容积调速回路

海鑫工业设备（中国）有限公司PAGEPAGE4海鑫工业设备（中国）有限公司容积调速回路容积调速回路

容积调速回路是通过改变回路中液压泵或液压马达的排量来实现调速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损失)且其工作压力随负载变化，所以效率高、油的温度低，适用于高速、大功率系统。

按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。开式回路中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接回到油箱，油箱容积大，油液能得到较充分冷却，但空气和脏物易进入回路。闭式回路中，液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路结构紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差。为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油泵的流量为主泵流量的10%～15%。压力调节为3×105～10×105pa。容积调速回路通常有三种基本形式：变量泵和定量液动机的容积调速回路；定量泵和变量马达的容积调速回路；变量泵和变量马达的容积调速回路。

(1)变量泵和定量液动机的容积调速回路。

这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量液压马达组成。其回路原理图如图7-5所示，图7-5(a)为变量泵与液压缸所组成的开式容积调速回路；图7-5(b)为变量泵与定量液压马达组成的闭式容积调速回路。

图7-5变量泵定量液动机容积调速回路

(a)开式回路(b)闭式回路(c)闭式回路的特性曲线

其工作原理是：图7-5(a)中活塞5的运动速度v由变量泵1调节，2为安全阀，4为换向阀，6为背压阀。图7-5(b)所示为采用变量泵3来调节液压马达5的转速，安全阀4用以防止过载，低压辅助泵1用以补油，其补油压力由低压溢流阀6来调节。

其主要工作特性：

①

①

速度特性：当不考虑回路的容积效率时，执行机构的速度nm或(vm)与变量泵的排量vb的关系为：

nm=nbvb/vm或vm=nbvb/a

(7-5)

上式表明：因马达的排量vm和缸的有效工作面积a是不变的，当变量泵的转速nb不变，则马达的转速nm(或活塞的运动速度)与变量泵的排量成正比，是一条通过坐标原点的直线，如图7-5(c)中虚线所示。实际上回路的泄漏是不可避免的，在一定负载下，需要一定流量才能启动和带动负载。所以其实际的nm(或vm)与vb的关系如实线所示。这种回路在低速下承载能力差，速度不稳定。回路的组合，其调速特性也具有两者之特点。

图7-7所示为其工作原理与调速特性，由双向变量泵2和双向变量马达9等组成闭式容积调速回路。

该回路的工作原理：调节变量泵2的排量vb和变量马达9的排量vm，都可调节马达的转速nm；补油泵1通过单向阀3和4向低压腔补油，其补油压力由溢流阀10来调节；安全阀5和6分别用以防止正反两个方向的高压过载。液控换向阀7和溢流阀8用于改善回路工作性能，当高、低压油路压差(pb-p0)大于一定值时，液动滑阀7处于上位或下位，使低压油路与溢流阀8接通，部分低压热油经7、8流回油箱。因此溢流阀8的调节压力应比溢流阀10的调节压力低些。为合理地利用变量泵和变量马达调速中各自的优点，克服其缺点，在实际应用时，一般采用分段调速的方法。

图7-7变量泵变量马达的容积调速回路

(a)工作原理

(b)调速特性

第一阶段将变量马达的排量vm调到最大值并使之恒定，然后调节变量泵的排量vb从最小逐渐加大到最大值，则马达的转速nm便从最小逐渐升高到相应的最大值(变量马达的输出

转矩tm不变，输出功率pm逐渐加大)。这一阶段相当于变量泵定量马达的容积调速回路。第二阶段将已调到最大值的变量泵的排量vb固定不变，然后调节变量马达的排量vm，

之从最大逐渐调到最小，此时马达的转速nm便进一步逐渐升高到最高值(在此阶段中，马达的输出转矩tm逐渐减小，而输出功率pm不变)。这一阶段相当于定量泵变量马达的容积调速回路。

上述分段调速的特性曲线如图7-7(b)所示。

这样，就可使马达的换向平稳，且第一阶段为恒转矩调速，第二阶段为恒功率调速。这种容积调速回路的调速范围是变量泵调