9容积调速回路和其他几种回路市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

容积调速回路容积节流调速回路几个其它回路第九章容积调速回路和几个其它回路第1页

§9-1容积调速回路容积调速回路是经过改变泵排量或（和）液压马达排量来调整液压马达（或液压缸）速度回路。溶剂调速回路有变量泵和定量执行元件、定量泵和变量液压马达以及变量泵和变量液压马达三种可能组合，下面对这三种组合情况调速回路性能作深入分析。一、变量泵和定量执行元件组成调速回路二、定量泵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第2页一、变量泵和定量执行元件组成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马达组成，回路原理见下列图。左图为结构简图，右图为回路原理图。第3页变量泵与定量执行元件所组成容积调速回路主要工作特征以下：（1）速度特征：速度特征反应是执行元件速度vm与变量泵调整参数qp（排量）关系。当不考虑回路容积效率时，执行元件速度为：

nm=npqp/qm或vm=npqp/A由上式可知：马达转速与变量泵排量成正比，它是一条通过原点直线，如图虚线所表示。第4页（2）转矩和功率特征：即执行元件输出转矩Tm和输出功率Pm与变量泵调整参数qp之间关系。当不考虑回路损失时，液压马达输出转矩Tm为：Tm=qm(Pp-P0)F=A(Pp-P0)由式可知：当泵输油压力和吸油路压力不变时，马达输出扭矩是恒定，而与变量泵调整参数无关。故其称为恒转矩推力调速，其特征曲线如图。第5页一样，因为存在泄漏、机械摩擦等损失，当qp小于一定值时，Mm也会等于零而存在一个死区。所以实际转矩Tm特征曲线如图中实线所表示。次回路中执行元件输出功率为：Pm=(Pp-P0)=(Pp-P0).npqp或Pm=nmTm=qpnpTm/qm上式表明，执行元件输出功率随变量泵排量增减而线性地增减，其理论与实际功率特征曲线如图。第6页下列图为定量泵与变量马达组成容积调速回路。图(a)为闭式回路，图(b)为开式回路。两回路中1为定量泵，2为变量马达，3为安全阀，图(a)中4为低压溢流阀，5为补油泵。此回路是靠调整变量马达2本身排量来实现调速。二、定量泵变量马达容积调速回路第7页回路主要工作特征：变量马达转速：nm=Qp/qm

其中Qp=C,可见变量马达转速nm与其排量qm成反比。即当排量qm最小时，马达转速最高，其特征曲线如图虚线所表示。因为存在容积损失和机械损失等，当qm小到一定值时，会带不动负载而使马达nm=0。此时定量泵输出流量通过安全阀泄漏回油箱或流回低压油路，所以也存在一个死区。第8页液压马达输出转矩Tm和输出功率Pm输出转矩Tm=qm(Pp-P0)输出功率Pm=nmTm=Qp(Pp-P0)上式表明，定量泵和变量马达调速回路，液压马达转矩Tm与排量qm成正比；其输出功率Pm与调整参数qm无关，当进油路压力Pp和回油路压力P0不变时，Pm=C。故此种调速回路为恒功率调整，特征曲线如图所表示。第9页三、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组合，下列图是回路原理图。它是由双向变量泵2和双向变量马达9等组成容积调速回路。调整变量泵2排量和变量马达排量都可调整马达转速。补油泵1向低压腔补油。安全阀5和6用以预防两个方向高压过载。第10页回路工作特征：马达输出转速nm=Qp/qm=qpnp/qm马达输出转矩Tm=qm(pp-pq)马达输出功率Pm=nmTm=qpnp(pp-p0)因为此回路中既可用变量泵调速，又可用变量马达调速，所以要合理利用上述两种调速回路优点，克服其缺点，以到达既可扩大调速范围（普通可达i=100左右），又使其换向平稳，一般采取分段调速方法。变量泵变量马达回路调速方法特征曲线如图所表示。结束第11页

§9-2容积节流调速回路容积节流调速回路是采取特定变量泵和调速阀组成，它兼有节流调速回路和容积调速回路优点。无溢流损失、效率较高、低速稳定性好、调整方便，广泛应用于机床液压系统。一、限压式变量泵和调速阀调速回路二、稳流式变量泵和节流阀容积调速回

路三、压力反馈式变量泵和节流阀容积节流调速回路四、调速回路比较和选择第12页一、限压式变量泵和调速阀调速回路这种回路原理和工作特征曲线如图所表示。左图为原理图，在图示位置时，活塞4快速向右运动。第13页这种调速回路与容积调速相比，活塞运动速度v由调速阀调整与泵泄漏无关，能取得较低稳定速度；与节流阀相比，它只有节流损失而无溢流损失，因而效率较高。当不考虑泵、缸和管路损失时，回路效率为：

p=(p1-p2)(A2/A1)Q1/ppQ1=(p1-p2)(A2/A1)/Pp上式表明：当泵工作压力pp调低一些，回路效率也就高一些。但为了确保调速阀正常工作，泵供油压力pp应比缸负载压力p1大5x105Pa左右。为确保压力继电器可靠发讯，泵供油压力还需调高些。所以其实际工作特征曲线如上图(b)中AB’C’所表示。第14页二、稳流式变量泵和节流阀容积调速回路在这种回路中，稳流式变量泵可用叶片式泵或柱塞泵，节流阀可装在进油路上也可装在回油路上。图中为稳流式变量泵和装在进油路上节流阀组成容积节流调速回路。在图示位置时，泵3输出压力油经换向阀5进入缸左腔，泵3定子处于左端位置，使转子与定子偏心处处于最大值emax，液压缸便快速向右运动。第15页这种回路调速特征曲线如图所表示。由图中可知，当节流阀上压差p小于或等于某一值p3时，此作用在定子左右两边和不平衡液压作用力，尚不足以克服变量泵右边平衡缸中弹簧预压力，定子仍处于最左端，泵偏心仍处于最大值，因而泵流量Qp也为最大，如特征曲线AB段。图中BC段表示变量泵流量Qp随p改变而改变。第16页三、压力反馈式变量泵和节流阀容积节流调速回路变量柱塞泵流量大小取决于斜盘4倾角

大小，而

大小是由变量活塞3来控制，变量活塞3位置又是由节流阀2压差p2来控制。在图示位置时，控制压力p2=0，变量活塞3在其上端弹簧力作用下处于最第17页下端位置，斜盘4倾角

最大，泵输出流量Qp也最大，活塞快速运动。当液压缸工作进给时，换向阀6换向，缸回油经节流阀2流回油箱，变量活塞3在节流阀压差p=p2作用下克服弹簧力Fs而上移，使倾角减小，泵流量也自动对应减小。当节流阀开口调定后，p2一定，也一定，泵流量也就一定。所以调整节流阀通流面积就可调整泵输出流量，到达调速目标。这种调速回路中泵流量与节流阀开口量及工作负载改变量相适应，所以低速稳定性好，效率较高，但泵结构较复杂。第18页1、三种调速回路特征比较四、调速回路比较和选择2、调速回路选择调速回路选择主要考虑以下问题：（1）负载力、调速范围、负载特征和低速稳压性要求。这些原因决定了所需压力、流量和功率。据统计，功率在2～３kW以下液压系统宜采取节流调速；功率在3～5kW以上时，宜采取容积调速。要求调速范围大而低速稳定性好系统，采取节流阀调速或容积节流阀调速。另外，负载改变大小，负载特征也是选择调速回路依据。第19页（2）工作条件要求。当处于高温环境工作时，应选择效率高、发烧较小容积调速或容积节流调速，必要时可采取冷却办法。对行走机构如工程机械，为减轻重量其油箱不能做很大，也宜采取效率高、发烧小容积调速回路。（3）经济性要求。节流调速回路虽有成本较低优点，但功率消耗大、效率低。有时从整个系统所用元件数量和节约功率观点分析还不如采取容积节流调速或容积调速更经济。结束第20页

§9-3几个其它回路一、液压马达串联回路二、液压马达制动回路三、限速补油回路四、双泵供油卸荷第21页一、液压马达串联回路在行走机械中，常直接用液压马达来驱动车轮，这时可利用液压马达串联时不一样特征，来适应行走机械不一样工况。图中，电磁阀2通电吸合，电磁阀1处于常态位时，两液压马达并联。这时行走机械有较大牵引力，即液压马达输出扭矩较大，但速度较低。当电磁阀1、2都通电吸合时，两液压马达串联。这时行走机械速度较高，但牵引力较小。第22页1、液压制动二、液压马达制动回路图中，在液压马达回路上设置背压阀使液压马达制动。当二位三通电磁阀4在常态位时，液压马达1回油压力为阀3卸荷压力。当二位三通电磁阀4吸合时，首先油泵经溢流阀2卸荷，另首先背压阀3起作用，对液压马达起制动作用，使马达很快停下。第23页2、液压机械制动图中，液压马达上有一液压机械制动器，而其中制动快2伸缩由制动缸3控制。当马达正常旋转时，压力油进入缸3，使制动块2抬起。单向节流阀4作用是控制动块2抬起时间，使松闸较慢。当电磁阀1处于中位，泵卸荷时，制动块2在弹簧作用