液压传动课件第3章节流调速回路

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1、第三章节流调速回路分析调速方法概述液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。液压缸的速度为：液压马达的转速:式中q—输入液压缸或液压马达的流量；A—液压缸的有效面积（相当于排量）；VM—液压马达的每转排量。由以上两式可以看出，要控制缸和马达的速度，可以通过改变流入流量来实现，也可以通过改变排量来实现。对于液压缸来说，通过改变其有效作用面积A（相当于排量）来调速是不现实的，一般只能用改变流量的方法来调速。对变量马达来说，调速既可

2、以改变流量，也可改变马达排量。定量泵节流调速回路回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。按流量控制阀安放位置的不同分：进油节流调速回路将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。回油节流调速回路将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。旁路节流调速回路将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔，节流口压力流

3、量方程中m＝1/2。进、回油节流调速回路qp=q1+Δqp1A1=Fq1=KATΔp1/2=KAT(pp-F/A1)1/2V=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1qp=q1+ΔqppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2V=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量连续性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程进回油节流调速回路的速度负载特性及功率特性调节节流阀通流面积AT可无级调节液压缸活塞速度，v与AT成正比

4、。当AT一定时，速度随负载的增加而下降。当v=0时，最大承载能力Fmax=psA1。速度随负载变化而变化的程度，表现为速度负载特性曲线的斜率不同，常用速度刚性kv来评价。Kv=-dF/dv=-1/tgθ=2(psA1-FL)/v它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。液压缸在高速和大负载时，速度受负载变化的影响大，即回路的速度刚性差。回路的输出功率与回路的输入功率之比定义成回路效率。η=(Pp-ΔP)/Pp=pLqL/psqp进回油节流调速回路既有溢流损失，又有节流损失，回路效率较低。当实际负载偏离最

5、佳设计负载时效率更低。这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。进、回油节流调速回路的不同之处：回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受负值负载，且运动速度比较平稳。进油节流调速回路容易实现压力控制。工作部件运动碰到死挡铁后，液压缸进油腔压力上升至溢流阀调定压力，压力继电器发出信号，可控制下一步动作。回油节流调速回路中，油液经节流阀发热后回油箱冷却，对系统泄漏影响小。在组成元件相同的条件下，进油节流调速回路在同样的低速时节流阀不易堵塞。回油节流调速回路回油腔压

6、力较高，特别是负载接近零时，压力更高，这对回油管的安全、密封及寿命均有影响。为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流调速回路，并在回油路上加背压阀。旁路节流调速回路速度受负载变化的影响大，在小负载或低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载能力。AT越大，Fmax越小，回路的调速范围受到限制。只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。溢流阀关闭，起安全阀作用。速度负载特性方程V=q1/A1=〔qt-λp(F/A1)-KAT(F/A1)1/2〕/A1改善节流调速

7、负载特性的回路在节流阀调速回路中，当负载变化时，因节流阀前后压力差变化，通过节流阀的流量均变化，故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定。旁路节流调速回路的最大承载能力不因AT增大而减小。由于增加了定差减压阀的压力损失，回路功率损失较节流阀调速回路大。调速阀正常工作必须保持0.5～1MPa的压差，旁通型调速阀只能用于进油节流调速回路中。采用节流阀的

8、节流调速回路节流调速回路有进油路节流调速，回油节路流调速，旁路节流调速三种基本形式。进油路节流调速回路进油路节流调速回路进油节流调速回路正常工作的条件:泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。注意节流阀串联在泵和缸之间（1）速度负载特性当不考虑泄漏和压缩时，活塞运动速度为：活塞受力方程为：缸的流量方程为：=p2—液压缸回油腔压力，p20。F—外负载力；式中：=于是式中C—与油液种类等有关的系数；AT—节流阀的开口面积；—节流阀前后的压强差，m—为节流