第四章 容积调速回路分析.

（2）回路的特性曲线
马达转速： 马达调节参数：x p
Vp V p max
qmmv Vp n p pvmv nm Vm Vm max xm
马达输出转矩： Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm 马达输出功率：
Pm Tm nm Vm max xm pm mm V p n p pm mm pv mv V p n p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
本章主要内容
本章主要讨论液压泵和液压马达、液压缸组 成的容积调速回路的工作原理及主要工作特性
容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的 排量来调节执行元件的速度。由于没有节流损 失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适 用于高速、大功率调速系统。
容积节流调速是以不同形式变量泵为前提， 具有容积调速的基本特征——液压泵输出的流 量始终与负载流量相适应，故也纳入本章讨论
Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm
V p maxn p x p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
第二节 容积调速回路的速度刚性分析
一.容积调速回路的速度刚性分析
Vm nm V p n p ( p m l ) p qtm Vm nm qtp (q p qm ql ) p V p n p ( p m l ) p V p n p Vm nm
一.性能指标 1.容积调速回路的转矩放大系数KM 是指当液压泵和液压马达在最大调节参数时，马达 输出转矩Tm与泵输出转矩Tp之比：
KM Tm pmVm pmmm Tp p pV p
2.容积调速回路的传动比i 是指当液压泵和液压马达在最大调节参数时，马达 输出转矩nm与泵输出转矩np之比：
转矩特性：Tm Vm pmm Pm Tmnm Vmpmm nm 功率特性：
Vm pmm V p maxn p Vm [ x p (x p1 x p 2 )]
可见调速方式为恒转矩调节
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
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 当负载转矩增加时，泵的 工作压力p也相应升高,推 动液动滑阀阀芯向右移动, 使节流口增大，背压减少, 维持泵工作压力近于恒定。 反之亦然。
第四章 容积调速回路分析
第三节 容积调速回路主要参数选择
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
负载敏感泵的三种状态
1.一般工作状态： 当节流阀5的开口减小，表明负 载需求流量减少，此时泵输出的流 量大于负载所需要的流量，则阀5 的进出口压差Δp=pS - pL增大， 推动负载敏感阀1的阀芯向右移动， 使泵的出口油液通过阀1左位进入 变量缸3的无杆腔，推动泵的变量 斜盘倾角减少，泵的输出流量较少， 直到达到负载所需求的流量为止。 反之亦然。
p1q1 p1 ppqp pp
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
二.差压式变量泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理 该回路采用了带有先导式 滑阀控制的差压式变量叶 片泵，在液压缸的进油路 上串联一节流阀。 当节流阀开口增大时滑阀 5左移，节流口b开大，c 关小，泵的定子左移，e 增大，泵流量增大，液压 缸的速度增大，反之亦然 在某一稳定工况下，当节 流阀3处在某一开口时， 变量泵有一稳定流量
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
nm min Vp min
定量泵-变量马达回路:马达转速nm与马达排量成反 比，即： D nm max Vm max 3 4
nm min Vm min
变量泵-变量马达回路：该回路由上述两种回路组合 V n V 而成，即： D D D 100
m max p max m max
变量泵-定量马达回路的静特性
（2）回路的特性曲线
转速特性： qm为马达输入流量
nm qm qm q p qm V p maxn p ( x p x p1 ) qm Vm Vm Vm Vm V p maxn p [ x p (x p1 x p 2 )]
2.给定原始参数为液压马达的最大输出转矩、 转速变化范围和液压泵转速时
设计时，先根据主机的性能要求，选择马达的结构 形式及回路工作压力，计算出马达的排量和泵的排 量
第四章 容积调速回路分析
第四节 容积节流调速回路
一.限压式变量泵和调速阀的调速回路 1.回路工作原理 回路采用限压式变量泵1供油，调速 阀3确定进入液压缸的流量，并使变 量泵输出的流量与液压缸所需的流量 自动相适应。这种调速回路没有溢流 损失，效率较高，速度稳定性好。 改变调速阀中节流阀的通流面积AT的 大小，就可以调节液压缸的运动速度， 泵的输出流量qp和通过调速阀进入液 压缸的流量q1自相适应。
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
三.负载敏感泵来自百度文库节流阀的调速回路
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。 负载敏感泵有三种状态，即 一般工作状态、保压工作状 态和空转状态。
p
q p V p max x p n p p p
p p V p maxx p1n p
q p V p maxn p ( x p x p1 )
可见，Δ xp1为调节死区， 是由泵的内泄产生的
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 一.变量泵-定量马达回路
可见调速方式为恒功率调节
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 二.变量泵-变量马达回路
三.变量泵-变量马达回路
1.回路构成 变量泵可正反向供 油，变量马达可正 反向旋转 调节变量泵或并联 马达的排量均可改 变马达转速 阀5、7分别为马 达正反转的安全阀 泵4为补油泵，阀6为其调压阀 泵4可分别通过阀2、3为低压一侧补油 换向阀8和溢流阀9可使低压管路的热油排回油箱
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 二.变量泵-变量马达回路
2.回路的特性曲线
（1）转速特性
qmmv q pmv Vp max x p n p nm pvmv Vm Vm Vm max xm
（2）转矩特性 （3）功率特性
Pm Tm nm Vm max xm pm mm pmV p maxn p mm pv mv x p
变量泵-定量马达回路的静特性
（3）恒功率变量泵-定 量马达回路的特性曲线 马达转速同前面 马达的功率恒定，转矩
Pm Tm nm C Pm Pm Tm Vm V p maxn p [ x p (x p1 x p 2 )] Vm
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路
二.定量泵-变量马达回路
（1）回路构成 泵的转速 np 和排量Vp 为常数，改变马达的排量 Vm可使马达转速 nM 随 之成比例变化。 回路中高压管路上有安全 阀2 ，防止回路过载， 低压管路上泵4为补油泵， 压力由阀6调节 改变变量马达3的排量可 调节液压马达的转速
第四章 容积调速回路分析 第一节 容积调速回路 二.定量泵-变量马达回路
p m l
p
Vm mm
Tm
V p n p ( p m l )Tm 机械特性方程： nm 2
2 Tm Vm mm 速度刚性： Tv nm p m l
Vm
Vm mm
回路泄漏系数越大，负载对液压马转速达的影响就越大 液压泵的理论流量越小，泄漏所占比重越大，对液压马 转速达的影响就越大 减少回路各元件的容积损失、提高马达的机械效率、增 大马达的排量等都有利于提高回路的速度刚性
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
1.流量补偿法
利用回路压力随负载的 增减来控制泵流量做相 应的增减 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
i nm Vp pvmvlv n p Vm
第四章 容积调速回路分析 第三节 容积调速回路主要 参数选择
3.容积调速回路的效率η

c
是指在输出额定转矩和额定负载下，马达的
nm max D 最高转速nmmax与最低转速nmmin之比：即： nm min
变量泵-定量马达回路：马达转速nm与泵的排量成正 比，马达转速的最小值取决于Vp减小时泵可能提供 的最小稳定流量。即： D nmmax Vp max 40
变量泵-定量马达回路的静特性
（1）变量泵的调节特性 通常把液压马达的转速nm 与变量泵的调节参数xp之 间的关系，称为转速特性。 Vp是变量泵的排量， Vpmax是Vp的最大值，则 x VV 泵的理论流量为：q V x n 泵的实际输出流量为：
p
p
p max
tp
p max p
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
2.回路的特性曲线
曲线ABC是限压式变量泵的 压力－流量特性，曲线CDE 是调速阀在某一开度时的压 力——流量特性，点F是泵的 工作点。 回路有节流损失，其大小液 压缸工作压力p1有关。当 p1=plmax时，回路的节流损 失最小(图中阴影面积S1)， p1越小，则节流损失越大 （图中阴影面积S2）。
nm min
Vp min Vm min
p
m
第四章 容积调速回路分析 第三节 容积调速回路主要 参数选择
二.液压泵和液压马达参数的选择
1.给定原始参数为原动机的输出功率时
设计时，先根据主机对液压系统的性能要求，选择 回路方案及泵进出口压差，然后选择泵的结构形式， 计算泵的输入功率和排量及马达的排量，并选择相 应的效率
第四章 容积调速回路分析
第一节 容积调速回路
容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来 调节执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损 失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功 率调速系统。
qc 液压缸的速度： A 液压马达的转速： nm qm VM vc
可见通过改变变量泵的排量来改变进入液压缸的流 量，即可达到调速的目的
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
2.回路的特性曲线
该回路具有良好的稳速特性。当 负载增加时，pp增加，缸的泄 漏增加，qp减少，阀3的压差减 小，滑阀5向左移动，节流口b 开大，c关小，泵的定子左移， e增大，泵排量增大，补偿了泵 的泄漏，使泵的输出流量回升。 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。
2.变量泵-定量马达调速回路
泵的转速 np 和马达排 量VM 为常数，改变泵 的排量Vp可使马达转 速 nM 随之成比例变化。 回路高压管路上有安全 阀2 ，防止回路过载， 低压管路上泵7为补油 泵，压力由阀6调节 改变变量泵1的排量可 调节液压马达运动速度
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