速度控制回路10

第10 次课教学整体设计

教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）

步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟）

一、复习压力控制回路概念及功能

二、复习压力控制回路的分类。

三、检查预习情况。

步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟）

本节课主要学习速度控制回路，通过学习速度控制回路有关方面的知识，了解速度控制回路原理，控制方法。

步骤3-1：讲授知识（30分钟）

3.3 速度控制回路

速度控制回路的功用是用来控制执行元件的运动速度。它包括调速回路和速度变换回路。

一、调速回路

调速回路的功用是调节执行元件的运动速度。

液压缸的速度：υ＝q / A

液压马达的转度：n＝q / VM

执行元件的速度公式可知，改变输入液压执行元件的流量 q、或液压执行元件的尺寸（液压缸的面积A或液压马达的排量VM），都可以调节液压执行元件的速度。

对液压缸来讲，在工作中改变面积比较困难，因此只能通过改变输入流量来调节速度；对于液压马达，既可以通过改变输入流量又可以通过改变其排量来实现调速。

按此方式调速回路可分为节流调速、容积调速和容积节流调速三类。

1.节流调速回路节流调速回路是利用流量阀控制流入或流出液压执行元件的流量来实现对执行元件速度的调节。根据流量阀在回路中的位置不同，节流调速回路可分为进口节流调速、出口节流

调速和旁

路节流调

速三种基

本回路。如

图3-1所

示。

图3-1 三种节流调速回路

a) 进口节流调速 b) 出口节流调速 c) 旁路节流调速

⑴进口节流调速回路如图3-1a所示。该回路是把流量阀安装在液压缸进口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制进入液压缸的流量，节流调速回路如图3-1b所示。该回路是把流量阀安装在液压缸出口从而达到调速的目的，来自定量泵多余的流量经溢流阀返回油箱，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。

⑵出口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制流出液压缸的流量，也就是控制了进入液压缸的流量，从而达到调速的目的。来自泵的供油流量中，除了液压缸所需流量外，多余的流量经过溢流阀返回油箱。所以，出口节流调速和进口节流调速回路一样，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。出口节流调速回路是调节从执行元件流出的流量，所以不仅适合于正值负载而且也适合于负值负载，同时还能用于微速控制的场合。但是回路效率低。执行元件进口侧压力为溢流阀的设定压力。执行元件出口压力（背压）随负载的变化而变化，如果负载很小或为负值负载时，执行元件出口压力有时比泵的输出压力还要高应给予重视。

⑶旁路节流调速回路如图3-1c所示。该回路是把流量阀安装在与执行元件并联的支路上，用流量阀调节流回油箱的流量，从而调节进入液压缸的流量，达到节流调速的目的。回路中的溢流阀作为安全阀使用，起过载保护作用。正常工作时溢流阀关闭，泵输出油压随负载变化，回路效率高。一般泵输出油压低于溢流阀的设定压力，而且流量控制阀也可选用较小容量的阀。但是泵的供油流量发生变化时，执行元件的速度受影响。由于无背压，不宜用在负值负载的场合，旁路节流调速回路可用于负载变化较小而且速度较高的场合。

上述三种节流调速回路，均可用节流阀代替调速阀组成进口、出口和旁路节流调速回路。在用节流阀组成的调速回路中，当负载变化时，速度的稳定性会受到影响，故速度负载特性较差，一般用于负载变化不大的液压系统中。所谓的速度负载特性就是指速度随负载的变化关系，将这种变化关系用线图来表示，就称为速度负载特性曲线。由于节流阀与调速阀相比，在结构组成上少了减压阀，因而功率损失比调速阀要低。三种节流调速回路的速度负载特性如图3-2和3-3所示。

2.容积调速回路节流调速回路由于存在着节流损失和溢流损失，回路效率低、发热量大，只适用于小功率调速系统。在大功率调速系统中，多采用回路效率高的容积式调速回路。

容积调速回路分为开式回路和闭式回路两种。在开式回路中，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。这种回路的优点是，油液在油箱中能得到充分冷却，并便于在油箱中沉淀杂质和析出气体，但缺点是油箱尺寸较大，空气和赃物易进入回路，影响其正常工作。在闭式回路中，执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连，油气隔绝，空气和赃物不易进入回路，且结构紧凑，但由于进油腔和回油腔的面积不等会产生流量差，且油液的散热条件差，因此，一般需设置补油的辅助泵、冷却器等。

在容积调速回路中，液压泵输出的液压油全部直接进入液压缸或液压马达，故无溢流和节流损失，且液压泵的工作压力随负载的变化而变化，故这种回路效率高，发热量小，多用于工程机械、矿上机械、农业机械和大型机床等大功率液压系统。

按着液压泵和液压马达(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。

⑴变量泵－定量马达（液压缸）组成的容积调速回路

如图3-4所示为变量泵-液压缸组成的开式容积调速回路。该回路由变量泵1、溢流阀2和液压缸组成，其速度负载特性曲线如图 3-5所示。由于变量泵泄漏较大，且随压力直线上升，因而该种调速方法速度负载特性较差，且低速承载能力较差。这种回路多用在推土机、升降机、插床、拉床等大功率系统中。

图3-4 泵-缸式容积调速回路

如图 3-6所示为变量泵－定量马达组成的闭式容积调速回路。

这种回路是通过改变变量泵的输出流量来实现调速的。工作时溢流阀 5关闭，起安全阀作用，并且回路最大工作压力由安全阀调定，辅助泵 1持续补油以保持变量泵的吸油口有一较低的压力且由溢流阀２调定，这样可以避免空气侵入和产生气穴现象，改善泵的吸油性能。辅助泵 1的流量为变量泵最大输出流量的 10%15%。这种调速回路的特点是效率较高，输出转矩为恒