、 互不干扰回路
在多缸工作的液压系统当中，由于一 个液压缸的快速运动，造成整个系统的压 力下降，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。
❖ 2.特点 ❖ ∵ nM低时TM大，nM高时TM小
❖ ∴ 正好符合大部分机械要求
❖ 故 多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械
三 容积节流调速回路
❖∵ 容积调速回路虽然效率高，发热小， ❖ 但仍存在速度负载特性较软的问题 ❖ （主要由于泄漏所引起）。 ❖∴ 在低速、稳定性要求较高的场合 ❖ （如机床进给系统中），常采用容 ❖ 积节流调速回路。
1.组成 2.工作特性 ① nM = qP/VM
∵ VM = 定值 ∴ 调节qP即可改变nM ② 若不计损失，在调速
范围内， ❖ T = pPVM/2π=C
∴ 称恒转矩容积调速
（二）定量泵—变量马达式容积调速回路
❖ 1.工作特性
nM = qP/VM ∵ qP = 定值 ∴ 调节VM即可改变nM 2.特点
这种回路适用于负载变化大、速度较低的中小功率 系统。
四、几种其他速度控制回路
（一）增速回路
1.功用： 使执行元件获得必要的高速，以提高效率，充分利用功 率。
2.分类： 双泵供油增速；蓄能器供油增速
变量泵供油增速；液压缸差动连接增速
（二） 速度换接回路
1. 快速和慢速的换接回路 行程阀的慢速换接回路
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
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。
2. 两种慢速的换接回路 调速阀串联和调速阀并联
五、顺序动作回路
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。
2.分类： 按控制方式不同分：行程控制和压力控制。
（一）行程控制顺序动作回路
❖ ∵ nM与VM成反比 ❖ TM与VM成正比 ❖ ∴ VM↑，nM↓，TM↑； ❖ VM↓，nM↑，TM↓， ❖ 以致带不动负载， ❖ 使马达“自锁” 。 ❖ -变量马达式容积调速回路
❖ 1.工作原理
第一段： 先将VM调至最大并固定， 然后将VP由小→大, nM从0 ↑nM’ （变—定） 第二段： 将VP固定至最大 VM由大→小， nM从nM’↑nMmax（定—变） ∴调速范围大，λ可达100。
二 容积调速回路
1.容积调速回路特点
∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小
功率场合。
∴而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失
故效率高，发热小，一般用于大功率场合。
2.容积调速回路分类
开式
按油路循环方式 <
闭式
泵—缸式
按所用执行元件不同<
变—定
泵—马达式 < 定—变
变—变
（一）变量泵和定量马达容积调速回路
位
置，使转子与定子的偏
心
处处于最大值emax， 液压缸便快速向右运动。
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