《调速回路》PPT课件 (2)

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调速回路 类型
主要性能
机械 速度刚性 特性 承载能力 调速特性 （调速范围）
三类调速回路主要性能比较
节流调速回路
用节流阀调节
用调速阀或溢 流节流阀调节
定压式
变压式
定压 式
变压式
容积调速 回路
变量泵— 液压缸式
差
很差
好
好
较差
好
较好 较好
大
小
大
较大
容积节流 调速回路
定压 式
变 压 式
好 好 大
效率
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5 (四)、回路的功率特性：以其自身的功率损失（不包括泵、缸、管道的功率损 失），功率损失分配情况和效率来表达的。 1、功率损失：
定压式进口节流调速回路的输入功率 PP（即定量泵的输出功率）、输出功率P1和功率损失△P分别为：
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2、功率损失分配 回路的功率损失包括两部分：
1)、溢流损失：△P1=Pp △ q 2)、节流损失：△ P2= △ PT1 q1 3、效率 1)、当液压缸在恒载下工作时（F不变）：
特点：这种回路 的调速范围很小， 一般只有Rc≦3。 不能用来使马达 反向。这种回路 在造纸、纺织等 行业的卷取装置 中得到了应用。
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3、变量泵 — 变量马达式调速回路
特点：这种回 路拓宽了调速 范围 ，即Rc = RPRM 。效率 较高，适用于 大功率场合。
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§8-3 容积节流调速回路
工作原理
2、工作压力随负载变化，因此效率高，发热少。
回路的分类
1、按油液循环方式不同 ①、开式回路：泵从油箱吸油后输入执行元件,
执行元件排出的油直接回油箱。 ②、闭式回路：泵将油输入执行元件的吸油腔，
又从执行元件的回油腔处吸油。 2、按所用执行元件的不同 • 泵 — 缸式容积调速回路 • 泵 — 马达式容积调速回路
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§8-1 节流调速回路
工作原理 通过改变回路中流量控制元 件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。 按工作中回路压力是否随负载变化分： • 定压式节流调速回路 • 变压式节流调速回路
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7 13
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路的一般形式如下：
进口节流式
整个回路的功率损失很大，回
路的效率很低。
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（五）、回路的调速范围Rc：以其所驱动的液压缸在某个负载下可能得到的 最大工作速度和最小工作速度之比表示。
式中：RT1 — 节流阀的调速范围
流结调论速回路的 元件调节
定压式进口节
调速范围只受流量控制
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（六）、回路中组成元件的泄漏 1、液压泵处的泄漏较大，但只影响通过溢流阀的流量； 2、节流阀和液压缸的泄漏很小；
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1、变量泵
2、安全阀
—
() —
一 一、 、泵
泵
缸
缸式
式容
开 式 容
积 调Biblioteka Baidu
积速
调回
速 回
路
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、机械特性
若不考虑液压泵以外元件和管边的泄漏，则
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下面按不同的qt值作图，可得一组机械特性曲线。
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(四)、回路的功率特性
∴ q1↑(v↑) →ηc ↑
变压式节流调速 结论 回路的效率比定压式节流
调速回路的效率高。
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（五）、回路的调速范围
由上式可知：
1、Rc不只取决于RT，而且还和其它参数有关； 2、式中RT不是节流阀可能的调速范围（因为AT加大 到某值时v=0，再增加AT也不会起调速作用）。
变压式节流调速回路的液压泵的泄漏对液压缸的工作速度有影 响，泄漏的大小又直接与回路的工作压力有关。即：
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式中：kl — 泵的泄漏系数
∴ 根据上式，按不同的AT值作图，可
得一组机械特性曲线。
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AT1<AT2<AT3
由图可知：
1、对于调速阀而言
F↑↓ → v 基本不变
AT1
2、对于节流阀而言
式中：Rp — 变量泵的调节范围；
q — tmax 变量泵的最大理论
流量。
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37 (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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一些元件在回路中的作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供应所需的油液外，还可以改变输油方向， 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)。
① 、当 AT不变时，F↑→ v↓↓
AT3
AT2
所以机械特性比定压式的“软”的多
② 、当F到达某一数值时，v = 0 ③、回路的承载能力是变化的，即v↓(AT↑) →承载能力↓
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(三)、回路的速度刚性
影响kv的因素
1、当AT不变时，F↑→ kv ↑ 2、当F不变时，AT↓(v↑) → kv ↑ 3、A1↑或φ↓或kl↓→ kv ↑
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整理(1)，(2)，(3)式，可得：
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2、机械特性曲线
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由图可知：当溢流阀的调整压力pp和节流阀的通流截面积AT1调
定之后 1）、对于调速阀而言:
F↑↓ →v 不变 2）、对于节流阀而言: ①、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1pp时，v = 0 即活塞停止运动； ③、定压式节流调速回路的承载能力是不受AT1的变化影响的。
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二、泵—马达式容积调速回路
1、变量泵 — 定量马达式调速回路（恒转矩调速回路）
特点：此回路的调
速范围较大，一般 可达Rc≈40。当回 路中泵和马达都能 双向作用时，马达 可以实现平稳的反 向。这种回路在小 型内燃机车、液压 起重机、船用绞车 等处的有关装置上 应用。
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2、定量泵 — 变量马达式调速回路（恒功率调速回路）
qt1>qt2>qt3 qt1 qt2
qt3
由图可知
1)、当qt调节好后，
F↑→v↓(∵变量泵有 泄漏)；
2)、在低速下，当F增 大至某值时，v=0；这
时qt =泄漏量，即液
压泵向系统输入的
qp=0，所以这种回路
在低速下的承载能力 很差。
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3、回路的速度刚性kv
影响 kv 的因素： 1) 、 kv 不受 F 的影响； 2)、A1↑→ kv↑↑，或 kl ↓(泄漏↓）→ kv 4↑、回路的调速范围
出口节流式
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进、出口节流式
6
5
下面以“进口节流式”为主，进行讨 论
（一）、回路的特点： 1、液压泵的压力经溢流阀调定后,基本上保持不变； 2、液压缸的输入流量由节流阀调节，定量泵输出的多余油液经溢流阀排回
油箱 —回路正常工作的必要条件。 (二)、回路的机械特性:(v — F 的关系) 1、关系式：当不考虑回路中各处摩擦力作用时，则有下式成立：
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调速阀在进油路上
调速阀在回油路上
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26
调速阀在分支油路上
溢流节流阀在进油路上
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§8-2
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。
液压泵和执行 元件都是定量元件时， 不能进行容积调速。
注意
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回路的特性
1、泵输出的油直接进入执行元件，不会发生节 流损失和溢流损失；
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§8-4 三类调速回路的比较和选用
一、调速回路的比较 液压系统中的调速回路应能满足如
下的一些要求，这些要求是评比调速回路的依 据。 1、能在规定的调速范围内调节执行元件的工作 速度。 2、在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好， 并应在允许的范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需的力或转矩。 4、使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热 尽可能小。
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(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。
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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)
低
较高
低 较高
最高 较高 高
功率特
性
发热
大
较小
大 较小
最小 较小 小
适用范围
小功率、轻载或低速的中、低压系统
大功率、 重载高速 的中高压
系统
中小功率 的中压系
统49
二、调速回路的选用
1、一般来说速度低的用节流调速回路；速度稳定性要求高的用调速阀式调 速回路，要求低的用节流阀式调速回路。
2、负载小、负载变化小的用节流调速回路，反之用容积调速回路或容积节 流调速回路。
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定压式容积节流调速回路 调速特性
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二
、
变
压
式
路
容 积
节
流
调
速
回
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回路的特点
1、这种回路使用稳流量泵和节流阀； 2、节流阀控制着进入液压缸的流量q1，并使变量泵输出流量qp自动和q1相适应； • 当qp ﹥ q1时→泵的供油压力↑→泵内左，右两个柱塞进一步压缩弹簧→e↓→
泵的供油量qp ↓→ qp ≈ q1 ； • 当qp < q1时→泵的供油压力↓ →e ↑ →泵的供油量qp ↑ → qp ≈ q1 ； 3、这种回路宜用在负载变化大，速度较低的中，小功率的场合。
采用压力补偿型变量 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
地与液压缸所需的流量相适应。
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
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一
、
定
压
式
路
容 积
节
流
调
速
回
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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；
3、一般情况下功率﹤3KW的用节流调速回路；3～5KW的用容积节流调速回路 或容积调速回路；5KW以上的用容积调速回路。
4、费用低廉时用节流调速回路；允许费用高时则用容积节流或容积调速回 路。
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8-1、附图所示回路中，液压缸两腔面积分别为A1=100cm2，A2=50cm2， 当液 压缸的负载F从0增大到30000N时，液压缸向右运动速度保持不变，如调 速阀最小压差Δp=5×105Pa ，试问：
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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，机械特性都比较软，变载下的运 动平稳性都比较差。为了克服这一缺点，回路中的流量控制元件可以改 用调速阀或溢流节流阀。
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）。
结论 泄漏对回路各项性能的影响不大
(七)、回路的优缺点
结构简单，价格低，效率低，只
宜用在负载变化不大、低速、小功率的场
合。
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二
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、
变
压
式
节
流
调
速
回
路
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(一)、回路的特点 1、回路的工作压力随负载而变； 2、节流阀调节排回油箱的流量，从而间接地控制了流入缸中的流量； 3、此回路的溢流阀起安全保护作用。 (二)、回路的机械特性
第八章 调速回路
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前言
液压基本回路 指那些为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定的方式 组合起来的油路结构。
液压系统 由一个或多个液压基本回路组成。
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调速回路
• 调速回路-----调节执行元件速度，分为：节流调速、容积调速、容积节流 调速
• 节流调速------定量泵+节流阀 • 容积调速-----利用变量泵出口流量可调 • 容积节流调速------变量泵+调速阀
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• 当qp ﹤ q1时→泵的供油压力↓→变量泵的流量↑→ qp≈q1； 4、调速阀的作用 • 使进入缸中的流量保持恒定； • 使泵的供油压力，供油量基本上不变，从而使泵和缸的流量匹配； 5、回路的速度刚性，运动平稳性，承载能力和调速范围都和与它对应的节
流调速回路相同； 6、这种回路最适用于负载变化不大的中、小功率场合。
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) →
ηc↑
②、当p1∕pp↑(F↑)
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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：
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∴
结论
2、两个安全阀：用以限制回路每个方向的最高压力。 3、两个单向阀：“补油—变向”辅助装置供补偿回路中泄漏和液压缸两腔
流量差额之用。
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35 4、换向阀：变换工作位置时，辅助泵输出的低压油一方面改变液动阀的工
作位置，并作用在变量泵定子的控制缸 a或b上，使变量泵改变输油方向； 另一方面又接通变量泵的吸油路，补偿封闭油路中的泄漏，并使吸油路 保持一定压力以改善变量泵吸油情况。 5、辅助泵：输出的多余油液经溢流阀流回油箱。 6、变量泵：只在换向过程中通过单向阀直接从油箱吸油。 注意：这种回路的工作特性和开式的完全相同。