關于容積調速回路和幾種其它回路第1頁，課件共26頁，創作于2023年2月

§9-1容積調速回路

容積調速回路是通過改變泵的排量或（和）液壓馬達的排量來調節液壓馬達（或液壓缸）速度的回路。溶劑調速回路有變量泵和定量執行元件、定量泵和變量液壓馬達以及變量泵和變量液壓馬達三種可能的組合，下面對這三種組合情況調速回路的性能作進一步分析。一、變量泵和定量執行元件組成的調速回路二、定量泵變量馬達容積調速回路三、變量泵和變量馬達容積調速回路第2頁，課件共26頁，創作于2023年2月一、變量泵和定量執行元件組成的調速回路

這種調速回路可由變量泵與液壓缸或變量泵與定量馬達組成，回路原理見下圖。左圖為結構簡圖，右圖為回路原理圖。第3頁，課件共26頁，創作于2023年2月

變量泵與定量執行元件所組成的容積調速回路的主要工作特性如下：（1）速度特性：速度特性反映的是執行元件的速度vm與變量泵調節參數qp（排量）的關系。當不考慮回路的容積效率時，執行元件的速度為：

nm=npqp/qm

或vm=npqp/A由上式可知：馬達的轉速與變量泵的排量成正比，它是一條通過原點的直線，如圖虛線所示。第4頁，課件共26頁，創作于2023年2月（2）轉矩和功率特性：即執行元件輸出轉矩Tm和輸出功率Pm與變量泵調節參數qp之間的關系。當不考慮回路的損失時，液壓馬達的輸出轉矩Tm為：Tm=qm(Pp-P0)F=A(Pp-P0)由式可知：當泵的輸油壓力和吸油路壓力不變時，馬達的輸出扭矩是恒定的，而與變量泵的調節參數無關。故其稱為恒轉矩推力調速，其特性曲線如圖。第5頁，課件共26頁，創作于2023年2月

同樣，由于存在泄漏、機械摩擦等損失，當qp小于一定值時，Mm也會等于零而存在一個死區。所以實際轉矩Tm特性曲線如圖中實線所示。次回路中執行元件的輸出功率為：Pm=(Pp-P0)=(Pp-P0).npqp或Pm=nmTm=qpnpTm/qm上式表明，執行元件輸出的功率隨變量泵的排量的增減而線性地增減，其理論與實際的功率特性曲線如圖。第6頁，課件共26頁，創作于2023年2月

下圖為定量泵與變量馬達組成的容積調速回路。圖(a)為閉式回路，圖(b)為開式回路。兩回路中1為定量泵，2為變量馬達，3為安全閥，圖(a)中4為低壓溢流閥，5為補油泵。此回路是靠調節變量馬達2自身的排量來實現調速。二、定量泵變量馬達容積調速回路第7頁，課件共26頁，創作于2023年2月回路主要工作特性：變量馬達的轉速：nm=Qp/qm

其中Qp=C,可見變量馬達的轉速nm與其排量qm成反比。即當排量qm最小時，馬達的轉速最高，其特性曲線如圖虛線所示。由于存在容積損失和機械損失等，當qm小到一定值時，會帶不動負載而使馬達nm=0。此時定量泵的輸出流量通過安全閥泄漏回油箱或流回低壓油路，所以也存在一個死區。第8頁，課件共26頁，創作于2023年2月液壓馬達的輸出轉矩Tm和輸出功率Pm輸出轉矩Tm=qm(Pp-P0)輸出功率Pm=nmTm=Qp(Pp-P0)上式表明，定量泵和變量馬達調速回路，液壓馬達的轉矩Tm與排量qm成正比；其輸出功率Pm與調節參數qm無關，當進油路壓力Pp和回油路壓力P0不變時，Pm=C。故此種調速回路為恒功率調節，特性曲線如圖所示。第9頁，課件共26頁，創作于2023年2月三、變量泵和變量馬達容積調速回路

這種回路是上述兩種調速回路的組合，下圖是回路原理圖。它是由雙向變量泵2和雙向變量馬達9等組成的容積調速回路。調節變量泵2的排量和變量馬達的排量都可調節馬達的轉速。補油泵1向低壓腔補油。安全閥5和6用以防止兩個方向的高壓過載。第10頁，課件共26頁，創作于2023年2月回路的工作特性：馬達輸出轉速nm=Qp/qm=qpnp/qm馬達輸出轉矩Tm=qm(pp-pq)馬達輸出功率Pm=nmTm=qpnp(pp-p0)

由于此回路中既可用變量泵調速，又可用變量馬達調速，因此要合理利用上述兩種調速回路的優點，克服其缺點，以達到既可擴大調速范圍（一般可達i=100左右），又使其換向平穩，一般采用分段調速的方法。變量泵變量馬達回路的調速方法的特性曲線如圖所示。結束第11頁，課件共26頁，創作于2023年2月

§9-2容積節流調速回路

容積節流調速回路是采用特定的變量泵和調速閥組成，它兼有節流調速回路和容積調速回路的優點。無溢流損失、效率較高、低速穩定性好、調節方便，廣泛應用于機床液壓系統。一、限壓式變量泵和調速閥的調速回路二、穩流式變量泵和節流閥容積調速回

路三、壓力反饋式變量泵和節流閥容積節流調速回路四、調速回路的比較和選擇第12頁，課件共26頁，創作于2023年2月一、限壓式變量泵和調速閥的調速回路

這種回路的原理和工作特性曲線如圖所示。左圖為原理圖，在圖示位置時，活塞4快速向右運動。第13頁，課件共26頁，創作于2023年2月

這種調速回路與容積調速相比，活塞運動速度v由調速閥調節與泵的泄漏無關，能獲得較低的穩定速度；與節流閥相比，它只有節流損失而無溢流損失，因而效率較高。當不考慮泵、缸和管路損失時，回路的效率為：p=(p1-p2)(A2/A1)Q1/ppQ1=(p1-p2)(A2/A1)/Pp上式表明：當泵的工作壓力pp調的低一些，回路效率也就高一些。但為了保證調速閥正常工作，泵的供油壓力pp應比缸的負載壓力p1大5x105Pa左右。為保證壓力繼電器可靠發訊，泵的供油壓力還需調的高些。所以其實際工作特性曲線如上圖(b)中AB’C’所示。第14頁，課件共26頁，創作于2023年2月二、穩流式變量泵和節流閥容積調速回路

在這種回路中，穩流式變量泵可用葉片式泵或柱塞泵，節流閥可裝在進油路上也可裝在回油路上。圖中為穩流式變量泵和裝在進油路上的節流閥組成的容積節流調速回路。在圖示位置時，泵3輸出的壓力油經換向閥5進入缸的左腔，泵3的定子處于左端位置，使轉子與定子的偏心處處于最大值emax，液壓缸便快速向右運動。第15頁，課件共26頁，創作于2023年2月

這種回路的調速特性曲線如圖所示。由圖中可知，當節流閥上壓差p小于或等于某一值p3時，此作用在定子左右兩邊和不平衡液壓作用力，尚不足以克服變量泵右邊平衡缸中彈簧的預壓力，定子仍處于最左端，泵的偏心仍處于最大值，因而泵的流量Qp也為最大，如特性曲線的AB段。圖中BC段表示變量泵的流量Qp隨p的變化而變化。第16頁，課件共26頁，創作于2023年2月三、壓力反饋式變量泵和節流閥容積節流調速回路

變量柱塞泵的流量大小取決于斜盤4的傾角的大小，而大小是由變量活塞3來控制的，變量活塞3的位置又是由節流閥2的壓差p2來控制的。在圖示位置時，控制壓力p2=0，變量活塞3在其上端的彈簧力作用下處于最第17頁，課件共26頁，創作于2023年2月下端位置，斜盤4的傾角最大，泵的輸出流量Qp也最大，活塞快速運動。當液壓缸工作進給時，換向閥6換向，缸的回油經節流閥2流回油箱，變量活塞3在節流閥的壓差p=p2作用下克服彈簧力Fs而上移，使傾角減小，泵的流量也自動相應減小。當節流閥的開口調定后，p2一定，也一定，泵的流量也就一定。所以調節節流閥的通流面積就可調節泵的輸出流量，達到調速目的。這種調速回路中泵的流量與節流閥的開口量及工作負載的變化量相適應，所以低速穩定性好，效率較高，但泵的結構較復雜。第18頁，課件共26頁，創作于2023年2月1、三種調速回路特性的比較四、調速回路的比較和選擇2、調速回路的選擇調速回路的選擇主要考慮以下問題：（1）負載力、調速范圍、負載特性和低速穩壓性要求。這些因素決定了所需壓力、流量和功率。據統計，功率在2～３kW以下的液壓系統宜采用節流調速；功率在3～5kW以上時，宜采用容積調速。要求調速范圍大而低速穩定性好的系統，采用節流閥調速或容積節流閥調速。此外，負載變化大小，負載特性也是選擇調速回路的依據。第19頁，課件共26頁，創作于2023年2月（2）工作條件的要求。當處于高溫環境工作時，應選擇效率高、發熱較小的容積調速或容積節流調速，必要時可采用冷卻措施。對行走機構如工程機械，為減輕重量其油箱不能做的很大，也宜采用效率高、發熱小的容積調速回路。（3）經濟性要求。節流調速回路雖有成本較低的優點，但功率消耗大、效率低。有時從整個系統所用元件的數量和節省功率的觀點分析還不如采用容積節流調速或容積調速更經濟。結束第20頁，課件共26頁，創作于2023年2月

§9-3幾種其它回路一、液壓馬達串聯回路二、液壓馬達制動回路三、限速補油回路四、雙泵供油卸荷第21頁，課件共26頁，創作于2023年2月一、液壓馬達串聯回路

在行走機械中，常直接用液壓馬達來驅動車輪，這時可利用液壓馬達串聯時的不同特性，來適應行走機械的不同工況。圖中，電磁閥2通電吸合，電磁閥1處于常態位時，兩液壓馬達并聯。這時行走機械有較大的牽引力，即液壓馬達的輸出扭矩較大，但速度較低。當電磁閥1、2都通電吸合時，兩液壓馬達串聯。這時行走機械速度較高，但牽引力較小。第22頁，課件共26頁，創作于2023年2月1、液壓制動二、液壓馬達制動回路

圖中，在液壓馬達的回路上設置背壓閥使液壓馬達制動。當二位三通電磁閥4在常態位時，液壓馬達1回油壓力為閥3的卸荷壓力。當二位三通電磁閥4吸合時，一方面油泵經溢流閥2卸荷，另一方面背壓閥3起作用，對液壓馬達起制動作用，使馬達很快停下。第23頁，課件共26頁，創作于2023年2月2、液壓機械制動

圖中，液壓馬達上有一液壓機械制動器，而其中制動快2的伸縮由制動缸3控制。當馬達正常旋轉時，壓力油進入缸3，使制動塊2抬起。單向節流閥4的