液压调速回路 PPT课件

结论 为了提高回路的综合性能，一般采用进油节
流调速回路，并在回油路上加背压阀。
3、旁路节流调速回路
溢流阀的作用：安全阀
变压式节流调速回路
pp
p1
F A1
3.1旁路节流速度负载特性
AT不变
q=KATp11/2
负载增加
P1增加
刚性小
液压油缸 速度减小
节流阀 流量增加
3.1旁路节流速度负载特性
AT不变
2）最大承载能力
应用
1、进油节流调速回路
p1
q1
A 1 o
qo 2
Pp
qpo
Py
F
q＝KA△pm
已知：溢流阀调整压力 节流阀面积 液压缸有效作用面积 负载、液压泵的流量
T 设：有杆腔压力为P1 无杆腔压力为P2
泵的出口压力Pp，流量qp
进入无杆腔的流量q1
1、进油节流调速回路
p1
q1
A 1 o
qo 2
本节主要内容
1 调速回路分类 2 进油节流调速ห้องสมุดไป่ตู้路
重点
速度 负载特性
3 回油节流调速回路 4 旁路节流调速回路
最大 承载能力
调速原理
液压缸
调节进入液压缸的流量q v =q /A
液压马达
调节q或者V
赖祖亮@小木虫
n = q /vm
调速方法
F
F
增加支路
调速方法
1
增加支路
节流调速
2
改变马达或者泵的排量
Pp
T
qpo
Py
流量为零
压差为零
速度为零
例题1
在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，不考虑溢流阀的调压偏差，溢流
阀的调定压力 py 2MPa 试分析：
1）液压缸大腔最高工作压力
2）求活塞运动速度
A缸
3）负载增加时，节流阀进出口压力如何变化
pL
Cd 0.62
q p 10 L / min
，
AT1 0.02cm2
实现压力控制的方便性
进油节流调速回路容易实现压力控制。 回油路调 速在上述工况时，进油腔压力变化很小，无法
控压，而回油腔p↓0，可降压发讯，但电路复杂。
进、回油节流调速回路的不同之处
最低稳定速度
无杆腔进油量大于有杆腔回油流在缸径、缸速相同情况 下，进油节流调速回路流量阀开口较大，低速时不易堵 塞
负载增加
q=KATp11/2
P1增加
液压油缸 速度为零
节流阀 流量增加
流量从 节流阀走
3.1旁路节流速度负载特性
AT
承载能力？
q=KATp11/2
AT增加
承载能力 减小
P1减小
3.3旁路节流回路总结
溢流阀关闭，起安全阀作用。 速度受负载变化的影响大
AT越大，Fmax越小，回路的调速范
围受到限制。 只有节流功率损失，无溢流功率
p2
F
V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
q1
qo 2
负载增加
速度减小
最大负载
p2=0
Pp
T
qpo
Py
流量为零
压差为零
速度为零
例题1.
已知: 缸径D=100mm ; 活塞杆直径d=70mm ; 负载F=25KN。试问：
1〉 欲使节流阀前、后压差为
，溢流阀的压力 应调到多少？
特点：效率高，油液的散热条件差。
二、容积调速回路
在实际应用中：节流调速多采用开式系统 容积调速多采用闭式系统
容积调速原理：改变液压泵和液压马达的排量 容积调速特点：没有节流损失和溢流损失，
液压泵的工作压力随负载的变化而变化，回路效率高 应用：多用于工程机械、矿上机械、农业机械和大型机床等
大功率调速系统
解： 当F=0时，
所以 比 高
;
当F=20KN时
由
得
所以速度增加了107.48/cm/min
思考题
下图所示的液压回路，已知液压缸两腔面积为A1=100 cm2，A2=50 cm2， 调速阀最小压差p=0.5 MPa，当负载F从0变化到30000 N时，活塞向右运
动的速度稳定不变。试求：1）溢流阀最小调整压力pY；
q1
qo 2
Pp
T
qpo
Py
最大承载能力 Fmax=ppA1。
2、回油节流调速回路
p1 A 1 o
p2
F
V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
q1
qo 2
调节AT：无级调速 v与AT成正比。
Pp
T
负载不变
AT增加
qpo
Py
速度增加
流量增加
2、回油节流调速回路
p1 A 1 o
损失，回路效率较高。
3.4旁路节流特点
速度刚性低。 这种回路只能用于负载较大、速
度较高，但对速度稳定性要求不 高的场合或者用于负载变化不大 的情况。 液压泵的泄漏也对速度稳定性有 直接影响，泄漏系数越大，速度 刚性越低。
4、节流调速回路功率特性
回路的功率损失ΔP为
P ppqp p1q1 pp (q1 q) ( pp pT )q1 ppq pTq1
总结
回路正常调速的条件
溢流阀打开、负载小于最大承载能力
速度与节流阀面积、负载的关系
作业
p183，6-7
二、容积调速回路
➢ 调速回路分为开式回路和闭式回路两种。
➢ 开式回路：泵从油箱吸油后向执行元件供油，
➢
执行元件的回油仍返回油箱。
特点：散热好，易受污染
➢ 闭式回路：执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连，
溢流阀作用？
压力补偿 恒压溢流
一、定量泵节流调速回路
进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。
一、定量泵节流调速回路
节流阀进口节流调速回路工作特性分析 1）速度负载特性
三、容积节流调速回路
原理：容积节流调速回路是利用变量泵和调速阀的组合来 调节执行元件的速度。
特点：变量泵的供油量能自动接受流量阀调节并与之吻合， 无溢流损失，效率高。
因此适用于要求速度稳定、效率高的液压系统
1、限压式变量泵与调速阀
构成 限压式变量泵1，调速阀2
特点
阀口关小，速度减小 阀口增加，速度增加
p1
p2
pp
1、限压式变量泵与调速阀
思考 阀口关小，流量如何变化？ 阀口关小，泵排量减小 泵输出流量减小 限压式变量泵
第六章液 压基本回路
第二节 速度控制回路一 调速回路
前节回顾
压力控制回路：任何液压回路必须需要的是:
调压回路：限制最高工作压力 卸载回路：
平衡回路使用条件
立式油缸 匀速下降
液压基本控制回路
1 压力控制回路 2 速度控制回路
调速回路 快速回路
3 方向控制回路
速度换接回路
4 多执行元件控制回路
Δp
A
pp
F
v
900 kg / m3
，
应用：
自动换向
例题2
快进— 工进— 快退 压力继电器
作用：工进 转换为快退？
例题2
快进— 工进— 快退 压力继电器
作用：工进
转换为快退。
思考：
是否可以实现顺序动作？
2、回油节流调速回路
p1 A 1 o
p2
F
活塞受力平衡方程 ppA1=p2A2+F
Py
F
q＝KA△pm
速度负载特性方程
V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1
T
最大承载能力F= A1pp
p1=pp
△p=0
q1=0
1、进油节流调速回路
p1 q1
A 1 o
qo 2
F V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1
最大承载能力F= A1pp
与节流阀面积有无关系？
损失构成 溢流阀：溢流损失 节流阀：节流损失
进回油节流调速回路既有溢流损失，又有节流损失 这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度
稳定性要求不高的小功率场合。
5改善节流调速负载特性的回路
调速阀代替节流阀，回路的 负载特性将大为提高。
调速阀可以装在回路的进油、 回油或旁路上。流量稳定
旁通型调速阀只能用于进油 节流调速回路中。
To Case
变量泵-变量马达
CLOSED CIRCUIT
hot oil shuttle
x-line relief valves
Pump charge Relief valve
Motor charge relief valve
INTERNAL PRESSURE OVERRIDE – Series Two Heavy Duty
Pp
T
qpo
Py
1、进油节流调速回路 最大承载能力
F
Fmax=ppA1。
p1
A 1 o
q1
qo 2
调节AT：无级调速
v与AT成正比。
Pp
T
负载不变
AT增加
qpo
Py
速度增加
流量增加
1、进油节流调速回路 最大承载能力
F
Fmax=ppA1。
p1
A 1 o
q1
qo 2
负载增加
速度减小
最大负载
p1=pp
例题1
1.在所示液压回路中，若液压泵输出流量 q p 10 L / min
，溢流阀的调定压力 py 2MPa ，两个薄壁式节流阀的流量系数都是 Cd 0.62 ，开口面积 AT1 0.02cm2 ，AT 2 0.01cm，2 油液密度 900 kg / m3
在不考虑溢流阀的调压偏差时，求： 1.液压缸大腔的最高工作压力；
二、容积调速回路
液压泵和液压马达（或液压缸）的组合形式，容积调速回 路可分为三种基本形式：
变量泵-定量马达（或液压缸）组成的容积调速回路； 定量泵-变量马达组成的容积调速回路； 变量泵-变量马达组成的容积调速回路。
1、变量泵-液压缸组成的开式容积调速回路。
泵-缸式容积调速回路
二、容积调速回路
Relief Valve Settings are Dictated by Application
Relief Valves
INTEGRAL SHUTTLE VALVE
To Case
CIRCUIT OPERATION
Control Flow High Pressure Charge Pressure Case Pressure Inlet Oil
F
q＝KA△pm
活塞受力平衡方程 节流阀压力流量方程
p1A1=F
q1=KATΔp1/2
Pp
T
=KAT(pp- F/A1)1/2
qpo
Py
速度负载特性方程
V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1
最大承载能力F= A1pp
1、进油节流调速回路
p1 q1
A 1 o
qo 2
Pp
qpo
q1
qo 2
节流阀压力流量方程
q2=KATp21/2
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2
V =q2/A2
Pp
T
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
qpo
Py
速度负载特性方程
最大承载能力 Fmax=ppA1。
2、回油节流调速回路
p1 A 1 o
p2
F
V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
Pp ppqp 常量
输出功率
液压缸的输入功率，也就是回路的有效功率P1为
总效率
P1 p1q1
2.3进、回油节流调速回路的不同之处
1） 承受负值负载能力 2） 实现压力控制的方便性 3） 最低稳定速度
进、回油节流调速回路的不同之处
承受负值负载能力
回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受 负值负载，且运动速度比较平稳。 而进油路则需在回油路上增加背压阀方可承受
Variable Pump & Fixed Motor
CASE DRAIN
RESERVOIR & COOLER
CHARGE PUMP – Relieve to Case
FILTER – Inlet (Suction Side)
MANUAL CONTROLLER
CROSS PORT RELIEF VALVES
2〉上述调节压力不变，当负载F降为15KN时，节流阀前后的压差为何值
3〉 当节流阀的最小稳定流量为50mL/min，缸的最低稳定速度是多少？
例2： 在图示的回路中,已知：
；
；溢流阀
调定压力
；当负载F=20KN时，用节流阀调定的速度
v=30cm/min。问负载F=0时， 比 高多少？液压缸速度增加
多少（cm/min）？
容积调速
3
两者兼之
容积节流
分类
调速回路
定量泵节流调速
容积调速
容积节流调速
进 回旁 油 油路 节 节节 流 流流 调 调调 速 速速
— — —
定变变 量量量 泵泵泵
变定变 量量量 马马马 达达达
限差 压压 式式 泵泵 与与 调节 速流 阀阀
一、定量泵节流调速回路
F
Qo 1
Qo 2
如图所示是否可以调速？ 增加支路---溢流阀
2、变量泵—定量马达闭式调速回路
TM
pVM
2
nM
nPVP VM
3、定量泵-变量马达
TM
pVM
2
nM
nPVP VM
4、变量泵-变量马达
5
6
4
7
3 8
TM
pVM
2
nM
nPVP VM
▪ 在低速段，先将马
达排量调至最大， 用变量泵调速， （恒转矩调节）。
▪ 高速段，泵为最大
排量，用变量马达 调速，（恒功率调 节）。
2）负载 时，泵的工作压力pp及液压缸回油腔压力p2。
A1
A2
F
pY p2
pp
2.1速度刚性
速度刚性
AT不变，负载变化所引起速度变 化的程度。 Kv=-dF/dv=-1/tgθ=2 (ppA1FL)/v
它表示负载变化时回路阻 抗速度变化的能力。
2.2进回油节流调速回路功率特性
输入功率
液压泵的输出功率Pp为 ：