6.2 调速回路
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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
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：
调速回路的原理及应用
调速回路的原理及应用一、调速回路的概述调速回路是控制系统中的重要组成部分，它可以用来调整电机的转速以达到期望的工作要求。
本文将介绍调速回路的原理及其在工业控制系统中的应用。
二、调速回路的原理调速回路的原理是通过控制电机的输入信号来改变电机的输出转速。
调速回路通常由以下几个部分组成：1.传感器：用来测量电机的实际转速，可以是机械传感器、光电传感器等。
2.控制器：根据输入信号和实际转速，计算出控制电机转速所需的输出信号。
3.执行机构：将控制器的输出信号转化为电机的输入信号，例如调整电机的电压、电流等。
4.反馈环路：将电机的实际转速反馈给控制器，用于调整控制器的输出信号。
三、调速回路的应用调速回路在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 工业生产自动化在工业生产中，调速回路广泛用于各种设备和机械的控制，例如输送带、风机、泵等。
通过调整这些设备的转速，可以实现对生产过程的精确控制，提高生产效率和质量。
2. 交通运输调速回路在交通运输领域也有着重要的应用。
例如，在电动车、高铁等交通工具中，通过调整电机的输出转速来控制车辆的速度和行驶稳定性。
此外，调速回路还可以应用于交通信号灯的控制，实现灯光的周期性切换。
3. 风力发电风力发电是一种清洁能源，调速回路在风力发电机组中起着重要的作用。
通过调整发电机的转速，可以最大限度地提高风能的利用效率，同时保护发电机的安全和稳定运行。
4. 机器人技术机器人技术是现代工业自动化的重要组成部分，调速回路在机器人的关节控制中起着关键作用。
通过调整电机的输入信号，可以实现机器人的精确控制和灵活运动，满足不同工作任务的要求。
四、总结调速回路是控制系统中的重要组成部分，它可以实现对电机转速的精确控制。
本文介绍了调速回路的原理及其在工业控制系统中的应用，包括工业生产自动化、交通运输、风力发电和机器人技术等方面。
调速回路在各个领域的应用可以提高生产效率、节能减排，并且有助于推动技术的进步和创新。
调速回路的调速原理
调速回路的调速原理调速回路是用于控制发电机或电动机转速的一种自动控制系统，也称为调速系统。
调速回路的主要作用是根据负荷的需求和输入信号，控制发电机或电动机的输出转速。
通过调整系统的输入信号来实现转速的稳定控制。
调速回路通常由传感器、调速器、执行器和反馈装置组成。
调速回路的原理基于负反馈控制的理论，它的工作过程分为三个主要的阶段：传感器采集信号、调速器处理信号、执行器调整输出。
下面将详细介绍每个阶段的具体工作原理。
第一阶段是传感器采集信号。
传感器是调速回路中最关键的组件之一，负责采集控制系统的反馈信号，并将其转化为电信号。
传感器的类型根据具体应用而异，常用的传感器包括速度传感器、转矩传感器、位置传感器等。
传感器将采集的信号传递给调速器进行处理。
第二阶段是调速器处理信号。
调速器是调速回路中的核心部件，负责根据传感器采集的信号进行信号处理和控制。
调速器可以根据负载需求来调整输出信号，以实现转速的稳定控制。
调速器的主要功能是将输入信号与设定值进行比较，并根据误差信号来调整输出信号。
常用的调速器包括PID控制器、比例控制器、积分控制器等。
PID控制器是调速回路中最常用的调速器。
PID控制器通过比例、积分、微分三个部分的组合来实现系统的稳定控制。
比例部分用于根据误差信号调整输出信号的大小，积分部分用于累积误差信号并进行补偿，微分部分用于预测误差信号的变化趋势。
PID控制器可以根据系统的实际情况进行参数调整，以满足转速控制的要求。
第三阶段是执行器调整输出。
执行器是调速回路中的最后一环，负责将调速器输出的信号转化为对发电机或电动机的控制操作。
执行器可以是继电器、电磁阀、变频器等，根据具体应用而定。
执行器的主要作用是调整发电机或电动机的输出功率，以实现转速的稳定控制。
除了上述三个主要阶段，调速回路中还需要有反馈装置来测量实际的转速，并将其与调速器输出的信号进行比较，以实现闭环控制。
反馈装置通常是速度计或编码器，用于测量实际转速，并将测量值送回调速器进行处理。
基本回路
§6.2 速度控制回路 包括： 调速回路 快速运动回路 速度换接回路
一、 调速回路
液压缸 v = q /A
液压马达
n = qηv /V
改变输入液压缸(或马达)的流量q或改变马达的 排量V，均可达到调节速度的目的。 调速方法可分为: • 节流调速：定量泵供油，采用流量阀调节流量；
• 容积调速：变量泵供油，或采用变量马达；
1．行程阀
2．行程开关
3．顺序阀
4．压力继电器
二、同步回路
同步回路的功用是保证系统中的两个或多
个液压缸在运动中的位移量相同或以相
同的速度运动。
1．采用调速阀、分流-集流阀
2．带补正装置的串联液压缸同步回路
3. 用同步缸或同步马达的同步回路
调速阀同步回路
分流-集流阀的同步回路
带补正装置的串联 液压缸同步回路
二、快速运动回路 使执行元件在空行程加快运动速度，
以提高系统的工作效率。
方法：
减小执行元件的有效工作面积（差动连接）
增大进入执行元件流量
1．液压缸差动联接
2．双泵供油
双泵供油+差动联接
3．用蓄能器
三、速度换接回路
速度换接回路的功用是使液压执行元件在
一个工作循环中，从一个速度变换成另一种
运动速度。
1．行程控制快速与慢速的换接 2．调速阀并联的两种慢速回路 3．调速阀串联的两种慢速回路
1．行程控制
2．调速阀并联
3．调速阀串联
§ 6.3 多缸工作回路
一、顺序动作回路 功用是使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规 定的顺序动作。 1．行程阀控制顺序动作回路
2．行程开关控制顺序动作回路
3．顺序阀控制顺序动作回路 4．压力继电器控制顺序动作回路
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。
《调速回路》课件
调速回路的主要元件
速度传感器
用于检测机械设备的转 速，并将信号传送到调 速器。Fra bibliotek调速器
根据速度传感器的信号， 控制执行器以调节机械 设备的转速。
执行器
根据调速器的信号，控 制机械设备的功率输出， 从而调节其转速。
调速回路的工作原理
1
调速器控制执行器
2
调速器根据传感器信号，控制执行
器以调节机械设备的转速。
《调速回路》PPT课件
本课件将介绍调速回路的定义、作用以及主要元件。我们还会探讨调速回路 的工作原理、应用领域、优点和局限性，以及未来的发展趋势。
调速回路的定义和作用
1 定义
调速回路是一种控制系统，用于稳定和调节机械设备的转速。
2 作用
调速回路可以确保机械设备在不同工作负荷下保持稳定的转速，提高效率和性能。
调速回路的优点和局限性
优点
调速回路能够确保设备在不同负载下保持 稳定的转速，提高效率和性能。
局限性
调速回路需要精确的传感器和控制器，并 且对于某些复杂的系统可能较难设计和维 护。
调速回路的发展趋势
1
自适应控制
未来的调速回路将更加智能化，能够根据工作负载和环境变化自动调节参数。
2
能耗优化
调速回路将越来越关注能耗优化，以减少能源浪费并提高系统的可持续性。
3
传感器检测转速
速度传感器检测机械设备的转速， 并将信号传送至调速器。
执行器调节转速
执行器根据调速器的信号，控制机 械设备的功率输出，从而调节其转 速。
调速回路的应用领域
工业机械
调速回路被广泛应用于工业机械，以确保稳定 的工作性能和效率。
交通运输
调速回路用于控制车辆、船舶和飞机的动力系 统，提供平稳的加速和减速。
调速回路原理图
调速回路原理图
调速回路的基本原理可以通过下图表示：
[调速回路原理图]
说明：
1. 发电机为主动力源，通过与调速器相连的机械部件，输出带动被控对象（如电机、涡轮等）。
2. 传感器用于感知被控对象的运行状态，通常通过测量输出信号的变化来反映实际运行速度。
3. 控制器接收传感器的反馈信号，与设定值进行比较，并输出误差信号。
4. 误差信号进一步经过滤波器进行处理，以去除噪声干扰，得到平滑的控制信号。
5. 控制信号经过放大器放大后，作为输入信号传送给执行器，由执行器对被控对象进行调节控制。
6. 被控对象在接收到执行器的控制信号后，相应地调整自身的运行状态。
7. 调速器根据被控对象的反馈信号与设定值之间的差异，不断调整输出信号，使得被控对象的实际运行速度逐渐接近设定值。
8. 循环中的负反馈机制使得调速回路能够实现稳定的自动调节，确保被控对象始终保持在设定值附近。
根据以上原理图，调速回路能够实现对被控对象速度的精确控制和稳定调节。
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。
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
《调速回路快速回路》课件
3
特点和分类
调速回路具有不同的特点和分类，包括电压控制、电流控制、频率控制等，适用 于不同的应用场合。
快速回路
定义和作用
快速回路用于快速响应特定的输入信号，并在短时间内完成相应的动作。
实现方法
快速回路通常使用高速传感器和快速响应的控制器，以实现快速、精确的动作。
应用案例
快速回路在机械工业、自动化系统和电子设备中有广泛的应用，如高精度机械加工、液压系 统等。
《调速回路快速回路》 PPT课件
在本PPT课件中，我们将介绍调速回路和快速回路的基本原理、特点和应用。 通过案例分析和对比分析，帮助您更好地理解并选择适用的回路类型。
调速回路
1
定义和作用
调速回路用于控制电机或发动机的转速，以实现精确的调整和稳定运行。
பைடு நூலகம்
2
基本原理
调速回路使用传感器测量输出速度，并通过反馈回路调整输入信号，实现速度控 制。
1 工业自动化
调速回路广泛应用于工业自动化中的电机控制，提高生产效率和品质。
2 交通运输
调速回路用于汽车、船舶和飞机等交通工具中的动力系统控制，提供平稳的加速和减速。
3 能源领域
电力工程和可再生能源系统中的调速回路，实现对发电机组和风力涡轮的精确控制。
快速回路的实际应用
机器人技术
快速回路为机器人实现高速、 精确的运动和操作能力，提升 自动化生产线的效率。
医疗设备
快速回路在医疗设备中的应用， 如高频电刀和激光设备，实现 精确和安全的治疗。
通信技术
快速回路在通信系统中的应用， 提供快速信号处理和数据传输， 保证通信的实时性。
调速回路和快速回路的未来
1 技术发展趋势
调速回路概述节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进： １、将节流阀换成调速法或溢流节流阀
Ｆ－v曲线 得到明显 改善，见 图8-2
定压式
Ｆ－v曲线 得到明显 改善，见 图8-2图8-7
变压式
变压式
2、比例阀、伺服阀、数字阀采用闭环控制: 成本高、系统复杂
作业
１、画出你所掌握的节流调速回路，叙述其 工作原理，分析其Ｆ—ｖ特性及效率。 ２、如何改进节流调速回路的性能？
３、调速特性：某个负载下的调速范围
v
q1 A1
CAT1( pP A1 A11
F)
由上式可得某个负载下，定压式进口节流调速回路的
调速范围为：
RC
vmax vmin
AT1max AT1min
RT1
上式表明：定压式进口节流调速回路的调速范围只受 流量控制元件（(a)图中为节流阀）调速范 围的限制。
结论:使用节流阀的定压式节流调速回路，结构简单，价格
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的特点：
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：
v q A1
p1A1 F q1 CAT1pT1 CAT1( pP p1)
整理后可得：
v
q1 A1
CAT1( pP A1 F ) A11
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
kv
F v
1 tgα
kv
CAT1
6-1-2速度回路
3. 变量泵 变量马达调速回路 变量泵-变量马达调速回路
调速特性
调速范围大 RC ≈ 100 应用： 应用： 大功率、 大功率、调速范围 要求大的场合。 要求大的场合。
VM = VM max不动, TM = C.
VP = VP max不动, PM = C.
调VP ↑ ： M ↑, PM ↑ . 调VM ↓ ：M ↑, TM ↓ . n n
二、速度控制回路
q 液压缸: 液压缸 v = A q 马达: 马达 n = V
调速方法 A一定，调节q，v变。 一定，调节 ， 变 一定 调节q、V，n变。 调节 ， 变
{
1. 节流调速 2. 容积调速 3. 容积节流调速
（一）节流调速回路
通过改变节流阀的通流截面积来控制进入执 行元件流量，以调节其运动速度。 行元件流量，以调节其运动速度。
AT 2 < AT 1
pM VM TM = η mM 2π
TM 与 qP 无关, VP , TM = C.
恒转矩调速回路 3）功率 ）
PM = TM 2π nM
PM ∝ nM , VP , nM , PM
2. 定量泵 变量马达式调速回路 定量泵-速 nM = VM
VM ↑, nM ↓ .
pM VM η mM 2）转矩 TM = 2π
VM ↑, TM ↑ .
3）功率 ）
PM = TM 2π nM pM VM qM = η mM 2π η vM 2π VM = pM qMη M
PM 与VM 无关, VM , PM = C.
恒功率调速回路 调速范围小 RC ≤ 3
速度-负载特性曲线 速度 负载特性曲线
(3) 功率和效率
回路输出功率（缸输出）： 回路输出功率（缸输出）：
调速回路
第七章 液压基本回路-调速回路
④低速情况
CAT v进 1 ( p p A1 FL ) A1 CAT v回 1 ( p p A1 FL ) A2 v进 A2 1 ( ) v回 A1
节流调速 回路
容积调速 回路
容积节流 调速回路
在回路参数相同的条件下， v进 v回 进油节流能够得到更低的 速度。
第七章 液压基本回路-调速回路
节流调速 回路
容积调速 回路
容积节流 调速回路
第七章 液压基本回路-调速回路
机械特性-速度负载特性曲线
节流调速 回路
q2 CAT ( p p A1 FL ) v2 A2 A2 1
容积调速 回路
容积节流 调速回路
F 0 （1）v v CAT ( p A ) 2 max p 1 A2 1 F Fmax p p A1 （2） v2 0 F （3） v2
第七章 液压基本回路-调速回路
③效率 在回油路中回油压力不为零，存在背压。
节流调速 回路
容积调速 回路
进油：p1 A1 FL
容积节流 调速回路
进油：p1 A1 p2 A2 FL FL 0, A1 2 A2 , p2 2 p1
回油压力增加，导致系统压力增加，降低了密 封件的使用寿命，泄漏量增大，因此回油节流 效率低。
F 1 1 K v1 v1 tg v1 F p p A1 F K v1 v1
q1 CAT ( p p A1 F ) v1 1 A1 A1
容积调速 回路
容积节流 调速回路
第七章 液压基本回路-调速回路
通过分析可知进油节 流调速回路，在活塞 的运动速度较低，负 载较小时，速度刚度 较大，适用于低速小 负载，且负载变化范 围不大的场合。
6.2 调速回路
张福霞fxhit@ 4
性能分析
(1)速度--负载特性 由图可知： 1）AT一定时，F↗，v↘
2）F一定，AT ↗, v ↗
3） AT ↗, v越不稳定 4）重载区v极不稳定
张福霞fxhit@
5
功率特性
进油节流调速回路属于定压式节流调速回路，泵的供油 压力由溢流阀确定，所以泵的输出功率，即回路输入功率为 一常值。
张福霞fxhit@
19
四、容积节流调速回路
容积节流调速回路的工作原理是用压力补偿变量 泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来 调节活塞运动速度，并使变量泵的输出流量自动与液压 缸所需流量相适应。 特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性也比单纯 的容积调速回路好。
多用于工程机械、矿山机械、农业机械和大型机床等大 功率的调速系统中。
6.2 调速回路
6.2.1 调速方法概述 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： 液压马达的转速:
q n VM
q A
式中
q — 输入液压缸或液压马达的流量； A — 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM — 液压马达的每转排量。
张福霞fxhit@
2
目前常用的调速回路主要有以下几种： (1)节流调速回路 (2)容积调速回路 采用定量泵供油，通过改变回 通过改变回路中变量泵或变量
路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。
马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)容积节流调速回路（联合调速） 6.2.2 采用节流阀的节流调速回路 节流调速回路有进油路节流调速，回油节路流调速， 旁路节流调速三种基本形式。
性能分析
(1)速度--负载特性 由图可知： 1）AT一定时，F↗，v↘
2）F一定，AT ↗, v ↗
3） AT ↗, v越不稳定 4）重载区v极不稳定
张福霞fxhit@
5
功率特性
进油节流调速回路属于定压式节流调速回路，泵的供油 压力由溢流阀确定，所以泵的输出功率，即回路输入功率为 一常值。
张福霞fxhit@
19
四、容积节流调速回路
容积节流调速回路的工作原理是用压力补偿变量 泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来 调节活塞运动速度，并使变量泵的输出流量自动与液压 缸所需流量相适应。 特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性也比单纯 的容积调速回路好。
多用于工程机械、矿山机械、农业机械和大型机床等大 功率的调速系统中。
6.2 调速回路
6.2.1 调速方法概述 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： 液压马达的转速:
q n VM
q A
式中
q — 输入液压缸或液压马达的流量； A — 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM — 液压马达的每转排量。
张福霞fxhit@
2
目前常用的调速回路主要有以下几种： (1)节流调速回路 (2)容积调速回路 采用定量泵供油，通过改变回 通过改变回路中变量泵或变量
路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。
马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)容积节流调速回路（联合调速） 6.2.2 采用节流阀的节流调速回路 节流调速回路有进油路节流调速，回油节路流调速， 旁路节流调速三种基本形式。
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1．采用行程阀的速度换接回路
张福霞fxhit@
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2、 慢速-慢速切换回路
1）串联调速阀慢速-慢速切换回路 特点：v1 > v2
两调速阀工作的先后顺 序不受限制，可单独调节 流量。
张福霞fxhit@
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2）并联调速阀切换回路
特点： 速度转换瞬间，造成进给部件突 然前冲。 适于速度预选场合，不适于同一 行程两次速度的转换 只有阀6的流量调得比阀5的小， 阀6才能起作用。
A2 A2 ( p1 p2 )q1 ( p1 p2 ) A1 A1 pP q1 pP
p1 pP pT pT 1 pP pP pP
张福霞fxhit@ 22
张福霞fxhit@
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五、三种调速回路比较
张福霞fxhit@
q2 KAT A1 F m KAT v ( p p ) 1 m ( A1 p P F ) m A2 A2 A2 A2 A2
张福霞fxhit@ 7
进油路和回油路节流调速的比较
(1) 承受负值负载的能力 回油节流调速能承受一定的 负值负载 (2) 油液发热对回路的影响 进油节流调速的油液发热 会使缸的内外泄漏增加； (3) 启动性能 回油节流调速回路中重新启动时背压 不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。 为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流阀调速， 并在回油路上加背压阀，使其兼具二者的优点。 进油路、回油路节流调速回路结构简单，但效率较低， 只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床 的进给系统中
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张福霞fxhit@
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3、采用蓄能器的快速运动回路
张福霞fxhit@
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4增速缸的快速动作回路
张福霞fxhit@
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例1：如图所示的差动连接回路，泵流量q=10 L/min， 液压缸两腔面积A1=50cm2,A2=30cm2。摩擦阻力 R=2000N，换向阀的局部损失△p=0.2MPa，管路损 失均不计。1）由于要考虑元件的压力损失，试判断 所列举的差动液压缸受力平衡方程式中哪个正确，
( A) ( B) (C )
A1 p1 R pA2 A1 p1 R ( pB p) A2 A1 p1 R ( pB p) A2
2）计算差动连接时活塞运动速
度及泵的工作压力。
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解：差动连接： p2 p1 p 受力平衡方程：
张福霞fxhit@
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四、容积节流调速回路
容积节流调速回路的工作原理是用压力补偿变量 泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来 调节活塞运动速度，并使变量泵的输出流量自动与液压 缸所需流量相适应。 特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性也比单纯 的容积调速回路好。
多用于工程机械、矿山机械、农业机械和大型机床等大 功率的调速系统中。
张福霞fxhit@ 11
⑷用调速阀的节流调速回路
张福霞fxhit@
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三、容积调速回路
通过改变液压泵或液压马达排量 来进行调速的方法称为 容积调速。 优点：没有节流损失和溢流损失，因而效率高，系统温
升小，适用于大功率系统
张福霞fxhit@
13Байду номын сангаас
1、变量泵及定量执行元件调速回路
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换向回路
对液压缸而言
采用换向阀的换向回路
单作用液压缸换向：用二位三通阀。
双作用执行元件换向： 采用二位四通换向阀、三位四通换向阀。 二位阀只能使执行元件正、反向运动; 三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能。
张福霞fxhit@
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锁紧回路
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1) 、速度负载特性
不考虑管道的泄漏和压力损失时，可得此回路的速
度-负载特性方程
2TM VP nP k1 qP VP nP k1 pP VM nM VM VM VM
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2) 、转速特性
采用容积效率、机械效率表示液压泵和液压马达的损
张福霞fxhit@ 8
⑶旁油路节流调速回路
p1 A1 p2 A2 F
p1 F / A 1
F m q j KAp KA( ) A1
m
F m q1 q p q j q p KA( ) A1
FL FL m q pt k1 ( ) KAT ( ) q q q q1 A1 A1 pt p v A1 A1 A1
张福霞fxhit@
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节流调速回路
⑴进油路节流调速回路
p1 A1 p2 A2 F
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p1 F / A1
F p p p p1 p p A1
q1 KAT p m
(7 2)
F m q1 KAT ( p p ) A1
q1 KAT F m KAT m v ( p p ) 1 m ( A1 p P F ) A1 A1 A1 A1
P p1q1 1 c Pp p p q p
进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大对稳定性 要求不高的小功率场合。
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⑵回油节流调速回路
p1 A1 p2 A2 F
P F 1A 1 P2 A2 A2
p p2 0 p2
A1 F m q 2 KAT ( pp ) A2 A2
张福霞fxhit@ 20
1、限压式变量泵与调速阀
又称流量匹配回路
流量匹配的动态过程 限压式变量泵的供油压力应调节为 pP≥p1+△ pTmin 系统最大工作压力 p1max≤ pP -△ pTmin
张福霞fxhit@
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如果不考虑泵、缸和管路的损失，回路效率为
如果无背压，则
张福霞fxhit@ 4
性能分析
(1)速度--负载特性 由图可知： 1）AT一定时，F↗，v↘
2）F一定，AT ↗, v ↗
3） AT ↗, v越不稳定 4）重载区v极不稳定
张福霞fxhit@
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功率特性
进油节流调速回路属于定压式节流调速回路，泵的供油 压力由溢流阀确定，所以泵的输出功率，即回路输入功率为 一常值。
A1 p1 R A2 p2 R ( p1 p ) A2 2000 30 10 4 0.2 106 p1 1.3MPa 4 (50 30) 10 q v 5m / min A1 A2
张福霞fxhit@
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例2：解：电磁铁动作顺序表
张福霞fxhit@
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6.3 快速动作回路
1、采用差动连接的快速动
作回路
差动连接回路是在不 增加液压泵输出流量 的情况下，来提高工 作部件运动速度的一 种快速回路，其实质 是改变了液压缸的有 效作用面积。
张福霞fxhit@
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2、双泵并联快速回路
在机床中应 用广泛。
张福霞fxhit@
对液压马达和液压缸而言
通过切断执行元件进、出油 通道而使执行元件准确停在 确定位置，并防止停止运动 后因外界因素而发生窜动。
1. 用三位换向阀“O” 或“M”型中位机能锁紧
特点:结构简单，不需增加其它装置， 但由于滑阀环形间隙泄漏较大，故 其锁紧效果不太理想，一般只用于 要求不太高或只需短暂锁紧的场合。
6.2 调速回路
6.2.1 调速方法概述 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： 液压马达的转速:
q n VM
q A
式中
q — 输入液压缸或液压马达的流量； A — 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM — 液压马达的每转排量。
回路输入功率：
Pp p p q p const
A1
回路输出功率： P Fv F q1 p q 1 1 1 功率损失：
P Pp P 1 p p q p p1q1 p p (q1 q y ) ( p p p)q1 p p q y pq1
回路效率：
快进 工进 快退 停止
1DT + + － －
2DT + － + －
3DT + － + －
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6.4 速度换接回路
速度换接回路功用 完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。实质上是一种分 级（或有级）调速回路，但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路 的不同之处。 速度换接回路分类 快速与慢速的换接 两种慢速的换接
张福霞fxhit@
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目前常用的调速回路主要有以下几种： (1)节流调速回路 (2)容积调速回路 采用定量泵供油，通过改变回 通过改变回路中变量泵或变量
路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。
马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)容积节流调速回路（联合调速） 6.2.2 采用节流阀的节流调速回路 节流调速回路有进油路节流调速，回油节路流调速， 旁路节流调速三种基本形式。
失和泄漏，则马达的输出转速与变量泵排量的关系为
张福霞fxhit@
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（2）定量泵和变量液压马达组成的容积调速回路
恒功率调速回路
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(3)变量泵和变量马达组成的容积调速回路
张福霞fxhit@
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调速过程分为两个阶段：
1）将液压马达的排量固定在最大值上，逐 渐增大泵的排量——恒扭矩调速； 2）将泵的排量固定在最大值上，逐渐减小 马达的排量——恒功率调速。
张福霞fxhit@ 1
由以上两式可以看出，要控制缸和马达的 速度，可以通过改变流入流量来实现，也可以 通过改变排量来实现。 对于液压缸来说，通过改变其有效作用面 积 A （相当于排量）来调速是不现实的，一般 只能用改变流量的方法来调速。 对变量马达来说，调速既可以改变流量， 也可改变马达排量。