第八章调速回路讲解详解
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二、节流式调速回路
节流调速：在定量泵系统中，通过改变回路中流量 控制元件通流截面面积的大小来控制输入或流出 执行元件的流量，从而实现调速的一种方法。
分为三种：根据流量控制阀在回路中安装位置的不 同可分为进口节流调速回路、出口节流调速回路 和旁路节流调速回路。 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
式中：RT1 — 节流阀的调速范围
结论
定压式进口节流调速回路的调速范围 只受流量控制元件调节范围的限制。
11
结论 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。
12
13
14
2.出口节流阀式节流调速回路
(1)回路的结构和调速原理
v q1 q2 A1 A2
q2 KAT 2pT
pT p2
p1 p p
pp A1 F p2 A2
v
q2 A2
KAT 2 A2 1
( pp A1 F )
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wk.baidu.com
（2）出口节流阀式节流调速回路速度负载特性同进口节流调速回路 (3) 功率特性
P p q 常量
p
pp
有效功率P （p
A 2
p）q
（p
A 1
p）q
1
A p
2
19
(2) 速度-负载特性
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：
式中：kl — 泵的泄漏系数
q k ( F ) KA ( F )
∴v
q 1
q p
q T
t
lA 1
TA 1
AA
A
1
1
1
根据上式，按不同的AT值作图，可得一 组速度-负载特性曲线。
17
◆进出口节流调速回路的比较
最大承载能力、功率和效率: 回油节流调速回路的最大承载能力、功率和效 率与进油节流调速回路的情况相同
► 回油节流调速回路中由于节流阀的存在而使液压缸的回油腔具有一定背 压，不仅提高了液压缸的平稳性，并且使它能承受负方向的负载（负值 负载，与液压缸运动方向相同的负载力）
Harbin University of Science and Technology 哈尔滨理工大学
液压与气压传动
授课教师：唐德栋
1
第八章 调速回路
一、概述
调速原理和调速回路的分类
1.调速原理：在不考虑油液压缩性和泄漏的情况下，
v 液压缸的运动速度为
q
A
n 液压马达的转速为
q
VM
2.常用的调速回路：节流调速、容积调速和容积节流 调速。
► 回油节流调速回路，如长时间停车后，由于泄漏在液压缸回油腔会形成 空隙，重新启动时，由于瞬时负载为零而导致液压泵全部流量进入液压 缸，进油腔而使活塞前冲。
在进油节流调速回路中，只要在启动时关小节流阀就能避免前冲
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3、旁油节流阀式节流调速回路
(1) 回路的结构和调速原理
▲ 回路的特点
► 回路的工作压力随负载而变； （也称变压式节流调速回路） ► 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； ► 此回路的溢流阀起安全保护作用。
而进油节流调速回路则只有在液压缸的回油路上设置背压阀后，才可承 受负值负载。
► 在回油节流调速回路中，流经节流阀而发热的油液，直接流回油箱而得 到冷却。
在进油节流调速回路中流经节流阀而发热的油液，则直接进入液压缸中， 使液压缸泄漏增加，导致其速度稳定性降低。
► 对于单出杆液压缸而言，在回油节流调速回路中，当负载为零时，液压 缸的背压将会升得很高，这样会使密封件寿命降低，而导致泄漏增加效 率降低。
1
pA
2
2
1
2
功率损失P p q p q
p
T2 2
（p
A 2
p
）q
（p
A 1
p
）q
P 1
pA 1
T2
1
pA 2
T2
2
P ci
pq
pq
p
pp
pp
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p p
T2
2
◆进出口节流调速回路的比较
(1) 承受负性负载的能力 (2) 运动平稳性能 (3) 油液温升 (4) 出口节流起动时的前冲 (5) 出口节流回油腔压力
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
2)、外负载变化时，系统效率的最大值为66% 9
结论
整个回路的功率损失很大，回
路的效率很低。
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（4）回路的调速特性
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。
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► 回路速度刚性：活塞运动速度受负载影响的程度。 ► 回路速度kv的物理意义:引起单位速度变化时负载力的
变化量，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。
6
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)
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１.进口节流阀式节流调速回路 (属于定压式)
(1)回路的结构和调速原理
动画演示 4
（2）进口节流阀式节流调速回路速度-负载特性
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、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1 pp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。
7
(3)、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。
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：
8
► 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 ► 效率 1)、当液压缸在恒载下工作时（F不变）：
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由图可知：
① 、当 AT不变时， F↑→ v↓↓
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↓
AT1<AT2<AT3
AT1
AT3
AT2
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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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(3)、功率特性
Pp p pq p p1q p
P1 p1q1 p1vA1 P Pp P1 p1qT p1(q p vA1)
二、节流式调速回路
节流调速：在定量泵系统中，通过改变回路中流量 控制元件通流截面面积的大小来控制输入或流出 执行元件的流量，从而实现调速的一种方法。
分为三种：根据流量控制阀在回路中安装位置的不 同可分为进口节流调速回路、出口节流调速回路 和旁路节流调速回路。 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
式中：RT1 — 节流阀的调速范围
结论
定压式进口节流调速回路的调速范围 只受流量控制元件调节范围的限制。
11
结论 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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13
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2.出口节流阀式节流调速回路
(1)回路的结构和调速原理
v q1 q2 A1 A2
q2 KAT 2pT
pT p2
p1 p p
pp A1 F p2 A2
v
q2 A2
KAT 2 A2 1
( pp A1 F )
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（2）出口节流阀式节流调速回路速度负载特性同进口节流调速回路 (3) 功率特性
P p q 常量
p
pp
有效功率P （p
A 2
p）q
（p
A 1
p）q
1
A p
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(2) 速度-负载特性
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：
式中：kl — 泵的泄漏系数
q k ( F ) KA ( F )
∴v
q 1
q p
q T
t
lA 1
TA 1
AA
A
1
1
1
根据上式，按不同的AT值作图，可得一 组速度-负载特性曲线。
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◆进出口节流调速回路的比较
最大承载能力、功率和效率: 回油节流调速回路的最大承载能力、功率和效 率与进油节流调速回路的情况相同
► 回油节流调速回路中由于节流阀的存在而使液压缸的回油腔具有一定背 压，不仅提高了液压缸的平稳性，并且使它能承受负方向的负载（负值 负载，与液压缸运动方向相同的负载力）
Harbin University of Science and Technology 哈尔滨理工大学
液压与气压传动
授课教师：唐德栋
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第八章 调速回路
一、概述
调速原理和调速回路的分类
1.调速原理：在不考虑油液压缩性和泄漏的情况下，
v 液压缸的运动速度为
q
A
n 液压马达的转速为
q
VM
2.常用的调速回路：节流调速、容积调速和容积节流 调速。
► 回油节流调速回路，如长时间停车后，由于泄漏在液压缸回油腔会形成 空隙，重新启动时，由于瞬时负载为零而导致液压泵全部流量进入液压 缸，进油腔而使活塞前冲。
在进油节流调速回路中，只要在启动时关小节流阀就能避免前冲
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3、旁油节流阀式节流调速回路
(1) 回路的结构和调速原理
▲ 回路的特点
► 回路的工作压力随负载而变； （也称变压式节流调速回路） ► 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； ► 此回路的溢流阀起安全保护作用。
而进油节流调速回路则只有在液压缸的回油路上设置背压阀后，才可承 受负值负载。
► 在回油节流调速回路中，流经节流阀而发热的油液，直接流回油箱而得 到冷却。
在进油节流调速回路中流经节流阀而发热的油液，则直接进入液压缸中， 使液压缸泄漏增加，导致其速度稳定性降低。
► 对于单出杆液压缸而言，在回油节流调速回路中，当负载为零时，液压 缸的背压将会升得很高，这样会使密封件寿命降低，而导致泄漏增加效 率降低。
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pA
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功率损失P p q p q
p
T2 2
（p
A 2
p
）q
（p
A 1
p
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P 1
pA 1
T2
1
pA 2
T2
2
P ci
pq
pq
p
pp
pp
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p p
T2
2
◆进出口节流调速回路的比较
(1) 承受负性负载的能力 (2) 运动平稳性能 (3) 油液温升 (4) 出口节流起动时的前冲 (5) 出口节流回油腔压力
影响因素：①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
2)、外负载变化时，系统效率的最大值为66% 9
结论
整个回路的功率损失很大，回
路的效率很低。
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（4）回路的调速特性
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。
5
► 回路速度刚性：活塞运动速度受负载影响的程度。 ► 回路速度kv的物理意义:引起单位速度变化时负载力的
变化量，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)
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１.进口节流阀式节流调速回路 (属于定压式)
(1)回路的结构和调速原理
动画演示 4
（2）进口节流阀式节流调速回路速度-负载特性
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、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1 pp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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(3)、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。
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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► 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 ► 效率 1)、当液压缸在恒载下工作时（F不变）：
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由图可知：
① 、当 AT不变时， F↑→ v↓↓
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↓
AT1<AT2<AT3
AT1
AT3
AT2
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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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(3)、功率特性
Pp p pq p p1q p
P1 p1q1 p1vA1 P Pp P1 p1qT p1(q p vA1)