进油路节流调速回路 (1)讲解

《液压气动与伺服技术》进油路节流调速回路作者：胡新蕾课程资源建设之《液压气动与伺服技术》湖南生物机电职业技术学院《农装设备控制与维修》课程资源建设小组进油路节流调速回路在执行元件的进油路上串接一个流量阀即构成进油路节流调速回路。如图所示为采用节流阀的进油路节流调速回路。泵的供油压力由溢流阀调定，调节节流阀的开口，改变进入液压缸的流量，即可调节缸的速度。泵多余的流量经溢流阀流回油箱，故无溢流阀则不能调速。进油路节流调速回路①速度负载特性缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为

p1A=F+p2A

式中p1、p2—缸的进油腔压力和回油腔压力，由于回油腔通油箱，p2可视为零;F、A—缸的负载和有效工作面积。所以泵的供油压力pp由溢流阀调定为恒值，故节流阀两端的压力差为

Δp=pp－p1=pp－F/A进油路节流调速回路泵的供油压力pp由溢流阀调定为恒值，故节流阀两端的压力差为Δp=pp－p1=pp－F/A经节流阀进入液压缸的流量为

故液压缸的速度为

即为进油路节流调速回路的速度负载特性方程。由式可见，液压缸速度v与节流阀通流面积AT成正比，调节AT可实现无级调速，这种回路的调速范围较大。

速度负载特性曲线当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故这种调速回路的速度负载特性较软。若按公式选用不同的AT值作v-F坐标曲线图,可得一组曲线，即为本回路的速度负载特性曲线，如左图所示。速度负载特性曲线表明速度随负载变化的规律，曲线越陡，说明负载变化对速度的影响越大，即速度刚度越低。由速度负载特性曲线可知，当节流阀通流面积AT不变时，轻载区域比重载区域的速度刚度高;在相同负载下工作时，节流阀通流面积小的比大的速度刚度高，即速度低时速度刚度高。速度负载特性曲线②最大承载能力由图还可以见到，三条特性曲线汇交于横坐标轴上的一点，该点对应的F值即为最大负载。这说明最大承载能力Fmax与速度调节无关。因最大负载时缸停止运动，令式

为零，得Fmax值为

Fmax=

ppA

③功率和效率液压泵的输出功率值为Pp=

ppqp=常量液压缸的输出功率为P1=F·v=Fq1/A=p1q1

回路的功率损失为ΔP=Pp–P1=

ppqp－p1q1

=pp（q1+qY）－（pp－Δp）q1=pp

qY+Δpq1

式中qY-通过溢流阀的溢流量，qY=qp-q1;

Δp－节流阀两端的压力差。由上式可知，这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失ΔPY=pp

qVY和节流损

ΔPJ=Δpq1

。回路的效率为

由于存在两部分功率损失，故这种调速回路的效率较低。有资料表明，当负载恒定或变化很小时，η=0.2～0.6;当负载变化较大时，回路的最高效率ηmax=0.385。机械加工设备常有“快进－工进－快退”的工作循环，工进时泵的大部分流量溢流，回路效率极低，而低效率导致温升和泄漏增加，进一步影响了速度稳定性和效率。回路功率越大，问题越严重。④特点在工作中液压泵输出流量和供油压力不变。而选择液压泵的流量必须按执行元件的最高速度和负载情况下所需压力考虑，因此泵输出功率较大。但液压缸的速度和负载却常常是变化的,当系统以低速轻载工作时，有效功率却很小，相当大的功率损失消耗在节流损失和溢流损失上,功率损失转换为热能，使油温升高。特别是节流后的油液直接进入液压缸，由于管路泄漏，会影响液压缸的运动速度。由于节流阀安装在执行元件的进油路上，回油路无背压。当负载消失时，工作部件会产生前冲现象，不能承受负值负载。为提高运动部件的平稳性，常常在回油路上增设一个0.2～0.3MPa的背压阀。由于节流阀安装在进油路上，启动时冲击较小。节流阀节流口通流面积可由最小调至最大，所以调速范围大。⑤应用进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统，如