5.4流量阀及速度控制回路

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速度负载特性曲线
1）当节流阀开口AT不变时，活塞的运动 速度v随负载F的增加而降低，速度刚度较低。
2）当节流阀开口AT一定时，负载较小的 区段曲线较平缓，速度刚度高，负载较大的 区段曲线较陡，速度刚度较低。
3）在相同负载下工作时，当节流阀开口 较小，活塞的速度v较低，曲线较平缓，速度 刚度高；节流阀开口较大，活塞的速度v较高， 曲线较陡，速度刚度低。
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三、速度控制回路
速度控制回路包括:
调速回路 快速运动回路 速度换接回路
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1.调速回路
调速回路的基本原理：
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
从液压马达的工作原理可知，液压马达的
转速nm由输入流量和液压马达的排量VM决 定，即nm=q/V M
因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯 位移较小，可认为弹簧力基本保持不变，故节流阀 两端压力差不变，可保持通过节流阀的流量稳定。
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2.调速阀和节流阀特性比较
调速阀和节流阀特性比 较如图所示。节流阀的 流量随压差的变化较大， 而调速阀在进出口压力 差Δp大于一定数值后， 流量保持基本恒定。调 速阀在压差小于Δpmin区 域内，减压阀不起减压 作用，此时其流量特性 与节流阀相同。
（1）节流调速回路
根据流量阀的位置的不同，可分为以下三 种形式。 进油节流调速回路 回油节流调速回路 旁油节流调速回路
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1）进油节流调速回路
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原理动画
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进油节流调速回路是将节流阀装在执行元 件的进油路上，调节节流阀阀口大小，便能 控制进入液压缸的流量，多余的油液经溢流 阀溢流回油箱，而达到调速目的，油路中有 溢流损失，又有节流损失，功率损度稳定性要求不高的场合。
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①速度负载特性 液压缸在稳定工作时，其受力平衡方程式
为
p1A=F+p2A
泵的供油压力pp由溢流阀调定为恒定，故
节流阀两端的压力差为
p
pp
p1
pp
F A
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节流阀进入液压缸的流量为
P1 Pp
p1q1 p pq p
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2）回油节流调速回路
回油节流调速回路是将 节流阀装在执行元件的 回油路上，用节流阀调 节液压缸输出的流量， 控制进入液压缸的流量。
原理动画
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回油节流调速回路的速度负载特性曲线 与进油节流节流调速回路相同，但这两种调 速回路也有不同之处：回油节流调速回路由 于液压缸的回油腔存在背压，因而能承受一 定的负值负载，故其运动平稳性较好；回油 节流调速回路，经过节流阀发热后的油液直 接流回油箱冷却，对液压缸泄漏影响较小； 在停车后，液压缸回油腔中的油液会由于泄 漏而形成空隙，重新启动时由于 进油路上没 有节流阀控制流量，会使活塞产生前冲。
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②最大承载能力
图5-31b所示，三条特性曲线交汇于横坐 标轴上的的一点，该点对应的F值即为最大负 载。最大承载能力Fmax与速度调节无关。因 最大负载时缸停止运动，其值为：
Fmax=ppA
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③功率和效率
液压泵的输出功率为
Pp= ppqp=常量 液压缸的输出功率为
P1=Fv=F
q1 A
=
p1q1
回路的功率损失为
ΔP=Pp-P1= ppqp -p1q1= ppqy+Δpq1 式中 qy— 通过溢流阀的溢流量。qy=qp- q1
Δp— 节流阀两端的压力差。
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这种调速回路的功率损失由两部分组成， 即溢流阀损失和节流损失。
回路的效率为
q1
KAT p m
KAT p p
F A
m
速度负载特性方程为
v
q1 A
KAT A
p p
F
m
A
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上式为进油节流调速回路的速度负载特性 方程。相同负载下工作时，这种回路调速范 围较大。当调定后，速度随负载的增大而减 小，故这种调速回路的速度负载特性较低。
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1.调速阀结构和原理
调速阀的进口压力p1由溢流阀调节，工 作时基本保持恒定。压力油由P1进入调速 阀后，先经过定差减压阀的阀口后压力降 为p2，然后经节流阀流出，其压力为p3。
p2A1+ p2A2= p3A+Fs
p2- p3=Δp=
FS A
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量发生变化。
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2.节流阀
下图所示为一种普通节流阀的结构和图形 符号，这种节流阀的节流口为轴向三角槽式。
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二、调速阀
调速阀是由定差减压阀与节流阀串 联而成的组合阀。
节流阀调节通过的流量，定差减压 阀能自动保持节流阀前后的压力差为 定值，使通过节流阀的流量不受负载 变化的影响。
当系数K和指数m、Δp一定时，只要改变 节流口面积A就可调节通过阀的流量。
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（2）流量稳定性
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。 2）温度对流量的影响 油温影响到油液黏度，油温变化时,流量也
会随之改变。 3）节流口的堵塞 改变了原来节流口通流面积的大小，使流
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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元件的流量来实现调速。 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：采用变量泵和流量阀 相配合的调速方法。
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第四节 流量控制阀及速度 控制回路
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刘建明
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流量控制阀的功用
流量控制阀的功用就是通过改变阀口通 流面积的大小来调节流量的大小，常用的 流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流节流 阀和同步阀等。
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一、节流阀
1．节流特性
（1）流量特性 节流阀的流量特性取决于 节流口的结构形式，节流口通常有三种基本 形式：薄壁小孔、细长小孔和短孔，但无论 节流口采用何种形式，可用小孔的流量公式 来q=KAΔpm表示，