液压系统分析2基本回路.pptx

液气压系统分析第二章 基本回路分析第二章 基本回路分析由液由液压元件元件组成，并能完成特定功能的典型管成，并能完成特定功能的典型管路路结构，称构，称为基本回路基本回路。内容概述内容概述v方向控制回路方向控制回路v压力控制回路力控制回路v速度速度调节回路回路v多缸控制回路多缸控制回路v其它控制回路其它控制回路2-1方向控制回路方向控制回路方向控制回路的作用是利用各种方向控制元件来控方向控制回路的作用是利用各种方向控制元件来控制流体的通断和流向，以控制制流体的通断和流向，以控制执行元件的启行元件的启动、停止和停止和换向。向。1.换向回路向回路三位四通手三位四通手动换向向阀2-1方向控制回路方向控制回路v二位四通二位四通电磁磁阀的的换向回路向回路活塞只能停留在缸的两端，活塞只能停留在缸的两端，不能停留在任意位置上。不能停留在任意位置上。换向向时间短短,为0.010.07s；换向向时间不能不能调节。阀芯推力受到芯推力受到电磁磁阀衔铁吸吸力的限制，只适用于小流量力的限制，只适用于小流量的系的系统。2.连续往返运往返运动回路回路压力力继电器控制的器控制的连续往往复运复运动回路回路2-1方向控制回路方向控制回路压力继电器压力继电器2-1方向控制回路方向控制回路v用行程开关控制的用行程开关控制的连续往复运往复运动回路回路2-2压力控制回路压力控制回路1 1、定量泵调压回路、定量泵调压回路 在采用定量泵节流调速中，调节在采用定量泵节流调速中，调节节流阀的开口大小可调节进入执行元节流阀的开口大小可调节进入执行元件的流量，而定量泵多余的油液则从件的流量，而定量泵多余的油液则从溢流阀溢回油箱。在工作过程中阀是溢流阀溢回油箱。在工作过程中阀是常开常开的，液压泵的的，液压泵的工作压力工作压力决定于溢决定于溢流阀的调整压力且流阀的调整压力且基本保持恒定基本保持恒定。一一.调压回路调压回路调压回路使系统或系统某一部分的压力保持恒定或不超过某一调压回路使系统或系统某一部分的压力保持恒定或不超过某一数值，或者使工作部件在运动的不同阶段有不同的压力以适应数值，或者使工作部件在运动的不同阶段有不同的压力以适应不同负载的要求。不同负载的要求。2-2压力控制回路压力控制回路2 2变量泵限压回路变量泵限压回路 泵的出口压力不超过泵的出口压力不超过溢流阀调定压力，此时阀溢流阀调定压力，此时阀是常闭的。只有当系统压是常闭的。只有当系统压力超过溢流阀调整压力时，力超过溢流阀调整压力时，阀才打开，油液经阀流回阀才打开，油液经阀流回油箱，系统压力不再增高，油箱，系统压力不再增高，因而可以因而可以防止系统过载防止系统过载，起起安全安全作用。作用。2-2压力控制回路压力控制回路3远程程调压与多与多级调压回路回路将先将先导式溢流式溢流阀的的远程控制口接程控制口接远程程调压阀进油口，用来控制先油口，用来控制先导溢流溢流阀上腔上腔压力力p1的的压力力值，而，而远程程调压阀出油口接油箱，即构成出油口接油箱，即构成了了远程程调压回路。回路。p1p22-2压力控制回路压力控制回路v多级调压回路，采用多级调压回路，采用溢流阀和二位二通电磁溢流阀和二位二通电磁阀组合实现。阀组合实现。vP1p2p32-2压力控制回路压力控制回路4.无无级调压回路回路用于用于负载多多变的系的系统，工作工作压力随着力随着负载的不的不同能自同能自动调节。若若负载增大，控制油增大，控制油经单向向阀4进入入辅助缸助缸7，使，使溢流溢流阀的的调压弹簧簧压缩，P调增大；反之减小增大；反之减小p调，使使p供供自自动与与负载相适相适应。2-2压力控制回路压力控制回路二减二减压回路回路在在夹紧系系统、控制系、控制系统和和润滑系滑系统中常需要减中常需要减压回路。回路。图为常常见的一种减的一种减压回路。液回路。液压泵排出油液的最大排出油液的最大压力由溢力由溢流流阀根据主系根据主系统的需要来的需要来调节。当液当液压缸缸A需要得到比需要得到比泵的供的供油油压力低的力低的压力力时，可在，可在油路中油路中串串联一减一减压阀，减，减压阀可保持减可保持减压后后压力恒定，但至力恒定，但至少少应比溢流比溢流阀调定定压力低力低0.5MPa。当当执行元件的速度需行元件的速度需要要调节时，节流元件流元件应装在减装在减压阀的出口。的出口。2-2压力控制回路压力控制回路下下图为二二级调压回路，将减回路，将减压阀的的远程控制口通程控制口通过二位二通二位二通电磁磁阀与与远程程调压相相连便可便可获得两种得两种预调的的压力。力。p3p42-2压力控制回路压力控制回路v三增三增压回路回路泵输出的低出的低压油通油通过增增压缸缸4变为高高压油油输入入工作缸工作缸7、8。当。当3换向向时，工作缸的活塞在，工作缸的活塞在弹簧的作用下复位。簧的作用下复位。v双作用增双作用增压缸的缸的增增压回路回路能能连续输出高出高压油油2-2压力控制回路压力控制回路水射流切割的双向增压回路水射流切割的双向增压回路v水刀水刀利用增利用增压装置，将水增装置，将水增压到到100400MPa，通，通过小小孔孔喷嘴（嘴（0.10.5mm）将）将压力能力能变为动能。能。水的流速水的流速为500m/s到上千到上千米。米。2-2压力控制回路压力控制回路v四、保四、保压回路回路v1.蓄能器保蓄能器保压回路回路系系统压力由蓄能器保持。力由蓄能器保持。液流液流阀3的的调定定压力力应大大于于压力力继电器器5的的调定定压力。力。2-2压力控制回路压力控制回路v2.液控液控单向向阀保保压回路回路利用液压油的可压缩性和缸、管的弹性变形来保持压力恒定，因此随着泄漏量的增加，压力会逐渐降低。2-2压力控制回路压力控制回路v3.自自动补油的保油的保压回路回路v换向向阀3右位工作右位工作时，泵向液向液压缸大腔供油，缸大腔供油，压力上升到力上升到预定定值时，电接接压力表力表发出信号使出信号使电磁磁换向向阀回到中位，回到中位，液液压缸由液控缸由液控单向向阀4保保压。2-2压力控制回路压力控制回路v五、卸五、卸压回路回路执行机构的工作行程完成后行机构的工作行程完成后实现逐逐渐泄泄压，以防止，以防止换向向阀快速切快速切换而而导致的液致的液压冲冲击和振和振动。v1.主主换向向阀中位配合中位配合节流流阀的卸的卸压回路回路卸卸压速度可由速度可由节流流阀调节，常用于小型液，常用于小型液压机。机。v2.二位二通二位二通电磁磁阀配合配合节流流阀的卸的卸压回路回路v适用于适用于较大型液大型液压机和机和注塑机。注塑机。2-2压力控制回路压力控制回路2-2压力控制回路压力控制回路v3、外控、外控顺序序阀控制的控制的节流流阀卸卸压回路回路2-2压力控制回路压力控制回路六卸荷回路六卸荷回路（1）用三位）用三位换向向阀卸荷的回路卸荷的回路当滑当滑阀中位机能中位机能为“H”、”K”、或、或”M”型的三位型的三位换向向阀处于中位于中位时，泵输出的油液出的油液直接回油箱。如直接回油箱。如图所示。所示。这种种方法比方法比较简单，但不适用于一，但不适用于一泵驱动两个或两个以上两个或两个以上执行元行元件的系件的系统。2-2压力控制回路压力控制回路（2 2）用二位二通阀卸荷的回路）用二位二通阀卸荷的回路 如图所示，图中如图所示，图中专门增加了一个二位专门增加了一个二位二通电磁阀使泵卸荷。二通电磁阀使泵卸荷。二位二通电磁阀流量二位二通电磁阀流量必须与泵的流量相适必须与泵的流量相适应。且受到电磁铁吸应。且受到电磁铁吸力限制，通常仅用于力限制，通常仅用于q q泵泵1.05101.0510-3-3m m3 3/s/s的的场合。场合。2-2压力控制回路压力控制回路v液控液控换向向阀的卸荷回路的卸荷回路二位二通二位二通电磁磁阀4作作为液控液控换向向阀的先的先导控制，控制，液控液控换向向阀3卸荷。卸荷。用于大流量系用于大流量系统的卸荷。的卸荷。2-2压力控制回路压力控制回路（3 3）用先导式溢流阀卸荷回路）用先导式溢流阀卸荷回路 如图所示，先导式溢流阀的远如图所示，先导式溢流阀的远程控制口可通过二位二通电磁换向程控制口可通过二位二通电磁换向阀与油箱相通。当二位二通阀电磁阀与油箱相通。当二位二通阀电磁铁通电时，溢流阀远程控制口通油铁通电时，溢流阀远程控制口通油箱，这时溢流阀主阀全部打开，泵箱，这时溢流阀主阀全部打开，泵排出油液全部回油箱，液压泵卸荷。排出油液全部回油箱，液压泵卸荷。这一回路中二位二通阀只通过很少这一回路中二位二通阀只通过很少的流量，因此可以用小流量规格。的流量，因此可以用小流量规格。在这产品中，可将小规格的电磁阀在这产品中，可将小规格的电磁阀换向阀和先导式溢流阀组合一起，换向阀和先导式溢流阀组合一起，这种组合阀称为这种组合阀称为电磁溢流阀电磁溢流阀。（4）用液控）用液控顺序序阀的卸荷回路的卸荷回路高低高低压油油泵并并联供油，当系供油，当系统在低在低压大流量工况下工大流量工况下工作作时，低，低压大流量大流量泵2和高和高压大流量大流量泵1同同时供油。当供油。当负载力增加引起系力增加引起系统压力力p升高升高时，液控，液控顺序序阀打开，打开，低低压大流量大流量泵卸荷，高卸荷，高压小流量小流量泵继续向系向系统供油。供油。2-2压力控制回路压力控制回路2-2压力控制回路压力控制回路七平衡限速与七平衡限速与闭锁回路回路（1）用用用用单单向向向向顺顺序序序序阀阀的平衡回路的平衡回路的平衡回路的平衡回路图中是用中是用单向向顺序序阀组成的成的平衡回路。平衡回路。单向向顺序序阀的的调定定压力力应调整到能平衡运整到能平衡运动部件自重部件自重为度。度。理理论压力力P=W/A式式中中P顺序序阀的的调定定压力；力；W运运动部件的部件的总重量；重量；A液液压缸缸回油腔的有效面回油腔的有效面积。由于。由于顺序序阀的存在，运的存在，运动部件不会因自重而部件不会因自重而下滑。只有当下滑。只有当电磁磁铁1DT通通电时，液液压力使缸下腔的力使缸下腔的压力超力超过顺序序阀的的调定定压力，活塞才向下运力，活塞才向下运动。2-2压力控制回路压力控制回路（2）用液控用液控用液控用液控顺顺序序序序阀阀的平衡回路的平衡回路的平衡回路的平衡回路右右图是采用液控是采用液控顺序序阀的起重平衡回路。此回路适用的起重平衡回路。此回路适用于在平衡重量有于在平衡重量有变化的情况。化的情况。当当换向向阀切切换至右位至右位时，液，液压缸缸举起重物。当起重物。当换向向阀切切换至至左位左位时，活塞下行放下重物。，活塞下行放下重物。将将换向向阀切切换至中位，活塞停至中位，活塞停止运止运动。这一回路的特点是一回路的特点是液液控控顺序序阀的启的启闭取决于控制口取决于控制口的油的油压，而与，而与负载大小无关。大小无关。2-2压力控制回路压力控制回路但上但上图的平衡回路是的平衡回路是不完善的。当不完善的。当压力油使液控力油使液控顺序序阀打开，活塞开始向下打开，活塞开始向下运运动时，液，液压缸上腔的缸上腔的压力力将迅速降低，将迅速降低，这可能可能导致液致液控控顺序序阀关关闭，活塞停止运，活塞停止运动。紧接着接着压力升高，液控力升高，液控顺序序阀又打开，活塞又开始又打开，活塞又开始运运动。所以活塞。所以活塞继续下降，下降，产生所生所谓“点点头”现象。象。为了解决了解决这一一问题，可在控制，可在控制油路中装一油路中装一节流流阀，使液控，使液控顺序序阀的启的启闭动作减慢。作减慢。2-2压力控制回路压力控制回路（3）采用）采用单向向阀的的锁紧回路回路如如图所示状所示状态,活塞只能活塞只能向左运向左运动,向右向右则由由单阀锁紧。当当电磁磁阀切切换后，活塞向右运后，活塞向右运动，向左，向左则锁紧。当活塞运。当活塞运动到液到液压缸缸终端端时则能双向能双向锁紧。这里，油里，油泵出口出口处的的单向向阀在在泵停止运停止运转时还有有防止空气渗防止空气渗入液入液压系系统的作用的作用，并可，并可防止防止执行元件和管路等行元件和管路等处的冲的冲击压力影响液力影响液压泵。2-2压力控制回路压力控制回路（4）液控液控单向向阀锁紧回路（双向回路（双向液液压锁）当有当有压力油力油进入入时，回油路的，回油路的单向向阀被打开，被打开，单向向阀不妨碍不妨碍压力油力油进入液入液压缸。但当三位四通缸。但当三位四通阀处于中于中位或位或泵停止供油停止供油时，两个液控，两个液控单向向阀把液把液压缸内的液体密缸内的液体密闭在里面，在里面，使液使液压缸缸锁住。住。此回路可此回路可实现缸在任意位置缸在任意位置锁紧，且且锁紧精度精度较高。高。这种回路主要用于汽种回路主要用于汽车起重机的支起重机的支腿油路中腿油路中，也用于煤也用于煤矿采掘机械液采掘机械液压支架的支架的锁紧回路中。回路中。2-2压力控制回路压力控制回路（5）换向向阀锁紧回路回路图示示为换向向阀锁紧回路它回路它利用三位利用三位阀的的M型中位机能能封型中位机能能封闭液液压缸两腔，使活塞能在其缸两腔，使活塞能在其行程的任意位置上行程的任意位置上锁紧。由于。由于滑滑阀式式换向向阀不可避免的存在不可避免的存在泄漏泄漏，这种种锁紧回路能保持回路能保持执行元件行元件锁紧时间不不长。v速度控制回路是利用流量控制元件速度控制回路是利用流量控制元件对液液压系系统中中执行元件的运行元件的运动速度速度进行行调节和和变换，以以满足足负载所需要的速度快慢或所需要的速度快慢或变化的要求。化的要求。v速度控制回路包括速度控制回路包括调速回路、增速回路和速速回路、增速回路和速度度换接回路。接回路。v速度控制回路往往是液速度控制回路往往是液压系系统中的核心部分，中的核心部分，其工作性能的其工作性能的优劣劣对整个系整个系统起着决定性的起着决定性的作用。作用。2-3速度控制回路速度控制回路一、调速方法和要求一、调速方法和要求u 调速方法调速方法 在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸的运在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸的运动速度为动速度为 V=Q/AV=Q/A ;液压马达的转速为液压马达的转速为 n=Q/qn=Q/qm m。式中式中 Q-Q-输入执行元件的流量；输入执行元件的流量；A-A-液压缸的有效面积；液压缸的有效面积；q qm m-液压马达的排量。液压马达的排量。从上两式可知，改变输入液压缸的流量从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q Q或改变液压缸有或改变液压缸有效面积效面积A A，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸来说，一般用改变输入液压缸流量来说，一般用改变输入液压缸流量Q Q的办法来变速。而对于液的办法来变速。而对于液压马达，既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来压马达，既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来变速。变速。2-3速度控制回路速度控制回路u 调速要求调速要求 满足工作部件调速范围（为最大速度与最小速度之比）满足工作部件调速范围（为最大速度与最小速度之比）负载变化引起的工作部件速度变化应在允许范围内，即负载变化引起的工作部件速度变化应在允许范围内，即要求有一定的速度刚度；要求有一定的速度刚度；效率高；效率高；满足工作部件要求的承载能力；满足工作部件要求的承载能力；在稳定工作状态下无振动，运行平稳；在稳定工作状态下无振动，运行平稳；有关动态特性方面的各种要求。有关动态特性方面的各种要求。2-3速度控制回路速度控制回路概括起来，调速方法可分以下几种：概括起来，调速方法可分以下几种：1 1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调节输入执行元件的流量节输入执行元件的流量Q Q来实现调速；来实现调速；2 2、容积调速。即改变变量泵的供油量、容积调速。即改变变量泵的供油量Q Q或改变变量或改变变量液压马达的排量液压马达的排量q qm m来实现调速；来实现调速；3 3、容积节流调速。由压力补偿型变量泵供油，用、容积节流调速。由压力补偿型变量泵供油，用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。2-3速度控制回路速度控制回路（一）进口节流调速回路（一）进口节流调速回路1 1、速度负载特性、速度负载特性 从图中可看出，活塞运动速度从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压缸的流量取决于进入液压缸的流量q q1 1和液压和液压缸进油腔的有效面积缸进油腔的有效面积A A1 1，即：，即：V=q=q1 1/A/A1 1 根据连续性方程，进入液压缸的流根据连续性方程，进入液压缸的流量等于通过节流阀的流量，而通过量等于通过节流阀的流量，而通过节流阀的流量可由节流阀的流量特节流阀的流量可由节流阀的流量特性方程决定。即性方程决定。即q q1 1=CA=CAT T(P PT T)m m=CA=CAT T(P(Pp p-P-P1 1)m m2-3速度控制回路速度控制回路二、节流调速回路二、节流调速回路节流阀节流阀节流阀的结构节流阀的结构返回返回其中，其中，C C为节流阀口的液阻系数，由节流口形状、液体流态、油液性质等为节流阀口的液阻系数，由节流口形状、液体流态、油液性质等因素决定的参数；因素决定的参数；A AT T为节流口的通流面积；为节流口的通流面积；m m为由节流口形状决定的节流阀指数，其值为为由节流口形状决定的节流阀指数，其值为0.51.00.51.0。当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的力平衡方程当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的力平衡方程为：为：p p1 1A A1 1=p=p2 2A A2 2+F+F式中式中 F F负载力；负载力；p p2 2液压缸回油腔压力，液压缸回油腔压力，p p2 2 0。所以所以P P1 1=F/A=F/A1 1=P=PL L,P,PL L为克服负载所需的压力，称为为克服负载所需的压力，称为负载压力负载压力。再。再将将P P1 1代入前式得：代入前式得：上式即为进口节流调速回路的速度负载特性方程，它反映了速上式即为进口节流调速回路的速度负载特性方程，它反映了速度度v v和负载和负载F F的关系。若活塞运动速度为的关系。若活塞运动速度为v v为纵坐标，负载为横坐为纵坐标，负载为横坐标，标，将上式按将上式按不同节流阀通流面积不同节流阀通流面积A AT T作图，可得一组抛物线，作图，可得一组抛物线，称为进口节流调速回路的称为进口节流调速回路的速度负载特性曲线速度负载特性曲线。2-3速度控制回路速度控制回路 右图即为该回路的速度负载特右图即为该回路的速度负载特性，从图中可看出，当其它条件不性，从图中可看出，当其它条件不变时，活塞变时，活塞运动速度运动速度v v与节流阀通与节流阀通流面积流面积A AT T成正比成正比 ，故调节节流阀，故调节节流阀通流面积就能调节执行元件的运动通流面积就能调节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小稳速度。由于薄壁小孔节流阀最小稳定流量很小，故能得到较低的稳定定流量很小，故能得到较低的稳定速度。这种调速回路和调速范围大，速度。这种调速回路和调速范围大，一般可超过一般可超过100100。从前式和图中还。从前式和图中还能看出，能看出，当节流阀通流面积当节流阀通流面积A AT T一定一定时时,随着负载随着负载F F 的增加，节流阀两的增加，节流阀两端压差减小，活塞运动速度按抛物端压差减小，活塞运动速度按抛物线规律下降线规律下降。2-3速度控制回路速度控制回路 当当F=pF=pp pA A1 1时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就停止，时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就停止，液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。通常用速度刚度通常用速度刚度k kv v表示负载变化对速度的影响程度。表示负载变化对速度的影响程度。再由前式可得出：再由前式可得出：由上式可以看出：由上式可以看出：（1 1）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度刚度越大。）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度刚度越大。（2 2）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度越大。）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度越大。（3 3）适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高）适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高速度刚度。速度刚度。2-3速度控制回路速度控制回路2 2、最大承载能力、最大承载能力 在在p pp p已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，其最大承载能力是不变的，即其最大承载能力是不变的，即F Fmaxmax=p pp p.A A1 1。故称这种调速方式。故称这种调速方式为为恒推力调速恒推力调速。3、功率特性、功率特性液压泵输出的功率为：液压泵输出的功率为：P Pp p=p pp p.q qp p=常数常数液压缸输出有效功率为液压缸输出有效功率为:P P1 1=F=F.v=Fqv=Fq1 1/A/A1 1=p p1 1.q q1 1回路的功率损失为：回路的功率损失为：P=PP=Pp p-P-P1 1=p pp pq qp p-p p1 1q q1 1 =(=(q q1 1+q qy y)p pp p-q q1 1(p pp p-p pT T)=)=p pp pq qy y+p pT Tq q1 1由上式可知，这种调速回路的功率损失由由上式可知，这种调速回路的功率损失由溢流损失溢流损失(P P1 1=p pp pq qy y)和和节流损失节流损失(P P2 2=p pTq1=pTvA1)两部分组成。两部分组成。2-3速度控制回路速度控制回路由于两种损失的存在，故调速回路效率较低，特别是当负由于两种损失的存在，故调速回路效率较低，特别是当负载小，速度低时效率更低。载小，速度低时效率更低。而回路效率而回路效率c等于缸的有效功率与泵的输出功率之比，为：等于缸的有效功率与泵的输出功率之比，为：从上式可以看出，从上式可以看出，q q1 1/q qp p越大，溢流损失越小，回路效率就越大，溢流损失越小，回路效率就越高；负载越大，越高；负载越大，p p1 1/p p2 2越大，回路效率也越高。此外，节越大，回路效率也越高。此外，节流阀的进出口压力差流阀的进出口压力差p pT T越小，回路效率越高，但越小，回路效率越高，但p pT T不不能过小，一般取（能过小，一般取（2323）10105 5PaPa才能正常工作。在负载基才能正常工作。在负载基本不变的情况下，进油路节流调速回路的效率本不变的情况下，进油路节流调速回路的效率c c=0.2=0.20.60.6。2-3速度控制回路速度控制回路4.调速特性速特性调速回路的最大速度速回路的最大速度vmax与最小速度与最小速度vmin之比称之比称为回回路的路的调速特性（速特性（调速范速范围）。）。进油路油路调速回路的速回路的调速范速范围为：式中，式中，ATmax和ATmin分分别为节流流阀可能的最大和最小可能的最大和最小通流面通流面积。2-3速度控制回路速度控制回路v进油路油路节流流调速的特点：速的特点：由于由于进油路有油路有节流流阀，流量，流量输入平入平稳，无冲，无冲击，当，当流量流量进入入单杆液杆液压缸无杆腔缸无杆腔时，因，因为有效工作面有效工作面积较大，可以大，可以获得得较低的运低的运动速度。但由于回路上没速度。但由于回路上没有背有背压，当，当负载变化化时，运，运动速度不速度不够平平稳。所以。所以常在回油路上安装一个背常在回油路上安装一个背压阀，调整整压力一般力一般为0.30.6MPa。背。背压越高，功率越高，功率损失越大。失越大。总之，之，这种回路种回路结构构简单，成本，成本较低，而且低，而且调速范速范围较大（一般可达大（一般可达100以上），启以上），启动时冲冲击较小，小，因此仍广泛因此仍广泛应用于一般用于一般负载变化化较小的小功率液小的小功率液压系系统中。中。2-3速度控制回路速度控制回路(二）回油路节流调速二）回油路节流调速 在这种调速回路中，把节流阀在这种调速回路中，把节流阀串联在液压缸的回油路上，如图所串联在液压缸的回油路上，如图所示，借助节流阀控制液压缸的排油示，借助节流阀控制液压缸的排油量量q q2 2来实现速度调节。由于进入液来实现速度调节。由于进入液压缸的流量压缸的流量q q1 1受到回油路上排出流受到回油路上排出流量量q q2 2的限制，因此用节流阀来调节的限制，因此用节流阀来调节液压缸排油量液压缸排油量q q2 2，也就调节了进油，也就调节了进油量量q q1 1。定量泵多余的油液经溢流阀。定量泵多余的油液经溢流阀流回油箱。流回油箱。2-3速度控制回路速度控制回路液液压缸活塞运缸活塞运动的速度的速度v取决于流出液取决于流出液压缸的流量缸的流量q2和液和液压腔工作腔（此腔工作腔（此处为有杆腔）的有效工作面有杆腔）的有效工作面积A2，因此，因此速度速度刚度度为：进油路、回油路油路、回油路节流流调速回路的速度速回路的速度负载特性相同。特性相同。在相同条件下，其回路效率与在相同条件下，其回路效率与进油油节流流调速回路亦速回路亦相同。相同。2-3速度控制回路速度控制回路v回油回油节流流调速的特点：速的特点：回油腔有背回油腔有背压，运，运动比比较平平稳，能防止，能防止负载突然突然为零零时引起的前冲，并能承受一定程度的引起的前冲，并能承受一定程度的负值负载。因通因通过节流流阀的流量流往油箱，的流量流往油箱，热油得到冷却，改油得到冷却，改善了散善了散热条件。停机以后，回油腔油会条件。停机以后，回油腔油会缓慢流入油慢流入油箱，再次启箱，再次启动时，容易，容易产生启生启动冲冲击。为了克服了克服这一缺点，可在一缺点，可在进油路上增加一个油路上增加一个节流流阀，称，称为进、回油回油节流流调速，但增大了功率速，但增大了功率损失。失。回油路回油路节流流调速回路同速回路同样只适用于小功率、只适用于小功率、负载变化不大的系化不大的系统。在生。在生产中，其中，其应用比用比进油油节流流调速速回路普遍。回路普遍。2-3速度控制回路速度控制回路 进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下力和效率等方面性能是相同的，差别如下:（三）（三）进、回油路节流调速回路比较进、回油路节流调速回路比较1 1、承受负值负载能力、承受负值负载能力 所谓负值负载就是负载作用所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件运动方向相同。力方向和执行元件运动方向相同。进口节流调速回路不能承受负值进口节流调速回路不能承受负值负载。如果要使其承受负值负载，负载。如果要使其承受负值负载，就得在回油路上加背压阀（见图）就得在回油路上加背压阀（见图），使执行元件在承受负值负载时，使执行元件在承受负值负载时其进油腔内的压力不致下降到零，其进油腔内的压力不致下降到零，以免液体以免液体“拉断拉断”。2-3速度控制回路速度控制回路2 2、运动平稳性、运动平稳性 在回油节流调速回路中，液压缸回油腔的背压在回油节流调速回路中，液压缸回油腔的背压p p2 2与运动速与运动速度的平方成正比，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，度的平方成正比，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，且对运动部件的振动有抑制作用，有利于提高执行元件的运且对运动部件的振动有抑制作用，有利于提高执行元件的运动平稳性。因此，就动平稳性。因此，就低速平稳性而言，回油节流调速优于进低速平稳性而言，回油节流调速优于进口调速，回油节流调速的最低稳定速度较进口调速低口调速，回油节流调速的最低稳定速度较进口调速低。3 3、回油腔压力、回油腔压力 回油节流调速回路中回油腔压力回油节流调速回路中回油腔压力P P2 2较高，特别是在负较高，特别是在负载突然消失时，回油腔压力有可能比进油腔压力载突然消失时，回油腔压力有可能比进油腔压力P P1 1还要高。还要高。这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄漏增加，效率降低。漏增加，效率降低。2-3速度控制回路速度控制回路5 5、起动时前冲、起动时前冲4 4、油液发热对泄漏的影响、油液发热对泄漏的影响 回油节流调速回路中，油液流经节流阀时产生能量损回油节流调速回路中，油液流经节流阀时产生能量损失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热冷却后再重新进失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进口节流调速回路中，经节流阀后发入泵和液压缸；而在进口节流调速回路中，经节流阀后发热的油液直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从而热的油液直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从而影响速度的稳定性。影响速度的稳定性。回油节流调速回路中，若停车时间较长，液压缸回油回油节流调速回路中，若停车时间较长，液压缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启动时，液压泵全腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启动时，液压泵全部流量进入液压缸，使活塞以较快的速度前冲一段距离，部流量进入液压缸，使活塞以较快的速度前冲一段距离，直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种启动时的直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏机件。前冲现象可能损坏机件。2-3速度控制回路速度控制回路（四）旁油路节流调速回路（四）旁油路节流调速回路 这种节流调速回路将节流阀装在这种节流调速回路将节流阀装在与液压缸并联的支路上，如图所示。与液压缸并联的支路上，如图所示。只要调节通过旁路节流阀流量只要调节通过旁路节流阀流量q qT T，就，就能调节进入液压缸的流量能调节进入液压缸的流量q q1 1，也就调，也就调节了活塞运动速度。通过节流回油箱节了活塞运动速度。通过节流回油箱的的流量多，则进入液压缸的流量就的的流量多，则进入液压缸的流量就少，活塞运动速度就慢；反之，活塞少，活塞运动速度就慢；反之，活塞运动速度就快。这里的溢流阀作安全运动速度就快。这里的溢流阀作安全阀用，其调定压力应大于克服最大负阀用，其调定压力应大于克服最大负载所需的压力。正常工作时溢流阀处载所需的压力。正常工作时溢流阀处于关闭状态。于关闭状态。2-3速度控制回路速度控制回路v调速方程速方程从从AT1曲曲线可以看出，当可以看出，当节流流阀开口开口较大（即大（即执行机构运行机构运动速度速度较低）低）时，所能承受，所能承受的最大的最大负载较小。从小。从AT3可可以看出，当以看出，当节流流阀开口开口较小小且且负载较大大时，速度受，速度受负载影响影响较小。小。2-3速度控制回路速度控制回路v综上，旁油路上，旁油路节流流调速回路在高速、重速回路在高速、重载的工况下的工况下有有较好的速度好的速度稳定性。定性。v在旁油路在旁油路调速回路中，油速回路中，油泵的泄漏的泄漏对速度影响速度影响较大。大。因此，因此，这种种调速回路的速回路的稳定性差，特定性差，特别是低速是低速时更更为显著。但同著。但同时，油，油泵的供油的供油压力随力随负载变化而化而变化，化，负载越小，越小，泵压也越小。因此，它比也越小。因此，它比进、回油、回油节流流调速在能量利用上速在能量利用上较合理。合理。v总之，此种回路适用于之，此种回路适用于对运运动平平稳性要求不高的高性要求不高的高速大功率系速大功率系统。2-3速度控制回路速度控制回路2-3速度控制回路速度控制回路三、容积调速回路三、容积调速回路 容积调速回路是通过改变泵的排量或（和）液压马达容积调速回路是通过改变泵的排量或（和）液压马达的排量来调节液压马达（或液压缸）速度的回路。的排量来调节液压马达（或液压缸）速度的回路。根据油液的循环方式，容积调速可以连接成开式回路根据油液的循环方式，容积调速可以连接成开式回路和闭式回路两种。和闭式回路两种。容积调速回路有容积调速回路有变量泵和定量执行元件变量泵和定量执行元件、定量泵和变定量泵和变量液压马达量液压马达以及以及变量泵和变量液压马达变量泵和变量液压马达三种可能的组合，三种可能的组合，下面对这三种组合情况调速回路的性能作进一步分析。下面对这三种组合情况调速回路的性能作进一步分析。2-3速度控制回路速度控制回路（一）变量泵和定量执行元件组成的调速回路（一）变量泵和定量执行元件组成的调速回路 这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量马达组成。与定量马达组成。q qp p为泵的输出流量，为泵的输出流量，V Vp p为为泵的排量；泵的排量；n np p为泵的转速，为泵的转速，A A1 1为缸的活塞有效工作面积。为缸的活塞有效工作面积。改变泵的排量，可以对液压改变泵的排量，可以对液压缸的运动速度进行无级调节。缸的运动速度进行无级调节。2-3速度控制回路速度控制回路v变量量泵与定量液与定量液压马达达组成成的容的容积调速回路速回路通通过改改变泵3的排量来的排量来调节液液压马达的达的转速。速。为了了补充回路的泄露和降低充回路的泄露和降低温升，保温升，保证系系统正常工作，正常工作，用用辅助助泵1向向变量量泵的吸油的吸油口口补油，油，补油油压力由液流力由液流阀6来来调节。v输出的推力为：输出的推力为：v力矩为：力矩为：v当泵的输出压力当泵的输出压力pp和吸油路压力和吸油路压力p0不变时，缸的输不变时，缸的输出推力和马达的输出力矩是恒定的。因此这种回路出推力和马达的输出力矩是恒定的。因此这种回路称为恒推力或恒力矩调速称为恒推力或恒力矩调速2-3速度控制回路速度控制回路v输出功率出功率为：v执行元件的行元件的输出功率随出功率随变量量泵的排量的排量vp增减而增减而线性的性的增减。增减。调速范围较大，效率较高，但低调速范围较大，效率较高，但低速稳定性差，适用于要求恒推力速稳定性差，适用于要求恒推力或恒力矩调速的大功率液压系统或恒力矩调速的大功率液压系统中。中。2-3速度控制回路速度控制回路2-3速度控制回路速度控制回路（二）定量泵变量马达容积调速回路（二）定量泵变量马达容积调速回路 图图(a)(a)为闭式回路，图为闭式回路，图(b)(b)为开式回路。两回路中为开式回路。两回路中1 1为为定量泵，定量泵，2 2为变量马达，为变量马达，3 3为安全阀，图为安全阀，图(a)(a)中中4 4为低压溢流为低压溢流阀，阀，5 5为补油泵。此回路是靠调节变量马达为补油泵。此回路是靠调节变量马达2 2自身的排量来自身的排量来实现调速。实现调速。马达的达的转速与其排量成反比；速与其排量成反比；马达的力矩与其排量成正比；达的力矩与其排量成正比；马达达输出的功率与其排量无关出的功率与其排量无关适用于恒功率适用于恒功率调速的液速的液压系系统中。中。由于受由于受马达最大达最大转速的限制，速的限制，这种种回路的回路的调速范速范围很小。很小。2-3速度控制回路速度控制回路2-3速度控制回路速度控制回路（三）变量泵和变量马达容积调速回路（三）变量泵和变量马达容积调速回路 这种回路是上述两种调速回路的组合。它是由双向变量这种回路是上述两种调速回路的组合。它是由双向变量泵和双向变量马达等组成的容积调速回路。调节变量泵的排泵和双向变量马达等组成的容积调速回路。调节变量泵的排量和变量马达的排量都可调节马达的转速。补油泵向低压腔量和变量马达的排量都可调节马达的转速。补油泵向低压腔补油。安全阀用以防止两个方向的高压过载。补油。安全阀用以防止两个方向的高压过载。v调速特性速特性v恒力矩恒力矩调速速阶段：段：v恒功率恒功率调速速阶段：段：v调速范速范围很大，而且很大，而且具有具有较高的效率，因高的效率，因此在大功率的液此在大功率的液压系系统中中获得了广泛的得了广泛的应用。用。2-3速度控制回路速度控制回路四、容积节流调速回路四、容积节流调速回路限压式变量叶片泵和调速阀的容积节流调速回路限压式变量叶片泵和调速阀的容积节流调速回路 1DT1DT通电，快速向右运动；通电，快速向右运动；1DT1DT、3DT3DT通电，节流调速；通电，节流调速；2DT2DT、4DT4DT通电，活塞退回。通电，活塞退回。效率较高。效率较高。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵调速阀调速阀 返回返回v调速速阀返回返回v泵的的压力和流量能力和流量能够根根据工况要求自据工况要求自动改改变，减少了能量减少了能量损失，降低失，降低温升，运温升，运动平平稳。2-3速度控制回路速度控制回路v稳流式流式变量叶片量叶片