进出口节流回路——摘自《液压速度控制技术》第5章

这种工况的话，液压源所能提供的流量就必须足够
大。
（2）图 5 示意了不同负载时的流量调节特性：负
载越大，流出液压缸的流量越小。在负载较大时，不
会出现液压源输出流量饱和的现象。
qB—从液压缸流出的流量；qBmax—可从液压缸流
出的最大流量；F1、F2、F3—负载，F1<F2<F3。
Hale Waihona Puke Baidu
2.2 负载-流量特性
最常见的恒压液压源是定流量泵加溢流阀（图 2 （a））：定流量泵提供流量 qPmax，液压源出口压力 pP 达 到溢流阀的设定压力 pS，溢流阀开启，部分流量 qY 通 过溢流阀直接回油箱，整个液压源提供的流量 qP=qPmax –qY。
如果 pP 低于 pS，则液压源转入恒流量工况，输出 流量 qPmax，进入液压缸的流量 qA=qPmax 就不再可调节 了。
第 4 期（总期 77 期） 2016 年 7 月
Fluid Power Transmission and Control
No.4(Serial No.77) July, 2016
进出口节流回路——摘自《液压速度控制技术》第 5 章
张海平
（上海 hpzhang856@sina.cn）
摘 要：分析了进出口节流回路在正常与非正常工况时的调节特性。 关键词：液压回路；进出口节流
qA=kAA（[ AApP-F）/(AA³/AJA² + AB³/AJB²)] 1/2 （2） qB=kAB（[ AApP-F）（/ AA³/AJA² + AB³/AJB²)] 1/2 （3） 但是这些表达式是在一系列假设的前提下导出 的，与实际工况肯定有差异。因此，只可作分析与估
图 4 在某个较小的负载时的流量调节特性示意图
中图分类号：TH137
文献标志码：A
文章编号：1672-8904-（2016）03-0055-005
鉴于进口节流回路和出口节流回路有各自的长 处和局限性，所以在负载时正时负的场合中，基本都 采用进出口节流回路。由于其被普遍使用，因此需要 特别予以关注和研究。
1 组成 1.1 回 路
所谓进出口节流回路，就是液压源与执行器之间 和执行器与油箱之间都有可调的节流口（图 1（a））。 在液压设备中，往往利用换向节流阀（多路阀，手动、 液控、电比例阀，伺服阀等）实现进出口节流（图 1 （b））。在操作时，两个节流口同时被调节。
（b）使用换向节流阀
图 1 进出口节流回路
1.2 适用的液压源工况
就像进口节流回路和出口节流回路一样，如果液 压源工作在恒流量工况，进入执行器的流量就不可改 变。所以，进出口节流回路流量可调的必要条件就 是：液压源不能工作在恒流量工况。
应用于进出口节流回路的液压源大多工作在近 似恒压工况，即 pP近似为一恒值。
收稿日期：2016-03-08 作者简介：张海平（1947-），男，博士，工程师，长期从事车载液压系统 及专用微机控制系统的研发工作。
（a）使用定量泵加溢流阀
（b）使用恒压变量泵
图 2 进出口节流回路的液压源
1.3 进出口节流的正常工作区
要进出口节流能够处于正常工作区，必须满足以 下两个前提（参见图 2（a））。
也可使用恒压变量泵（图 2（b））：液压源出口压力 pP达到恒压变量泵的设定压力 pS，其输出流量 qP，也就 是进入液压缸的流量 qA，低于泵可能提供的最大流量 q 。 Pmax
如果 pP 低于 pS，则液压源转入恒流量工况，输出 的流量 qP=qPmax，进入液压缸的流量就不再可调节了。
（a）独立节流阀
入液压缸的流量 qA达到液压源的最大输出流量 qP，液
压源从恒压工况转入恒流量工况。
4）工 况 点 A：AJA 和 AJB 都 达 到 最 大 值 A 、 JAmax
A 。 JBmax
BABBA 是流量不可调区：此时，改变 AJA 和 AJB 都
不能改变流出液压缸的流量 q 。 Bmax 如果一定要避免
1）驱动压力 pA 不超过液压源的设定工作压力 pS；
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2）负载可以反向，但进入液压缸的流量 qA 低于
液压泵所能提供的流量 q 。 pmax
此时，以下力平衡方程式成立：
AApA=F+ABpB
（1）
或：pA=F/AA+ABpB/AA。
即驱动压力 pA中除负载压力外，还有背压 pB的影
响。
2 特性 2.1 流量调节特性
在节流口为薄刃口、流量系数不变的前提下，通 过节流口的流量近似为：
qA=kAJA（pP-pA）1/2 qB=kAJ（B pB）1/2
式中，k 为含流量系数、液压油密度等的一个系数，假 定对两个节流口可以近似看作相同。
则很幸运，可以得到 qA、qB 与负载 F 及节流口通 流面积 AJA、AJB 比较简洁的解析表达式（详见参考文 献[1]第 5.4.2 节）。
A 、A — JAmax
JBmax
最大
节流
口
面积
；qB—从
液压
缸流
出的流量；qBmax—可从液压缸流出的最大流量
图 4 表示：
1）AJA或 AJB为零时，无流量通过节流口。
A B B A 2） JAmax A B JBmax 是流量可调区：改变 AJA 或 AJB
可以改变进出液压缸的流量。
3）工况点 BA、BB：AJA 或 AJB 增大到一定程度，进
（1）根据式（2）、式（3）可以得到某一组节流口面 积的负载-流量特性如图 6 所示。
在节流口都比较大，而负载又较小时，可能会出 现泵流量饱和。若称此时的负载为泵流量饱和负载 F0，则可从式（2）导出：
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算用。 对换向节流阀而言，节流口面积 AJA、AJB，虽说在
实际工作时，由于是制作在一根阀芯上，因此是相互 关联的，但在设计时是相互独立的，可由设计师确定。
（1）图 4 示意了，在某个较小的固定负载下的流 量调节特性。
1.4 压降图
如果执行器驱动、背压两腔的作用面积相同，则 其在正常工作区时两腔压力在负载的作用下依次下 降的过程可以如图 3（a）所示。
如果执行器是差动缸，则因为进出口两腔的作用 面积不同，两腔压力不一定依次下降。
当差动缸的无杆腔为驱动腔时，从式（1）可以导 出，当 F<（AA-AB）pB 时，驱动压力将低于背压 pA<pB， 如图 3（b）所示。
（a）两腔作用面积相同 （b）差动缸，背压腔压力高于驱动腔
图 3 进出口节流回路的压降图