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速度控制回路 液压传动系统除了必须满足主机对力或力矩的要求以外，还需通过速度控制回路来满足其对运动速度的各项要求。 采用液压传动可简单有效地获得范围较宽的有级调速或无级调速方案。液压系统中的执行元件主要是液压缸和液压马达，其运动速度或转速与输入的流量及自身的几何参数有关。 在液压调速回路中，若不计容积效率，则执行元件的运动速度分别由下式决定： 对液压缸: υ=q/A 对液压马达： υ=q/A nm=q/Vm 由此可知，在液压泵转速不变的情况下，改变输入执行元件工作腔 的流量以及改变液压泵或液压马达的排量均可实现调速。 归纳起来，用节流阀或换向阀改变进入执行元件中压力油流量的调速方法称为节流调速；而通过改变油泵每转排量q1或液压马达每转排量q2的调速方法称为容积调速，即改变油泵或液压马达工作容积的调速方法。 节 流 调 速 回 路 容 积 调 速 回 路 1、节流调速回路 · 节流调速用于定量泵调速系统中。其原理是利用可变液压阻力的节流阀与溢流阀（或执行元件） 并联，通过改变液压阻力来控制流量，从而实现调速。流量控制阀包括：节流阀、调速阀、溢流节流阀等。 · 根据节流阀（或调速阀）在系统中安装位置的不同，节流调速回路可分为以下三种：进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁流节流调速回路。 （1）进油路节流调速回路 如图所示，节流阀装在执行元件的进油路上，在泵与节流阀之间并联溢流阀，液压泵的供油压力pp由溢流阀调节，基本保持一定值，这是进油节流调速回路能够正常工作的条件。油缸右腔的油压p2接近于零， 油缸左腔的油压p1由活塞上载荷的大小F来决定。pp与p1的差值即为 节流阀前后的压力差。进入油缸流量的大小由节流阀调节，多余的油液由溢流阀回油箱。当开大节流口时，活塞运动速度加快；关小节流口时，活塞运动速度减慢。 进油路节流调速回路 1-定量液压泵；2-直动式溢流阀； 3-节流阀；4-液压缸 1) 速度负载特性 · 当不考虑回路中各处的泄漏和油液的压缩时 ， 活塞运动速度为 ： v=q1/A1 · 活塞受力方程为 p1A1 = p2A2 +F · 式中 F——外负载力； p2—液压缸回油腔压力，当回油腔通油箱时，p2=0。 · 于是 p1 = F/A1 · 进油路上通过节流阀的流量方程为： ·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； · ΔpT——节流阀前后的压强差，ΔpT=pP-p1； · m——节流阀的指数。当为薄壁孔口时， · m＝0.5。 式(1)即为进油路节流调速回 路的速度负载特性方程，它描述了执行元件的速度v与负载F之间的关系。如以v为纵 坐标，F为横坐标，将式(1) 按不同节流阀通流面积AT作图， 可得一组抛物线，称为进油路节流调速回路的速度负载特性曲线，如图所示。 进油路节流调速回路速度负 荷特性曲线 由式(1)可以看出，其它条件不变时，活塞的运动速度v与节流阀通流面积AT成正比，调节AT就能实现无级调速。这种回路的调速范围较大，Rcmax=vmax/vmin≈100； 当节流阀通流面积AT一定时，活塞运动速度v随着负载 F 的增加按抛物线规律下降。 但不论节流阀通流面积如何变化，当F=pPAT时，节流阀两端压差为零，没有流体通过节流阀，活塞也就停止运动， 此时液压泵的全部流量经溢流阀流回油箱。 该回路的最大承载能力即为 Fmax=pPAT 。 进油路节流调速回路速度负 荷特性曲线 2) 功率特性 · 调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液 压缸、液压泵和管路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。图中，液压泵输出功率即为该回路的输入功率，即： · PP=pPqP · 液压缸输出的有效功率为 P1=Fv=Fq1/A1=p1q1 · 回路的功率损失为 ΔP=PP-P1=pPqP-p1q1 · = pP(q1+Δq)-(pP-ΔpT)q1= pPΔq+ΔpTq1 (2) · 式中 Δq——溢流阀的溢流量 由式ΔP= pPΔq+ΔpTq1 可知，进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成： 溢流功率损失pPΔq和节流功率损失ΔpTq1。 · 回路的输出功率与回路的输入功率之比定义为回路的效率。进油路节流调速回路的回路效率为： 2、回油路节流调速回路 如图所示，将节流阀串联在液压缸的回油路上， 借助节流阀控制液压缸的排油量来调节其运动速度， 称为回油路节流调速回路。 · 采用同样的分析方法可以得到与进油路节流调速回路相似的速度负载特性：其功率特性与进油路节流调速回路相同。
回油路节流调速回路 · 虽然进油路和回油路节流调速的速度负载特性公式形式相似，功率特性相同，但它们在以下几方面的性能有明显差别，在选用时应加以注意。 (1)承受负值负载的能力所谓负值负载就是作用力的方向与执行元件的运动方向相同的负载。回油节流调速的节流阀在液压缸的回油腔能形成一定的背压，能承受一定的负值负载；对于进油节流调速回路，要使其能承受负值负载就必须在执行元件的回油路上加上背压阀、这必然会导致增加功率消耗，增大油液发热量。 (2)运动平稳性回油节流调速回路由于回油路上存在背压，可以有效地防止空气从回油路吸入，因而低速运动时不易爬行；高速运动时不易颤振，即运动平稳性好。进油节流调速回路在不加背压阀时不具备这种特点。 (3)油液发热对回路的影响进油节流调速回路中，通过节流阀产生的节流功率损失转变为热量，一部分由元件散发出去，另一部分使油液温度升高，直接进入液压缸，会使缸的内外泄漏增加，速度稳定性不好， 而回油节流调速回路油液经节流阀温升后，直接回油箱，经冷却后再进入系统，对系统泄漏影响较小。 (4)启动性能 回油节流调速回路中若停车时间较长， 液压缸回油腔的油液会泄漏回油箱，重新启动时背压 不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。对 于进油节流调速，只要在开车时关小节流阀即可避免 启动冲击。 · 综上所述，进油路、回油路节流调速回路结构简单， 价格低廉，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床的进给系统中。 · 注意：进、回油节流调速回路中溢流阀常开，起溢流作用 3、旁油路节流调速回路 · 把节流阀装在与液压缸并联的支路上，利用节流阀把液压泵供油的一部分排回油箱实现速度调节的回路，称为旁油路节流调速回路。 · 如图所示，在这个回路中， 由于溢流功能由节流阀来完成，故正常工作时，溢流阀处于关闭状态，溢流阀作安全阀用，其调定压力为最大负载压力的1.1～1.2倍，液压泵的供油压力pP取决于负载。
旁油路节流调速回路 1) 速度负载特性 · 考虑到泵的工作压力随负载变化，泵的输出流量qP，应计入泵的泄漏量随压力的变化ΔqP ，采用与前述相同的分析方法可得速度表达式为：
·式中 qPt——泵的理论流量； · k——泵的泄漏系数，其余符号意义同前。F/A1=p1
旁油路节流调速回路 1-定量油泵；2-直动式溢流阀 ；3-节流阀；5-液压缸 2) 功率特性
如上图： · 回路的输入功率 ： PP=p1qP · 回路的输出功率 ： P1=Fv= p1A1v=p1q1 · 回路的功率损失 ：ΔP=PP-P1=p1qP-p1q1=p1Δq · 回路效率
由上两式可以看出，旁油路节流调速只有节流损失，而无溢流损失，因而功率损失比前两种调速回路小，效率高。这种调速回路一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。 · 使用节流阀的节流调速回路，速度受负载变化的影响比较大，亦即速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳性比较差。为了克服这个缺点，回路中的节流阀可用调速阀来代替。 由于调速阀本身能在负载变化的条件下保证节流阀进 出油口间的压强差基本不变，因而使用调速阀后，节流调速回路的速度负载特性将得到改善。 但所有性能上的改进都是以加大流量控制阀的工作压差，亦即增加泵的供油压力为代价的。调速阀的工作压差一般最小需0.5MPa，高压调速阀需1.0MPa左右。 欢迎大家留言补充指正文中不足之处，这样下一个阅读的人就会学到更多知识，你知道就是大家所需要的。
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