第七章 液壓基本回路

1、1第第7 7章章 液壓基本回路液壓基本回路 任何設(shè)備的液壓系統(tǒng)無(wú)論多么復(fù)雜，都是由一些任何設(shè)備的液壓系統(tǒng)無(wú)論多么復(fù)雜，都是由一些液壓基本回路組成的。所謂液壓基本回路是指由一液壓基本回路組成的。所謂液壓基本回路是指由一些液壓元件組成的、能實(shí)現(xiàn)些液壓元件組成的、能實(shí)現(xiàn)某種特定功能某種特定功能的油路結(jié)的油路結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 例如：用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的例如：用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的調(diào)速回路調(diào)速回路；用來(lái)；用來(lái)控制系統(tǒng)全局或局部壓力的控制系統(tǒng)全局或局部壓力的調(diào)壓回路調(diào)壓回路、減壓減壓或或增壓增壓回路；用來(lái)改變執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的回路；用來(lái)改變執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的換向回路換向回路等。等。2基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功

2、能可分基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分： 壓力控制回路壓力控制回路 控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的工作壓力；工作壓力； 速度控制回路速度控制回路 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度；控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度； 方向控制回路方向控制回路 控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變換和鎖停；換和鎖停； 多執(zhí)行元件控制回路多執(zhí)行元件控制回路 控制幾個(gè)執(zhí)行元件間控制幾個(gè)執(zhí)行元件間的工作循環(huán)。的工作循環(huán)。3本章提要本章提要本章提要 本章介紹液壓基本回路，這些回路主要包括： 速度控制回路壓力控制回路快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路方向控制回路多執(zhí)行元件控制回路 熟悉和掌握這些基本回路的組成、工作原

3、理及應(yīng)用，是分析、設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)。注意注意47.1 7.1 壓力控制回路壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制回路是利用壓力控制閥壓力控制閥來(lái)控制整個(gè)系來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)或局部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力和統(tǒng)或局部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力和轉(zhuǎn)矩的要求。轉(zhuǎn)矩的要求。 包括包括: 調(diào)壓回路調(diào)壓回路 卸載回路卸載回路 減壓回路減壓回路 增壓回路增壓回路 平衡回路平衡回路 保壓回路保壓回路57.1.1 7.1.1 調(diào)壓回路調(diào)壓回路功用：功用： 調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程不同階段實(shí)現(xiàn)多構(gòu)在工作過(guò)程不同階段實(shí)現(xiàn)多

4、級(jí)壓力變換。一般用級(jí)壓力變換。一般用溢流閥溢流閥來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。實(shí)現(xiàn)這一功能。 遠(yuǎn)程調(diào)壓回路遠(yuǎn)程調(diào)壓回路 利用先導(dǎo)型溢流閥遙控口遠(yuǎn)程調(diào)利用先導(dǎo)型溢流閥遙控口遠(yuǎn)程調(diào)壓，系統(tǒng)的壓力由遠(yuǎn)程閥壓，系統(tǒng)的壓力由遠(yuǎn)程閥2來(lái)調(diào)定，主來(lái)調(diào)定，主溢流閥的調(diào)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥溢流閥的調(diào)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力。的調(diào)定壓力。6溢流閥 先導(dǎo)式主溢流閥 遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 系統(tǒng)中有系統(tǒng)中有節(jié)流閥節(jié)流閥。當(dāng)執(zhí)行元件工作時(shí)溢流閥始終開(kāi)啟，使系統(tǒng)壓力。當(dāng)執(zhí)行元件工作時(shí)溢流閥始終開(kāi)啟，使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定壓力附近，溢流閥作定壓閥用。穩(wěn)定在調(diào)定壓力附近，溢流閥作定壓閥用。7多級(jí)調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路 由先導(dǎo)型溢流閥、遠(yuǎn)程

5、調(diào)由先導(dǎo)型溢流閥、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和電磁換向閥組成。壓閥和電磁換向閥組成。主溢主溢流閥的調(diào)定壓力大于兩個(gè)遠(yuǎn)程流閥的調(diào)定壓力大于兩個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力調(diào)壓閥的調(diào)定壓力8 97.1.2 7.1.2 卸荷回路卸荷回路 功用功用: :在液壓系統(tǒng)執(zhí)行元在液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件短時(shí)間不工作時(shí)，不頻件短時(shí)間不工作時(shí)，不頻繁啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)而使泵在很繁啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)而使泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。 卸載方式：卸載方式：壓力卸載壓力卸載；流流量卸載量卸載（僅適用于變量泵）（僅適用于變量泵） 用換向閥用換向閥中位機(jī)能中位機(jī)能的卸載的卸載回路：回路： 可借助可借助M M型、型、H H型或型或K K型換型換向閥中位機(jī)能

6、來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓向閥中位機(jī)能來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓卸載。卸載。1011 采用二位二通電磁閥控采用二位二通電磁閥控制先導(dǎo)型溢流閥的遙控口來(lái)制先導(dǎo)型溢流閥的遙控口來(lái)實(shí)現(xiàn)卸載。實(shí)現(xiàn)卸載。（a）用先導(dǎo)型溢流閥的卸載回路）用先導(dǎo)型溢流閥的卸載回路 當(dāng)先導(dǎo)溢流閥1的遙控口通過(guò)二位二通電磁閥2接油箱時(shí)，泵輸出的油以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實(shí)現(xiàn)卸載。 為防止卸載或升壓產(chǎn)生壓力沖擊，常設(shè)置阻尼孔b。12（b b）限壓式變量泵的卸載回路）限壓式變量泵的卸載回路 限壓式變量泵的卸載限壓式變量泵的卸載回路為零流量卸載回路為零流量卸載13 當(dāng)回路壓力到達(dá)當(dāng)回路壓力到達(dá)卸載溢流閥調(diào)定卸載溢流閥調(diào)定壓力時(shí)，泵通過(guò)壓力時(shí)，泵通過(guò)該閥卸載，該

7、閥卸載，蓄能蓄能器保持系統(tǒng)壓力器保持系統(tǒng)壓力。（c）有蓄能器的卸載回路）有蓄能器的卸載回路147.1.3 7.1.3 減壓回路減壓回路 功用功用 使系統(tǒng)某一支路具有使系統(tǒng)某一支路具有低于系統(tǒng)壓力調(diào)定值的低于系統(tǒng)壓力調(diào)定值的穩(wěn)定工作壓力。穩(wěn)定工作壓力。15采用減壓閥的減壓回路采用減壓閥的減壓回路16 溢流閥溢流閥減壓閥減壓閥單向閥單向閥177.1.4 7.1.4 增壓回路增壓回路 功用功用 使系統(tǒng)中某一支路獲使系統(tǒng)中某一支路獲得較系統(tǒng)壓力高且流量得較系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應(yīng)。不大的油液供應(yīng)。 可以通過(guò)增壓元件可以通過(guò)增壓元件增增壓缸壓缸實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)18 增壓回路是用來(lái)使局部油路增壓回路是用來(lái)使

8、局部油路或個(gè)別執(zhí)行元件得到比主系統(tǒng)油或個(gè)別執(zhí)行元件得到比主系統(tǒng)油壓高得多的壓力壓高得多的壓力 abpaAa=pbAb ，且AaAb,則pbpa，起到增壓作用。 19增壓回路增壓回路 使系統(tǒng)的使系統(tǒng)的局部支路局部支路獲得比系統(tǒng)壓力高且流量不大獲得比系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應(yīng)。實(shí)現(xiàn)壓力放大的元件主要是增壓器，的油液供應(yīng)。實(shí)現(xiàn)壓力放大的元件主要是增壓器，其增壓比為增壓器大小活塞的面積比。其增壓比為增壓器大小活塞的面積比。(a) (a) 單作用缸的增壓回路單作用缸的增壓回路(b) (b) 雙作用缸的增壓回路雙作用缸的增壓回路207.1.5 7.1.5 平衡回路平衡回路 功用功用 使執(zhí)行元件的回使執(zhí)

9、行元件的回路上保持一定的背壓路上保持一定的背壓值，以值，以平衡重力負(fù)載平衡重力負(fù)載，使之不會(huì)因自重而自使之不會(huì)因自重而自行下落。行下落。 圖示為單向順序閥的圖示為單向順序閥的平衡回路平衡回路21（a a）采用單向順序閥的平）采用單向順序閥的平衡回路衡回路平衡回路平衡回路 使立式液壓缸的回油路保持一定背壓，以防止運(yùn)動(dòng)部使立式液壓缸的回油路保持一定背壓，以防止運(yùn)動(dòng)部件在懸空停止期間因自重而自行下落，或下行運(yùn)動(dòng)時(shí)因自件在懸空停止期間因自重而自行下落，或下行運(yùn)動(dòng)時(shí)因自重超速失控。重超速失控。 調(diào)整順序閥的開(kāi)啟壓力，調(diào)整順序閥的開(kāi)啟壓力，使液壓缸向上的液壓作用力使液壓缸向上的液壓作用力稍大于垂直運(yùn)動(dòng)部件

10、的重力，稍大于垂直運(yùn)動(dòng)部件的重力，即可防止活塞部件因自重而即可防止活塞部件因自重而下滑?；钊滦袝r(shí)，由于回下滑?；钊滦袝r(shí)，由于回油路上存在背壓支撐重力負(fù)油路上存在背壓支撐重力負(fù)載，因此運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。載，因此運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。當(dāng)工作負(fù)載變小時(shí)，系統(tǒng)的功率損當(dāng)工作負(fù)載變小時(shí)，系統(tǒng)的功率損失將增大。由于順序閥存在泄漏，失將增大。由于順序閥存在泄漏，液壓缸不能長(zhǎng)時(shí)間停留在某一位置液壓缸不能長(zhǎng)時(shí)間停留在某一位置上，活塞會(huì)緩慢下降。若在單向順上，活塞會(huì)緩慢下降。若在單向順序閥和液壓缸之間增加一個(gè)液控單序閥和液壓缸之間增加一個(gè)液控單向閥，由于液控單向閥密封性很好，向閥，由于液控單向閥密封性很好，可防止活塞因單向順序閥

11、泄漏而下可防止活塞因單向順序閥泄漏而下降。降。22調(diào)節(jié)單向順序閥調(diào)節(jié)單向順序閥1的開(kāi)啟的開(kāi)啟壓力，使其稍大于立式液壓缸壓力，使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓?；钊滦袝r(shí)，由下腔的背壓?；钊滦袝r(shí)，由于回路上存在一定背壓支承重于回路上存在一定背壓支承重力負(fù)載，活塞將平穩(wěn)下落力負(fù)載，活塞將平穩(wěn)下落;換向換向閥處于中位時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)。閥處于中位時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)。此處的單向順序閥又稱為平衡閥 圖 用單向順序閥的平衡回路 1 23 如果回油路上沒(méi)有節(jié)流閥，活如果回油路上沒(méi)有節(jié)流閥，活塞下行時(shí)液控單向閥被進(jìn)油路上塞下行時(shí)液控單向閥被進(jìn)油路上的控制油打開(kāi)，回油腔沒(méi)有背壓，的控制油打開(kāi)，回油腔沒(méi)有背壓，運(yùn)動(dòng)部

12、件因自重而加速下降，造運(yùn)動(dòng)部件因自重而加速下降，造成液壓缸上腔供油不足而失壓，成液壓缸上腔供油不足而失壓，液控單向閥因控制油路失壓而關(guān)液控單向閥因控制油路失壓而關(guān)閉。液控單向閥關(guān)閉后控制油路閉。液控單向閥關(guān)閉后控制油路又建立起壓力，該閥再次被打開(kāi)。又建立起壓力，該閥再次被打開(kāi)。液控單向閥時(shí)開(kāi)時(shí)閉，使活塞在液控單向閥時(shí)開(kāi)時(shí)閉，使活塞在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)走時(shí)停，從而向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)走時(shí)停，從而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊振動(dòng)和沖擊。24 在背壓不太高的情況下，在背壓不太高的情況下，活塞因自重負(fù)載而加速下活塞因自重負(fù)載而加速下降，活塞上腔因供油不足，降，活塞上腔因供油不足，壓力下降，平衡閥的

13、控制壓力下降，平衡閥的控制壓力下降，閥口就關(guān)小，壓力下降，閥口就關(guān)小，回油的背壓相應(yīng)上升，起回油的背壓相應(yīng)上升，起支撐和平衡重力負(fù)載的作支撐和平衡重力負(fù)載的作用增強(qiáng)，從而使閥口的大用增強(qiáng)，從而使閥口的大小能自動(dòng)適應(yīng)不同負(fù)載對(duì)小能自動(dòng)適應(yīng)不同負(fù)載對(duì)背壓的要求，保證了活塞背壓的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性。當(dāng)換下降速度的穩(wěn)定性。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，泵卸荷，向閥處于中位時(shí)，泵卸荷，平衡閥遙控口壓力為零，平衡閥遙控口壓力為零，閥口自動(dòng)關(guān)閉閥口自動(dòng)關(guān)閉 。（c）用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路）用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路由于這種平衡閥的閥芯有很好的密封由于這種平衡閥的閥芯有很好的密封性，故能起到長(zhǎng)時(shí)間對(duì)活塞進(jìn)行閉

14、鎖性，故能起到長(zhǎng)時(shí)間對(duì)活塞進(jìn)行閉鎖和定位作用。這種遙控平衡閥又稱為和定位作用。這種遙控平衡閥又稱為限速閥。限速閥。257.1.6 7.1.6 保壓回路保壓回路 功用：功用： 使系統(tǒng)在液壓使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或因工件變形而缸不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下產(chǎn)生微小位移的工況下保持穩(wěn)定不變的壓力。保持穩(wěn)定不變的壓力。 1 1、利用輔助液壓泵保壓、利用輔助液壓泵保壓 2 2、利用蓄能器保壓、利用蓄能器保壓 3 3、自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路、自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路 4 4、利用單向閥和液控單、利用單向閥和液控單 向向閥的保壓回路閥的保壓回路 26（a）利用蓄能器的保壓回路 系統(tǒng)工作時(shí)，電磁換向閥系統(tǒng)工作時(shí)，電磁

15、換向閥6的左位通電，主換向閥左的左位通電，主換向閥左位接入系統(tǒng)，液壓泵向位接入系統(tǒng)，液壓泵向蓄能器和液壓缸蓄能器和液壓缸左腔供油，并推左腔供油，并推動(dòng)活塞右移，壓緊工件后，進(jìn)油路壓力升高，升至壓力動(dòng)活塞右移，壓緊工件后，進(jìn)油路壓力升高，升至壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)訊使二通閥繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)訊使二通閥3通電，通通電，通過(guò)先導(dǎo)式溢流閥使泵過(guò)先導(dǎo)式溢流閥使泵卸荷卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器保壓。蓄能器的壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位由蓄能器保壓。蓄能器的壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。使泵重新工作。 27（b）利用液壓泵的保壓回路）利用液壓

16、泵的保壓回路 在回路中增設(shè)一臺(tái)小流量高壓在回路中增設(shè)一臺(tái)小流量高壓補(bǔ)油泵補(bǔ)油泵5，組成雙泵供油系，組成雙泵供油系統(tǒng)。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器統(tǒng)。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器4發(fā)訊，發(fā)訊，換向閥換向閥2處于中位，主泵處于中位，主泵1卸載，同時(shí)二位二通換向閥卸載，同時(shí)二位二通換向閥8處于處于左位，由高壓補(bǔ)油泵左位，由高壓補(bǔ)油泵5向封閉的保壓系統(tǒng)向封閉的保壓系統(tǒng)a點(diǎn)供油，維持系統(tǒng)點(diǎn)供油，維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。壓力穩(wěn)定。 由于高壓補(bǔ)油泵只由于高壓補(bǔ)油泵只需補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏量，需補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏量，可選用小流量泵，功可選用小流量泵，功率損失小。壓力穩(wěn)定率損失小。壓力穩(wěn)定性取決于溢流閥

17、性取決于溢流閥7的穩(wěn)的穩(wěn)壓精度。壓精度。28（c）利用液控單向閥的保壓回路利用液控單向閥的保壓回路 當(dāng)當(dāng)1YA通電時(shí)，換向通電時(shí)，換向閥右位接入回路，液壓閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力缸上腔壓力升至電接觸升至電接觸式壓力表上觸點(diǎn)調(diào)定的式壓力表上觸點(diǎn)調(diào)定的壓力值時(shí)壓力值時(shí)，上觸點(diǎn)接通，上觸點(diǎn)接通，1YA斷電，換向閥切換斷電，換向閥切換成成中位中位，泵，泵卸荷卸荷，液壓，液壓缸由液控單向閥缸由液控單向閥保壓保壓。當(dāng)缸上腔壓力下當(dāng)缸上腔壓力下降至下降至下觸頭調(diào)定的壓力值時(shí)觸頭調(diào)定的壓力值時(shí)，壓力表又發(fā)出信號(hào)，使壓力表又發(fā)出信號(hào)，使1YA通電，換向閥右位通電，換向閥右位接入回路，泵向液壓缸接入回路，泵

18、向液壓缸上腔補(bǔ)油使壓力上升，上腔補(bǔ)油使壓力上升，直至上觸點(diǎn)調(diào)定值。直至上觸點(diǎn)調(diào)定值。 這種回路采用液控單向閥和電接這種回路采用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油，一般用觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油，一般用于精度要求不高的系統(tǒng)。于精度要求不高的系統(tǒng)。29工業(yè)實(shí)例工業(yè)實(shí)例 鉆床鉆床用于加工各種用于加工各種空心體的零件。工件空心體的零件。工件被一臺(tái)液壓虎鉗夾緊，被一臺(tái)液壓虎鉗夾緊，根據(jù)空心體的壁厚不根據(jù)空心體的壁厚不同，必須能夠調(diào)整夾同，必須能夠調(diào)整夾緊力。緊力。 這是一個(gè)典型的壓這是一個(gè)典型的壓力控制回路，可以用力控制回路，可以用到的主要控制元件是到的主要控制元件是溢流閥和減壓閥。減溢流閥和減壓閥。減壓

19、閥用于降低系統(tǒng)壓壓閥用于降低系統(tǒng)壓力，以滿足不同液壓力，以滿足不同液壓設(shè)備的壓力需要。設(shè)備的壓力需要。 30。 317.2 7.2 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路是速度控制回路是調(diào)節(jié)和變換執(zhí)行元調(diào)節(jié)和變換執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。件運(yùn)動(dòng)速度的回路。 包括：包括： 調(diào)速回路調(diào)速回路 快速回路快速回路 速度換接回路速度換接回路32 液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。液壓缸的速度為： Aq 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速: MVqn 式中 q 輸入液壓缸或液壓馬達(dá)的流量； A 液壓缸的有效面積（相當(dāng)于排量）； VM 液壓馬達(dá)的每

20、轉(zhuǎn)排量。 33 由以上兩式可以看出，要控制缸和馬達(dá)的要控制缸和馬達(dá)的速度，可以通過(guò)改變流入流量來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以速度，可以通過(guò)改變流入流量來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)改變排量來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)改變排量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于液壓缸來(lái)說(shuō)，通過(guò)改變其有效作用面積A（相當(dāng)于排量）來(lái)調(diào)速是不現(xiàn)實(shí)的，一般只能用改變流量的方法來(lái)調(diào)速。 對(duì)變量馬達(dá)來(lái)說(shuō)，調(diào)速既可以改變流量，也可改變馬達(dá)排量。347.2.1 7.2.1 調(diào)速回路調(diào)速回路 調(diào)速回路是液壓系統(tǒng)用來(lái)傳遞動(dòng)力的回路，調(diào)速回路是液壓系統(tǒng)用來(lái)傳遞動(dòng)力的回路，它在基本回路中占有重要地位，其他回路常圍繞它在基本回路中占有重要地位，其他回路常圍繞著調(diào)速回路來(lái)匹配。著調(diào)速回路來(lái)匹配。 有以下方

21、式：有以下方式： 定量泵節(jié)流調(diào)速回路定量泵節(jié)流調(diào)速回路（定量泵供油，流量閥門調(diào)（定量泵供油，流量閥門調(diào)節(jié)輸入流量節(jié)輸入流量q q） 變量泵容積調(diào)速回路變量泵容積調(diào)速回路（改變變量泵的供油量（改變變量泵的供油量q q或或馬達(dá)排量馬達(dá)排量v v） 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路（依靠變量泵和流量控制閥的（依靠變量泵和流量控制閥的聯(lián)合調(diào)速）聯(lián)合調(diào)速）35一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路 按流量控制閥安裝位置的不同分：按流量控制閥安裝位置的不同分： 進(jìn)油進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 回油回油節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 旁路旁路節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路工作原理工作原理：通過(guò)改變流量控制閥閥口

22、的通過(guò)改變流量控制閥閥口的通流面通流面積積來(lái)控制流進(jìn)或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)來(lái)控制流進(jìn)或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)速度。 361.1.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路特征特征 ： 將節(jié)流閥串聯(lián)在進(jìn)將節(jié)流閥串聯(lián)在進(jìn)入液壓缸的油路上，入液壓缸的油路上，即串聯(lián)在泵和缸之間，即串聯(lián)在泵和缸之間，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)A A，即可改變，即可改變q q，從而改變速度，且必從而改變速度，且必須和溢流閥聯(lián)合使用。須和溢流閥聯(lián)合使用。37V圖 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。注注意意 節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間38（1 1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載

23、特性 當(dāng)不考慮泄漏和壓縮時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度為： 11Aq 活塞受力方程為： 11AFp 缸的流量方程為： mTTpCAq)(1mpTppCAq)(11 =mpTAFpCA)(1p2 液壓缸回油腔壓力，p20。 F 外負(fù)載力； 式中：39 于是 mpmTFApACAAq)(11111式中C 與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；AT 節(jié)流閥的開(kāi)口面積；Tp1ppppT節(jié)流閥前后的壓強(qiáng)差，m 為節(jié)流閥的指數(shù)；當(dāng)為薄壁孔口時(shí)，m =0.5。40mpmTFApACAAq)(11111 式式 為進(jìn)油路節(jié)流為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速回路的速度負(fù)載特速度負(fù)載特性方程性方程。以。以v v為縱坐為縱坐標(biāo)標(biāo),F,FL L為橫坐標(biāo)

24、，將式按為橫坐標(biāo)，將式按不同節(jié)流閥通流面積不同節(jié)流閥通流面積A AT T作圖，可得一組拋物線，作圖，可得一組拋物線，稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的路的速度負(fù)載特性曲線。速度負(fù)載特性曲線。41mpmTFApACAAq)(11111圖 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線 100minmaxmaxcR調(diào)速范圍大調(diào)速范圍大42 當(dāng)當(dāng)F=psA時(shí)，節(jié)流閥兩端壓差為零，活時(shí)，節(jié)流閥兩端壓差為零，活塞運(yùn)動(dòng)也就停止，液壓泵的流量全部經(jīng)塞運(yùn)動(dòng)也就停止，液壓泵的流量全部經(jīng)溢流閥流回油箱，所以不同通流面積的溢流閥流回油箱，所以不同通流面積的速度負(fù)載特性曲線都交于一點(diǎn)速度負(fù)載特性曲線都交于一點(diǎn)FLmax

25、,。也。也即該回路的即該回路的最大承載能力最大承載能力。所以這種調(diào)。所以這種調(diào)速回路的速度負(fù)載特性較軟速回路的速度負(fù)載特性較軟(剛度小剛度小)。 所謂所謂剛度剛度，即負(fù)載的變化對(duì)速度影響，即負(fù)載的變化對(duì)速度影響的程度，曲線越陡，則剛度越低，反之的程度，曲線越陡，則剛度越低，反之亦然。亦然。(也可理解為斜率的負(fù)倒數(shù)也可理解為斜率的負(fù)倒數(shù))43進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的剛度特征剛度特征： （1）當(dāng)節(jié)流閥通流）當(dāng)節(jié)流閥通流面面積一定積一定時(shí)，時(shí)，負(fù)載越小負(fù)載越小，速度速度剛度越大剛度越大。 （2）當(dāng)）當(dāng)負(fù)載一定負(fù)載一定時(shí)，時(shí)，節(jié)流閥通流節(jié)流閥通流面積越小面積越小，速度速度剛度越大剛度越大。

26、 （3）適當(dāng)增大液壓缸）適當(dāng)增大液壓缸有效面積和提高液壓有效面積和提高液壓泵供油壓力可提高速泵供油壓力可提高速度剛度。度剛度。44（2 2）功率特性）功率特性 圖中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： pppqpPFFP11111qpAq 回路的功率損失為： 111qpqpPPPppp11)()(qppqqpTpp=1qpqpTp=而缸的輸出功率為： 45 式中 溢流閥的溢流量, 。 q1qqqp 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失由兩部分組成：溢流溢流功率損失功率損失 和節(jié)流功率損失節(jié)流功率損失 qpPp112qpPT1qpqpPTppqpqpPPPppp11V46進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的整體特點(diǎn)：進(jìn)油

27、節(jié)流調(diào)速的整體特點(diǎn)： 回路的調(diào)速范圍取決于節(jié)流閥的調(diào)節(jié)范回路的調(diào)速范圍取決于節(jié)流閥的調(diào)節(jié)范圍圍 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。 缺點(diǎn)：效率低。缺點(diǎn)：效率低。 應(yīng)用：負(fù)載變化不大，低速、小功率和應(yīng)用：負(fù)載變化不大，低速、小功率和速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。47 圖 回油路節(jié)流調(diào)速回路采用同樣的分析方采用同樣的分析方法可以得到與進(jìn)油法可以得到與進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路相路節(jié)流調(diào)速回路相似的速度負(fù)載特性似的速度負(fù)載特性.mpmFApACAT)(112 節(jié)流閥串聯(lián)在節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上液壓缸的回油路上，48（1）、速度負(fù)載特性）、速度負(fù)載特性液壓缸的運(yùn)動(dòng)

28、速度為：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度為：v=Q2/A2=Q1/A1液壓缸排出的流量等于通過(guò)節(jié)流閥的流量，即：液壓缸排出的流量等于通過(guò)節(jié)流閥的流量，即： Q2=Ka( P2)1/2=Ka(P2)1/2式中式中 P2節(jié)流閥兩端壓差。節(jié)流閥兩端壓差。在這里在這里,P1=P2,所以所以P2=PsA1/A2-FL/A2 對(duì)以上各式比較可知，進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回對(duì)以上各式比較可知，進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路和回油路節(jié)流調(diào)速回路的路和回油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性和速度負(fù)載特性和剛度基本相同剛度基本相同。49（2）、最大承載壓力）、最大承載壓力最大承載能力和進(jìn)油路調(diào)速回路完全相同。最大承載能力和進(jìn)油路調(diào)速回路完全相同。 （3）、

29、功率特性）、功率特性液壓泵輸出同樣保持不變，即液壓泵輸出同樣保持不變，即Pp=PsQp=常數(shù)常數(shù)。 液壓缸輸出有效功率為液壓缸輸出有效功率為: P1=FL.V=(psA1-P2A2)v=PsQ1-P2Q2功率損失為：功率損失為： P=Pp-P1=ps.Qp-psQ1+p2Q2=ps Q+ p2Q2 =ps Q+（ p1A1/A2）.Q1.A2/A1=ps. Q+ p1.QL 因此，在相同條件下，進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路的功率因此，在相同條件下，進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失相同，回油效率損失相同，回油效率 =PL.QL/Ps.Qp=PL.QL/Ps.Qp 當(dāng)然也相同。當(dāng)然也相同。50對(duì)比：對(duì)比

30、：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較 進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路在速度進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路在速度負(fù)載特性、承載能力和效率等方面負(fù)載特性、承載能力和效率等方面性能是相同的，差別如下性能是相同的，差別如下: :（1）、承受負(fù)值負(fù)載能力）、承受負(fù)值負(fù)載能力 所謂負(fù)值負(fù)載就是負(fù)載作用力方向所謂負(fù)值負(fù)載就是負(fù)載作用力方向和執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向相同。和執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向相同。 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路不能承受負(fù)進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路不能承受負(fù)值負(fù)載值負(fù)載。如果要使其承受負(fù)值負(fù)載，如果要使其承受負(fù)值負(fù)載，就得在回油路上加背壓閥（見(jiàn)圖）就得在回油路上加背壓閥（見(jiàn)圖）,使執(zhí)行元件在承受負(fù)值負(fù)載時(shí)使執(zhí)行元件在承受

31、負(fù)值負(fù)載時(shí) 其進(jìn)油腔內(nèi)的壓力不致下降到其進(jìn)油腔內(nèi)的壓力不致下降到 零，以免液體零，以免液體“拉斷拉斷”。51（2）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 在回油路節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸回在回油路節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸回油腔的背壓油腔的背壓p2p2與運(yùn)動(dòng)速度的平方成正比，與運(yùn)動(dòng)速度的平方成正比，是一種阻尼力。阻尼力不但有限速作用，是一種阻尼力。阻尼力不但有限速作用，且對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)有抑制作用，有利于且對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)有抑制作用，有利于提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。因此，提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。因此，就低就低速平穩(wěn)性而言，回油路調(diào)速優(yōu)于進(jìn)油路調(diào)速平穩(wěn)性而言，回油路調(diào)速優(yōu)于進(jìn)油路調(diào)速，回油路節(jié)流調(diào)速的最低穩(wěn)定速

32、度較進(jìn)速，回油路節(jié)流調(diào)速的最低穩(wěn)定速度較進(jìn)油路調(diào)速低。油路調(diào)速低。對(duì)比對(duì)比：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較52 回油路節(jié)流調(diào)速回路中回油腔壓力回油路節(jié)流調(diào)速回路中回油腔壓力P P2 2較高較高，特別是，特別是在負(fù)載時(shí)，回油腔壓力有可能比進(jìn)油腔壓力在負(fù)載時(shí)，回油腔壓力有可能比進(jìn)油腔壓力P1P1還要高。還要高。這樣就會(huì)使密封摩擦力增加，降低密封件壽命，并使泄這樣就會(huì)使密封摩擦力增加，降低密封件壽命，并使泄漏增加，效率降低。漏增加，效率降低。（4）、）、油液發(fā)熱對(duì)泄漏的影響油液發(fā)熱對(duì)泄漏的影響 回油路節(jié)流調(diào)速回路中，油液流經(jīng)節(jié)流閥時(shí)回油路節(jié)流調(diào)速回路中，油液流經(jīng)節(jié)流閥時(shí)產(chǎn)生能量

33、損失并且發(fā)熱，然后回油箱，通過(guò)油產(chǎn)生能量損失并且發(fā)熱，然后回油箱，通過(guò)油箱散熱冷卻后再重新進(jìn)入泵和液壓缸；而在進(jìn)箱散熱冷卻后再重新進(jìn)入泵和液壓缸；而在進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥后發(fā)熱的油液油路節(jié)流調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥后發(fā)熱的油液直接進(jìn)入液壓缸，對(duì)液壓缸泄漏影響較大，從直接進(jìn)入液壓缸，對(duì)液壓缸泄漏影響較大，從而而影響速度的穩(wěn)定性影響速度的穩(wěn)定性。對(duì)比對(duì)比：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較（3）、回油腔壓力）、回油腔壓力53對(duì)比對(duì)比：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較：進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較（5）、起動(dòng)時(shí)前沖）、起動(dòng)時(shí)前沖 回油路節(jié)流調(diào)速回油路節(jié)流調(diào)速回路中，若停車時(shí)間較回路

34、中，若停車時(shí)間較長(zhǎng)，液壓缸回油腔中要漏掉部分油液，形長(zhǎng)，液壓缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新啟動(dòng)時(shí)，液壓泵全部流量進(jìn)成空隙。重新啟動(dòng)時(shí)，液壓泵全部流量進(jìn)入液壓缸，使活塞以較快的速度入液壓缸，使活塞以較快的速度前沖前沖一段一段距離，直到消除回油腔中的空隙并形成背距離，直到消除回油腔中的空隙并形成背壓為止。這種啟動(dòng)時(shí)的前沖現(xiàn)象可能損壞壓為止。這種啟動(dòng)時(shí)的前沖現(xiàn)象可能損壞機(jī)件。機(jī)件。 進(jìn)油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大，低速、但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大，低速、小功率場(chǎng)合，如某些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。小功率場(chǎng)合，如某些機(jī)床

35、的進(jìn)給系統(tǒng)中。 54 圖 旁油路節(jié)流調(diào)速回路 節(jié)流閥裝在與節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油閥把液壓泵供油的一部分排回油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)溢流閥作安全閥用，溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力液壓泵的供油壓力P Pp p取決于負(fù)載取決于負(fù)載。 55（1 1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載特性 考慮到泵的工作壓力隨負(fù)載變化，泵的輸出流量考慮到泵的工作壓力隨負(fù)載變化，泵的輸出流量q qp p應(yīng)計(jì)入泵的泄漏量隨壓力的變化應(yīng)計(jì)入泵的泄漏量隨壓力的變化 , ,采用與前述相采用與前述相同的分析方法可得速度表達(dá)式為：同的分析方法可得速度表達(dá)式為：

36、 pq式中 qpt泵的理論流量； k泵的泄漏系數(shù)，其余符號(hào)意義同前。 1)()(11111AAFCAAFkqvAqqqAqvmTptptp(8.8)56 速度負(fù)載特性方程：速度負(fù)載特性方程：特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1、只有節(jié)流損失，只有節(jié)流損失， 而而無(wú)溢流損失無(wú)溢流損失，效率高。，效率高。 2 2、低速時(shí)承載能力低，、低速時(shí)承載能力低，調(diào)速范圍小。調(diào)速范圍小。 3 3、速度負(fù)載特性差。、速度負(fù)載特性差。57 由上圖及以上幾式可看出：由上圖及以上幾式可看出： a.當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定而當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定而負(fù)載增加負(fù)載增加時(shí)，速度顯時(shí)，速度顯著著下降下降。 b.當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定時(shí)，當(dāng)節(jié)流閥通流面

37、積一定時(shí)，負(fù)載越大負(fù)載越大，速度剛速度剛度越大度越大。 c.當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，節(jié)流閥通流當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，節(jié)流閥通流面積越小面積越小，速度剛速度剛度越大度越大。 d.增大活塞面積可以提高速度剛度。增大活塞面積可以提高速度剛度。 從以上分析可知，旁油路節(jié)流調(diào)速回路在從以上分析可知，旁油路節(jié)流調(diào)速回路在速速度較高、負(fù)載較大時(shí)，速度剛度較高度較高、負(fù)載較大時(shí)，速度剛度較高，這與前兩，這與前兩種調(diào)速回路恰好相反。種調(diào)速回路恰好相反。58（2 2）功率特性）功率特性 回路的輸入功率ppqpP1 回路的輸出功率11111qpApFP回路的功率損失 qpqpqpPPPpp11111回路效率 ppqqqpqpPPp1

38、1111旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失，無(wú)溢流損失流損失，無(wú)溢流損失，功率損失較小。 注意注意:節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性比較軟，變載荷下的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性比較差。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥調(diào)速閥來(lái)代替。 用于功率較大且對(duì)速度用于功率較大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合59 由前分析可知，采用上述節(jié)流閥的三種調(diào)速回路都由前分析可知，采用上述節(jié)流閥的三種調(diào)速回路都存在著相同的問(wèn)題：存在著相同的問(wèn)題：由于負(fù)載的變化引起節(jié)流閥前、由于負(fù)載的變化引起節(jié)流閥前、后壓差的變化，這導(dǎo)致執(zhí)行元件的速度也相應(yīng)的發(fā)生后壓差的變化，這導(dǎo)致執(zhí)行元件的速度也相應(yīng)的發(fā)生變化。變化。為使

39、速度穩(wěn)定，就要使節(jié)流閥前后壓差在負(fù)載為使速度穩(wěn)定，就要使節(jié)流閥前后壓差在負(fù)載變化情況下保持不變，從而使通過(guò)節(jié)流閥的流量由節(jié)變化情況下保持不變，從而使通過(guò)節(jié)流閥的流量由節(jié)流閥的開(kāi)口大小來(lái)決定。把具有這一作用的閥和節(jié)流流閥的開(kāi)口大小來(lái)決定。把具有這一作用的閥和節(jié)流閥組合在一起，就構(gòu)成能保持速度不隨負(fù)載而變化的閥組合在一起，就構(gòu)成能保持速度不隨負(fù)載而變化的流量調(diào)節(jié)閥。常用的有兩類。流量調(diào)節(jié)閥。常用的有兩類。 一、調(diào)速閥一、調(diào)速閥 二、溢流節(jié)流閥二、溢流節(jié)流閥 三、調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較三、調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較60（一）調(diào)速閥（一）調(diào)速閥 1、工作原理、工作原理 調(diào)速閥由定差減壓閥串聯(lián)而成。定差

40、減壓閥能自調(diào)速閥由定差減壓閥串聯(lián)而成。定差減壓閥能自動(dòng)保持節(jié)流閥前后壓差不變從而使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度動(dòng)保持節(jié)流閥前后壓差不變從而使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度不受負(fù)載變化的影響。其工作原理如圖。不受負(fù)載變化的影響。其工作原理如圖。61 調(diào)速閥裝在進(jìn)油路上，回油路上或旁油路上都可達(dá)到調(diào)速閥裝在進(jìn)油路上，回油路上或旁油路上都可達(dá)到改善速度負(fù)載特性使速度穩(wěn)定性提高的目的。圖中為采改善速度負(fù)載特性使速度穩(wěn)定性提高的目的。圖中為采用調(diào)速閥的進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速回路及其速度負(fù)載用調(diào)速閥的進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速回路及其速度負(fù)載特性。由圖可見(jiàn)其速度特性。由圖可見(jiàn)其速度剛度大剛度大?；芈分幸缌鏖y調(diào)定壓力?；芈分幸缌鏖y調(diào)定壓

41、力PsPs值不宜過(guò)高，以免造成不必要的功率損失。由于調(diào)速值不宜過(guò)高，以免造成不必要的功率損失。由于調(diào)速閥最小壓差比節(jié)流閥的壓差要大一些閥最小壓差比節(jié)流閥的壓差要大一些, ,所以其功率損所以其功率損 失失比節(jié)流閥調(diào)速回路大。比節(jié)流閥調(diào)速回路大。圖 8 - 1 6 采 用 調(diào) 速 閥 的 調(diào) 速 回 路 和 速 度 負(fù) 載 特 性v62 圖中為采用調(diào)速閥的旁油圖中為采用調(diào)速閥的旁油路節(jié)流回路。與節(jié)流閥裝在路節(jié)流回路。與節(jié)流閥裝在旁油路的調(diào)速回路相比，其旁油路的調(diào)速回路相比，其速度剛度大大提高。但是泵速度剛度大大提高。但是泵的泄漏對(duì)速度仍有影響，故的泄漏對(duì)速度仍有影響，故速度剛度不如前兩種回路。速度

42、剛度不如前兩種回路。由于通過(guò)調(diào)速閥流量由于通過(guò)調(diào)速閥流量 Q Q不受不受負(fù)載影響，它能承受最大負(fù)負(fù)載影響，它能承受最大負(fù)載只受載只受安全閥調(diào)定壓力安全閥調(diào)定壓力限制限制. . 因此，與節(jié)流閥的旁路節(jié)因此，與節(jié)流閥的旁路節(jié) 流調(diào)速回路相比流調(diào)速回路相比, ,其其低速低速時(shí)時(shí) 的承載能力也有很大提高的承載能力也有很大提高. . 63液壓缸 2-安全閥 3-溢流閥 4-節(jié)流閥圖8-18 溢流節(jié)流閥原理（二）溢流節(jié)流閥（二）溢流節(jié)流閥 這種閥由這種閥由壓差式溢流閥壓差式溢流閥和和節(jié)流閥節(jié)流閥并聯(lián)而成并聯(lián)而成.它也能保它也能保持節(jié)流閥前后壓差基本不變持節(jié)流閥前后壓差基本不變.從而使通過(guò)節(jié)流閥的流量基從而

43、使通過(guò)節(jié)流閥的流量基本不受負(fù)載變化的影響本不受負(fù)載變化的影響.下圖是它的工作原理圖下圖是它的工作原理圖.液壓泵液壓泵輸出的油液的壓力為輸出的油液的壓力為P1,進(jìn)入閥后進(jìn)入閥后,一部分油液經(jīng)節(jié)流一部分油液經(jīng)節(jié)流 閥閥而進(jìn)入執(zhí)行元件而進(jìn)入執(zhí)行元件,另一部分油液經(jīng)溢流閥的溢流口另一部分油液經(jīng)溢流閥的溢流口h回油回油箱。箱。64 當(dāng)溢流閥閥芯處于某一位置時(shí)，閥芯在當(dāng)溢流閥閥芯處于某一位置時(shí)，閥芯在其上下的油壓力和彈簧力其上下的油壓力和彈簧力Fs作用下處于作用下處于平衡狀態(tài)，這時(shí)有：平衡狀態(tài)，這時(shí)有： p1A1=p2A+Fs 即即 p=p1-p2=Fs/A 式中式中 A A閥芯端面面積。閥芯端面面積。6

44、5（三）調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較（三）調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較 調(diào)速閥與溢流閥都有壓力補(bǔ)償作用，使調(diào)速閥與溢流閥都有壓力補(bǔ)償作用，使通過(guò)流量不受負(fù)載變化影響。但其性能和使通過(guò)流量不受負(fù)載變化影響。但其性能和使用范圍不完全相同。主要差別如下用范圍不完全相同。主要差別如下: 1 1、在采用溢流節(jié)流閥的調(diào)速回路中，液在采用溢流節(jié)流閥的調(diào)速回路中，液壓泵的供油壓力時(shí)隨負(fù)載而變化的壓泵的供油壓力時(shí)隨負(fù)載而變化的。負(fù)載小，。負(fù)載小，供油壓力就低，因此功率損失較小，其效率供油壓力就低，因此功率損失較小，其效率比采用調(diào)速閥的調(diào)速回路高。比采用調(diào)速閥的調(diào)速回路高。662 2、在溢流節(jié)流閥調(diào)速回路中，全部負(fù)載壓、

45、在溢流節(jié)流閥調(diào)速回路中，全部負(fù)載壓力由溢流閥的開(kāi)口所形成，即溢流閥的力由溢流閥的開(kāi)口所形成，即溢流閥的閥口壓降較調(diào)速閥中減壓閥的閥口壓降閥口壓降較調(diào)速閥中減壓閥的閥口壓降大。大。溢流節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性較調(diào)速閥溢流節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性較調(diào)速閥差，在小流量時(shí)尤為明顯差，在小流量時(shí)尤為明顯。3 3、溢流節(jié)流閥只用于進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路溢流節(jié)流閥只用于進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中中，而調(diào)速閥在進(jìn)油路、回油路、旁油，而調(diào)速閥在進(jìn)油路、回油路、旁油路中都能應(yīng)用。路中都能應(yīng)用。67二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路是用容積調(diào)速回路是用改變泵或馬達(dá)的排量改變泵或馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。 節(jié)流調(diào)速回

46、路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功率場(chǎng)合。率場(chǎng)合。 容積調(diào)速回路，因無(wú)節(jié)流損失或溢流損失，效容積調(diào)速回路，因無(wú)節(jié)流損失或溢流損失，效率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場(chǎng)合。率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場(chǎng)合。68 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油：沒(méi)有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。 根據(jù)油路的循環(huán)方式，可以分為根據(jù)油路的循環(huán)方式，可以分為開(kāi)式回路和閉式回開(kāi)式回路和閉式回路路。 在開(kāi)式回路中在開(kāi)式回路中，液壓泵從油箱

47、吸油，液壓執(zhí)行元件，液壓泵從油箱吸油，液壓執(zhí)行元件的回油直接回油箱，這種回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油液在油箱中的回油直接回油箱，這種回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油液在油箱中能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進(jìn)入能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進(jìn)入回路。回路。 在閉式回路中在閉式回路中，執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔，執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補(bǔ)油箱，空氣和臟物不易相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補(bǔ)油箱，空氣和臟物不易進(jìn)入回路，但油液的冷卻條件差，需附設(shè)輔助泵補(bǔ)油、進(jìn)入回路，但油液的冷卻條件差，需附設(shè)輔助泵補(bǔ)油、冷卻和換油。冷卻和換油。 補(bǔ)油泵的流量一般為主泵流量的補(bǔ)油泵的流

48、量一般為主泵流量的10%10%15%15%，壓力通，壓力通常為常為0.30.31.0MPa1.0MPa左右。左右。69容積調(diào)速回路的基本形式：容積調(diào)速回路的基本形式： 容積調(diào)速回路可分為兩種：容積調(diào)速回路可分為兩種： 泵泵缸式缸式容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路 泵泵馬達(dá)式馬達(dá)式容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路 泵泵馬達(dá)式容積調(diào)速回路馬達(dá)式容積調(diào)速回路根據(jù)液壓泵與液壓馬達(dá)的不根據(jù)液壓泵與液壓馬達(dá)的不同組合，又可分成：同組合，又可分成： 變量泵變量泵和和定量液壓馬達(dá)定量液壓馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路；組成的容積調(diào)速回路； 定量泵定量泵和和變量變量液壓液壓馬達(dá)馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路；組成的容積調(diào)速回路； 變量泵變量泵

49、和和變量變量液壓液壓馬達(dá)馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路。組成的容積調(diào)速回路。 70 馬達(dá)為定量馬達(dá)為定量, ,改變泵排量改變泵排量V VP P可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速n nM M隨之隨之成比例地變化成比例地變化. .（一）（一） 手動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路手動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路71 圖 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 防止回路過(guò)載 補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏 調(diào) 定 油 泵 1的供油壓力輔助泵使低壓輔助泵使低壓管路始終保持管路始終保持一定壓力一定壓力, , 改改善了主泵的吸善了主泵的吸油條件油條件, ,且可且可置換部分發(fā)熱置換部分發(fā)熱油液油液, ,降低系降低系統(tǒng)溫升。統(tǒng)溫升。72 圖 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路

50、圖 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 工作特性曲線 防止 回路過(guò)載 補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏 調(diào) 定 油 泵 1的供油壓力這種回路馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和回這種回路馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和回路的工作壓力取決于負(fù)載，不路的工作壓力取決于負(fù)載，不會(huì)因調(diào)速發(fā)生變化，所以常被會(huì)因調(diào)速發(fā)生變化，所以常被稱為稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。7374 該種調(diào)速回路隨著液壓馬達(dá)排量的減小，輸該種調(diào)速回路隨著液壓馬達(dá)排量的減小，輸出轉(zhuǎn)速升高，輸出扭矩下降，機(jī)械效率降低，出轉(zhuǎn)速升高，輸出扭矩下降，機(jī)械效率降低，當(dāng)當(dāng)排量減少到一定程度時(shí)，液壓馬達(dá)輸出的扭矩將排量減少到一定程度時(shí)，液壓馬達(dá)輸出的扭矩將不足以克服負(fù)載；不足以克服負(fù)載；

51、另一方面，另一方面，變量液壓馬達(dá)排量的可調(diào)范圍變量液壓馬達(dá)排量的可調(diào)范圍較小。較小。 因此，因此，該種調(diào)速回路的調(diào)速范圍較窄，采該種調(diào)速回路的調(diào)速范圍較窄，采用高質(zhì)量的柱塞馬達(dá)，用高質(zhì)量的柱塞馬達(dá)，調(diào)速比也僅為調(diào)速比也僅為4 4左右。左右。定量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路定量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路 由于為定量泵，由于為定量泵，馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)依靠改變液壓馬達(dá)本身的排馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)依靠改變液壓馬達(dá)本身的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)。量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速、輸出扭矩以及液壓泵輸出功率的表達(dá)式與液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速、輸出扭矩以及液壓泵輸出功率的表達(dá)式與上式相同。上式相同。75 由于定量泵輸出的流

52、量恒定，由于定量泵輸出的流量恒定，當(dāng)當(dāng)負(fù)載功率恒定時(shí)，液壓馬達(dá)輸出的負(fù)載功率恒定時(shí)，液壓馬達(dá)輸出的功率和液壓泵的工作壓力恒定不變功率和液壓泵的工作壓力恒定不變，液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)距與馬達(dá)的排液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)距與馬達(dá)的排量成正比，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速則與排量成量成正比，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速則與排量成反比。反比。 所以這種回路稱為所以這種回路稱為恒功率調(diào)恒功率調(diào)速回路。速回路。 該種調(diào)速回路的該種調(diào)速回路的突出優(yōu)點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)是是恒恒功率調(diào)速，功率調(diào)速，液壓泵輸出的最大功率液壓泵輸出的最大功率不因速度的調(diào)節(jié)而改變，不因速度的調(diào)節(jié)而改變，有利于功有利于功率的充分發(fā)揮。率的充分發(fā)揮。 其缺點(diǎn)是調(diào)速范圍過(guò)窄。其缺點(diǎn)是調(diào)速范圍過(guò)窄

53、。 定量泵和變量馬達(dá)容積調(diào)速回路的調(diào)速特性定量泵和變量馬達(dá)容積調(diào)速回路的調(diào)速特性76 。 538746各元件對(duì)稱布置，變各元件對(duì)稱布置，變換泵的供油方向，即換泵的供油方向，即可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。77雙向變量泵和雙向變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路雙向變量泵和雙向變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路qBminqMmaxqBmaxqMqBnMNBMMMMNBnM變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路 這種回路實(shí)際是前兩種容積調(diào)速回路的組合。由于在該調(diào)速回這種回路實(shí)際是前兩種容積調(diào)速回路的組合。由于在該調(diào)速回路中，液壓泵及液壓馬達(dá)的排量都可以改變，因而路中，液壓泵及

54、液壓馬達(dá)的排量都可以改變，因而使回路的調(diào)速范使回路的調(diào)速范圍加寬圍加寬，同時(shí)擴(kuò)大了對(duì)液壓馬達(dá)輸出扭矩和液壓泵輸出功率特性的同時(shí)擴(kuò)大了對(duì)液壓馬達(dá)輸出扭矩和液壓泵輸出功率特性的選擇余地，選擇余地，拓寬了工作部件對(duì)扭矩、轉(zhuǎn)速及功率的最佳使用范圍。拓寬了工作部件對(duì)扭矩、轉(zhuǎn)速及功率的最佳使用范圍。 78變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速變量泵和變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路的調(diào)速特性回路的調(diào)速特性第一階段：第一階段：將變量液壓馬達(dá)的排量將變量液壓馬達(dá)的排量 q qM M 固定在最大值上，然后調(diào)節(jié)變量固定在最大值上，然后調(diào)節(jié)變量泵的排量泵的排量 q qp p使其流量逐漸增加，液使其流量逐漸增加，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速壓馬

55、達(dá)的轉(zhuǎn)速 n nM M 便從小到大逐漸便從小到大逐漸增加，增加，此階段屬于恒轉(zhuǎn)距調(diào)速；此階段屬于恒轉(zhuǎn)距調(diào)速； 第二階段：第二階段：將變量泵的排量將變量泵的排量 q qp p 固固定在最大值上，然后調(diào)節(jié)變量液壓定在最大值上，然后調(diào)節(jié)變量液壓馬達(dá)的排量馬達(dá)的排量q qM M使其逐漸減小，液壓使其逐漸減小，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n nM M繼續(xù)逐漸升高，繼續(xù)逐漸升高，此階此階段屬于恒功率調(diào)速。段屬于恒功率調(diào)速。 因此這種調(diào)速回路的調(diào)速范圍因此這種調(diào)速回路的調(diào)速范圍是很大的，一般可達(dá)到是很大的，一般可達(dá)到 100100，適用，適用于機(jī)床主運(yùn)動(dòng)等大功率系統(tǒng)中。于機(jī)床主運(yùn)動(dòng)等大功率系統(tǒng)中。 它是恒轉(zhuǎn)距調(diào)

56、速和恒功率調(diào)速的組合，它是恒轉(zhuǎn)距調(diào)速和恒功率調(diào)速的組合，由于許多工作部件在低速時(shí)要求有較大的由于許多工作部件在低速時(shí)要求有較大的轉(zhuǎn)距，便于起動(dòng)，所當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)距，便于起動(dòng)，所當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由低到高調(diào)節(jié)時(shí)，分為兩個(gè)階段：低到高調(diào)節(jié)時(shí)，分為兩個(gè)階段：79 容積節(jié)流調(diào)速回路的容積節(jié)流調(diào)速回路的工作原理是采用壓力補(bǔ)償型工作原理是采用壓力補(bǔ)償型變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸或由液壓變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸或由液壓缸流出的流量來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度缸流出的流量來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵并使變量泵的輸出流量自動(dòng)地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。的輸出流量自動(dòng)地與液壓缸所需的

57、流量相適應(yīng)。 這種調(diào)速回路這種調(diào)速回路沒(méi)有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)沒(méi)有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性也比單純的容積調(diào)速回路好，定性也比單純的容積調(diào)速回路好，常用在速度范圍大常用在速度范圍大，中小功率系統(tǒng)中，例如組合機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)等。，中小功率系統(tǒng)中，例如組合機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)等。（二）（二） 自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路l恒功率變量泵調(diào)速回路恒功率變量泵調(diào)速回路l限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路l差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路80123Q145p2p1Q0p06 在該種調(diào)速回路中在該種調(diào)速回路中調(diào)速閥的功用調(diào)速閥的功用不僅是決

58、定和穩(wěn)定進(jìn)入執(zhí)行元件的不僅是決定和穩(wěn)定進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，而且控制液壓泵的輸出流量，流量，而且控制液壓泵的輸出流量，使液壓泵的輸出流量與執(zhí)行元件所使液壓泵的輸出流量與執(zhí)行元件所需流量恰好匹配，因而也可使泵的需流量恰好匹配，因而也可使泵的供油壓力基本恒定供油壓力基本恒定。（故該調(diào)速回路也稱定壓式容積節(jié)（故該調(diào)速回路也稱定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路）。流調(diào)速回路）。 該回路由限壓式變量葉片泵該回路由限壓式變量葉片泵1 1、調(diào)速閥、調(diào)速閥3 3和液壓油缸和液壓油缸5 5等主要元件組成。等主要元件組成。 由于由于調(diào)速閥有較好的穩(wěn)流作用，可以保證活塞工作速度不隨負(fù)載的變調(diào)速閥有較好的穩(wěn)流作用，可以保證活塞工作

59、速度不隨負(fù)載的變化而變動(dòng)。此時(shí)，限壓式變量葉片泵能根據(jù)調(diào)速閥節(jié)流口通流面積所決定化而變動(dòng)。此時(shí)，限壓式變量葉片泵能根據(jù)調(diào)速閥節(jié)流口通流面積所決定的流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出流量的流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出流量, , 消除溢流損失。消除溢流損失。1.限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路81調(diào)速特性曲線：調(diào)速特性曲線：曲線曲線1為限壓式變量葉片泵的流量壓力曲線，為限壓式變量葉片泵的流量壓力曲線，曲線曲線2為調(diào)速閥出口（缸進(jìn)油口）的流量壓力特性曲線。為調(diào)速閥出口（缸進(jìn)油口）的流量壓力特性曲線。b為液壓為液壓泵出口的工作點(diǎn)，也式調(diào)速閥前的工作點(diǎn)，壓力為泵出口的工作點(diǎn)，也

60、式調(diào)速閥前的工作點(diǎn)，壓力為Pp，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力為液壓缸的壓力壓力為液壓缸的壓力 P1。 輕載時(shí)，輕載時(shí)， P1小，小，p大，調(diào)速閥的功率損失大，效率低。顯然，大，調(diào)速閥的功率損失大，效率低。顯然，當(dāng)液壓缸的負(fù)載最大時(shí)，使當(dāng)液壓缸的負(fù)載最大時(shí)，使p= pmin是泵特性曲線調(diào)整的最佳狀是泵特性曲線調(diào)整的最佳狀態(tài)。態(tài)。82 另外，一旦調(diào)速閥調(diào)定，液壓泵的工作壓力相對(duì)另外，一旦調(diào)速閥調(diào)定，液壓泵的工作壓力相對(duì)穩(wěn)定。這樣若負(fù)載變小時(shí)，調(diào)速閥兩端的壓力差增加，穩(wěn)定。這樣若負(fù)載變小時(shí)，調(diào)速閥兩端的壓力差增加，節(jié)流損失增加，回路效率下降。節(jié)流損失增加，回路效率下降。 可以說(shuō)，容積節(jié)流調(diào)速回路是以增加壓