【机械课件】第七章1速度控制回路
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故 液压缸的工作速度为： v = q1/A =[ qtp-kL(F /A)-CAT(F/A)φ]/A
结论：① AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软 ② F=C,↑AT，v↓; ↓AT↑v，即速度随AT而变化
按流量阀安装位置不同 < 回油路 旁油路
节流阀进口节流调速回路
特征 油路 工作特性分析
节流阀进口节流调速回路特征
将节流阀串联在进入液压缸的油 路上，即串联在泵和缸之间，调 节A节，即可改变q，从而改变速 度，且必须和溢流阀联合使用。
节流阀进口节流调速回路油路
节流阀 → 液压缸 qp <
溢流阀 → 油箱
综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油 路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀 串接于回油路），因而兼有两回路优点。
节流阀旁路节流调速回路
特征 油路 工作特性分析 应用
节流阀旁路节流调速回路特征
将节流阀装在与执行元 件并联的支路上，即与 缸并联，溢流阀做安全 阀，pP取决于负载， pP = p1=△p = F/A
调速范围大 速度稳定性好
效率高
一 节流调速回路
组成 工作原理
分类
节流调速回路组成
定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
节流调速回路工作原理
通过改变流量控制阀阀口的通流面 积来控制流进或流出执行元件的流 量，以调节其运动速度。
节流调速回路分类
节流阀节流调速 按采用流量阀不同 <
调速阀节流调速 进油路
q1 = CAT△pφ = CAT（PP- F /A）φ
液压缸的运动速度
v = q1/A = CAT (pP-F/A)φ/A 结论：v∝AT 改变 AT ，即可改变
q1 改变v。A T 调定，v随F 变化而变化。
速度负载特性结论
① AT = C,F↑,v↓ ∴ 速度负载特性软，即轻载时刚性好
② F = C,AT越小，v刚性越好， 即低速时刚性好。
节流阀出口节流调速回路
特征 比较
相同处 不同处
节流阀出口节流调速回路特征
将节流阀串联在液 压缸的回油路上， 即串联在缸和油箱 之间，调节AT，可 调节q2以改变速度， 仍应和溢流阀联合 使用，pP = pS。
动画演示
与进口节流调速回路相同处
∵ v—F特性基本与进口节流相似 ∴ 上述结论都适用于此
∴ 便于实现压力（升压）控制而回油路 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。
最低稳定速度
∵ 若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量 ∴ 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。 故 进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路
第七章 基本回路 7、1 速度控制回路
目的任务 重点难点 提问作业
目的任务
了解速度控制回路的分类、组成、特点 掌握速度控制回路的功用、工作原理
重点难点
节流阀节流调速原理 变——变调速回路 增速回路 换速回路
提问作业
7——4
第七章 基本回路
定义 分类
基本回路定义
由有关液压元件组成，并能完成某一 特定功能的典型（简单）油路结构。
液压马达：n = q /Vm 由上两式知： ∵ 改变q 、 Vm、A，皆可改变v或n，
一般A是不可改变的。 液压缸：改变q，即可改变v
∴< 液压马达：既可改变q，又可改变Vm
调速回路调速方法
节流调速——改变q < 容积调速——改变泵和马达的V
容积节流调速——既可改变q，又可改变V
对调速回路的要求
基本回路分类
方向控制回路 压力控制回路 按功用分 < 速度控制回路 多缸工作控制回路
7、1 速度控制回路
功用 分类
速度控制回路功用
改变执行元件的运动速度
速度控制回路分类
调速*、换速、增速回路等
7、1、1 调速回路
调速原理 调速方法 对调速回路的要求
调速回路调速原理
液压缸： v = q /A <
最大承载能力
∵PP = pS = C， ∴不论AT如何变化，其最大承载能力
不变即Fmax = p P AT 故 称为恒推力调速（或恒转矩调速）
功率和效率
液压泵的输出功率 液压缸的输出功率 回路的功率损失
溢流损失 节流损失 回路的效率
液压泵的输出功率
PP = pPq P = 常数
液压缸的输出功率
与进口节流调速回路不同处
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
承受负值负载能力
∵ 回油路节流阀使缸有一定背压 ∴ 能承受负值负载，并↑v稳定性，
而进油路则需在回油路上增加背 压阀方可承受，△P↑。
实现压力控制的方便性
∵ 进油路调速中工作台碰到死挡铁后， 活塞停止，缸进油腔油压上升至pS
P1 = F v = F q1/A = p1q1
回路的功率损失
△p = pP- p1 = pPqP- p1q1 = pP（q1 + △q）- (pP-△p) q1 = pP △q +△p q1
△q = qP- q1
溢流损失
△pY = pP △q
节流损失
△pT = △p q1
回路的效率
η= p1/p P = Fv/pPqP = p1q1/pPqP ∵ 存在两部分功率损失 ∴ 这种调速回路效率较低 故 进油路节流调速回路适用于轻载、 低速、负载变化不大和速度稳定 性要求不高的小功率液压系统。 如磨床液压系统
动画演示
节流阀进口节流调速回路工作特性分析
1） 速度负载特性 2） 最大承载能力 3) 功率和效率
速度负载特性
液压缸稳定工作时的受力平衡方程 结论
液压缸稳定工作时的受力平衡方程
p1A = F + p2A
∵ p2→T
pp = ห้องสมุดไป่ตู้S = C
∴ p2 = 0
p1 = F/A
故 节流阀两端的压力差为
△p = pP-p1 = pP-F/A 经节流阀进入液压缸的流量为：
动画演示
节流阀旁路节流调速回路油路
缸（q1） q<
节流阀 → T
节流阀旁路节流调速回路工作特性分析
（1） 速度负载特性 （2） 最大承载能力 （3） 功率和效率
节流阀旁路节流调速回路速度负载特性
重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负 载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。
q1= qP- qT = (qtP- △qP)- qT = (qtP- kLpP)-CAT△pφ = qtp-kL(F /A)-CAT(F/A)φ
结论：① AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软 ② F=C,↑AT，v↓; ↓AT↑v，即速度随AT而变化
按流量阀安装位置不同 < 回油路 旁油路
节流阀进口节流调速回路
特征 油路 工作特性分析
节流阀进口节流调速回路特征
将节流阀串联在进入液压缸的油 路上，即串联在泵和缸之间，调 节A节，即可改变q，从而改变速 度，且必须和溢流阀联合使用。
节流阀进口节流调速回路油路
节流阀 → 液压缸 qp <
溢流阀 → 油箱
综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油 路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀 串接于回油路），因而兼有两回路优点。
节流阀旁路节流调速回路
特征 油路 工作特性分析 应用
节流阀旁路节流调速回路特征
将节流阀装在与执行元 件并联的支路上，即与 缸并联，溢流阀做安全 阀，pP取决于负载， pP = p1=△p = F/A
调速范围大 速度稳定性好
效率高
一 节流调速回路
组成 工作原理
分类
节流调速回路组成
定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
节流调速回路工作原理
通过改变流量控制阀阀口的通流面 积来控制流进或流出执行元件的流 量，以调节其运动速度。
节流调速回路分类
节流阀节流调速 按采用流量阀不同 <
调速阀节流调速 进油路
q1 = CAT△pφ = CAT（PP- F /A）φ
液压缸的运动速度
v = q1/A = CAT (pP-F/A)φ/A 结论：v∝AT 改变 AT ，即可改变
q1 改变v。A T 调定，v随F 变化而变化。
速度负载特性结论
① AT = C,F↑,v↓ ∴ 速度负载特性软，即轻载时刚性好
② F = C,AT越小，v刚性越好， 即低速时刚性好。
节流阀出口节流调速回路
特征 比较
相同处 不同处
节流阀出口节流调速回路特征
将节流阀串联在液 压缸的回油路上， 即串联在缸和油箱 之间，调节AT，可 调节q2以改变速度， 仍应和溢流阀联合 使用，pP = pS。
动画演示
与进口节流调速回路相同处
∵ v—F特性基本与进口节流相似 ∴ 上述结论都适用于此
∴ 便于实现压力（升压）控制而回油路 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。
最低稳定速度
∵ 若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量 ∴ 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。 故 进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路
第七章 基本回路 7、1 速度控制回路
目的任务 重点难点 提问作业
目的任务
了解速度控制回路的分类、组成、特点 掌握速度控制回路的功用、工作原理
重点难点
节流阀节流调速原理 变——变调速回路 增速回路 换速回路
提问作业
7——4
第七章 基本回路
定义 分类
基本回路定义
由有关液压元件组成，并能完成某一 特定功能的典型（简单）油路结构。
液压马达：n = q /Vm 由上两式知： ∵ 改变q 、 Vm、A，皆可改变v或n，
一般A是不可改变的。 液压缸：改变q，即可改变v
∴< 液压马达：既可改变q，又可改变Vm
调速回路调速方法
节流调速——改变q < 容积调速——改变泵和马达的V
容积节流调速——既可改变q，又可改变V
对调速回路的要求
基本回路分类
方向控制回路 压力控制回路 按功用分 < 速度控制回路 多缸工作控制回路
7、1 速度控制回路
功用 分类
速度控制回路功用
改变执行元件的运动速度
速度控制回路分类
调速*、换速、增速回路等
7、1、1 调速回路
调速原理 调速方法 对调速回路的要求
调速回路调速原理
液压缸： v = q /A <
最大承载能力
∵PP = pS = C， ∴不论AT如何变化，其最大承载能力
不变即Fmax = p P AT 故 称为恒推力调速（或恒转矩调速）
功率和效率
液压泵的输出功率 液压缸的输出功率 回路的功率损失
溢流损失 节流损失 回路的效率
液压泵的输出功率
PP = pPq P = 常数
液压缸的输出功率
与进口节流调速回路不同处
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
承受负值负载能力
∵ 回油路节流阀使缸有一定背压 ∴ 能承受负值负载，并↑v稳定性，
而进油路则需在回油路上增加背 压阀方可承受，△P↑。
实现压力控制的方便性
∵ 进油路调速中工作台碰到死挡铁后， 活塞停止，缸进油腔油压上升至pS
P1 = F v = F q1/A = p1q1
回路的功率损失
△p = pP- p1 = pPqP- p1q1 = pP（q1 + △q）- (pP-△p) q1 = pP △q +△p q1
△q = qP- q1
溢流损失
△pY = pP △q
节流损失
△pT = △p q1
回路的效率
η= p1/p P = Fv/pPqP = p1q1/pPqP ∵ 存在两部分功率损失 ∴ 这种调速回路效率较低 故 进油路节流调速回路适用于轻载、 低速、负载变化不大和速度稳定 性要求不高的小功率液压系统。 如磨床液压系统
动画演示
节流阀进口节流调速回路工作特性分析
1） 速度负载特性 2） 最大承载能力 3) 功率和效率
速度负载特性
液压缸稳定工作时的受力平衡方程 结论
液压缸稳定工作时的受力平衡方程
p1A = F + p2A
∵ p2→T
pp = ห้องสมุดไป่ตู้S = C
∴ p2 = 0
p1 = F/A
故 节流阀两端的压力差为
△p = pP-p1 = pP-F/A 经节流阀进入液压缸的流量为：
动画演示
节流阀旁路节流调速回路油路
缸（q1） q<
节流阀 → T
节流阀旁路节流调速回路工作特性分析
（1） 速度负载特性 （2） 最大承载能力 （3） 功率和效率
节流阀旁路节流调速回路速度负载特性
重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负 载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。
q1= qP- qT = (qtP- △qP)- qT = (qtP- kLpP)-CAT△pφ = qtp-kL(F /A)-CAT(F/A)φ