流体传动与控制基础（第3版）课件：液压基本回路 2

流体传动及控制基础（

液压基本回路2）7.2.2容积调速及功率损失分析n

容积调速是通过改变液压泵、液压马达的排量或液压泵转速来实现调速。由于容积调速没有节流损失和溢流损失，因而效率高，系统发热少，主要用于大功率液压系统调速。变量泵—液压缸容积调速回路n

调速基本原理n

变量泵流量n

液压缸速度思考题：溢流阀的作用是什么？n

调节泵排量即调节泵输出流量，即调节液压缸速度【案例1】变量泵—液压缸容积调速应用变量泵—液压马达容积调速回路n

调速基本原理n

变量泵流量n

液压马达转速n

调节泵排量即调节泵输出流量，即调节液压马达转速开式回路n

液压泵从油箱吸油，执行元件的回油流回油箱，这就是开式回路。n

开式回路油液能得到较好的冷却，但油箱体积较大。闭式回路n

液压泵吸油口与执行元件回油路连通，油液封闭回路循环，即闭式回路。n

闭式回路结构紧凑，但油液散热条件差。为补充回路泄漏，并进行换油冷却，用辅助液压泵将小油箱冷油输入回路。变量泵定量马达变量泵—定量马达容积调速回路定量马达变量泵补油泵n

液压泵角速度和马达排量为常数，马达角速度为8变量泵—定量马达(液压缸)回路功率n

若不考虑液压马达转矩损失，则n

因此，液压马达输出功率为定量马达变量泵马达排量不变，当负载不变时，马达压差不变，所以马达输出转矩恒定。变量泵—定量马达输出特性曲线定量马达变量泵10采用容积调速的混泥土搅拌输送车定量马达变量泵混泥土搅拌输送车的容积调速系统原理变量泵马达补油泵安全阀n

补油泵靠单向的作用总是向低压管路补油n

改变泵的旋转方向则泵的吸油、排油对换，即改变马达的转向混泥土搅拌输送车的容积调速系统原理定量马达变量泵割草机液压系统定量马达变量泵变量泵排量的调节n

改变变量泵的排量，常规的方案是通过手动调节。这种控制方式自动化程度低。n

为了提高提高自动化程度，减少对车辆行走性能的影响，可采用电比例控制变量泵。手动变量泵比例变量泵比例变量泵、控制放大器比例阀比例变量泵控制放大器16比例变量泵及其在行走机械上的应用双向马达减速机比例变量泵行走机械静液传动装置17比例变量泵及其在行走机械上的应用变量泵—定量马达(液压缸)回路特点n

改变液压泵排量或转速来调节输出流量。n

调速过程不存在节流和溢流功率损失。n

当负载转矩增大时，则系统工作压力也增大，这将使液压泵和马达泄漏增加，造成马达转速降低。定量泵—变量马达调速回路变量马达定量泵n

变量马达排量可调节n

调节马达排量即调节其转速20定量泵—变量马达调速的特性曲线负载不变时，马达压差不变，当马达排量减小时，马达转速升高、转矩减小，马达输出功率恒定。定量泵—变量马达调速特点n

在各种转速下输出功率保持不变。n

其缺点是调速范围小，而且当马达排量减小到一定值时，马达输出转矩不足以克服负载，马达便停止转动。n

这种调速方式往往不单独使用。22变量泵—变量马达容积调速回路双向变量泵双向变量马达23变量泵—变量马达容积调速的特性曲线低速段：变量马达排量最大，马达转矩大，变量泵调速；高速段：泵变量达到最大，变量马达调速，马达转矩减小；这种回路调速范围宽。24变量泵—变量马达调速回路的特点n

由于液压泵的排量和马达的排量都可调，因此扩大了马达的调速范围。n

当改变液压泵的旋转方向时，泵的进、出油路互换，马达随之反转。25变量泵—变量马达液压行走驱动应用变量马达双向变量泵变量马达变量泵—变量马达驱动应用27Hydraulichybridtechnologybus容积调速回路功率损失分析(1)n

液压泵的功率损失n

液压泵机械功率损失n

液压泵容积功率损失n

液压马达的功率损失n

液压马达的机械功率损失n

液压马达的容积功率损失容积调速回路功率损失分析(2)【案例2】容积调速回路应用n

舰炮液压系统nnn扬弹系统供弹输弹引信测合n

容积调速优点nnn功率损失少液压驱动功率大、体积小调速方便【案例3】容积调速回路应用n

坦克转向分系统采用双向变量泵和定量马达组成的容积调速系统，获得无级变化的转向半径，大大提高坦克的转向性能。n

容积调速的优点nnn功率损失少液压驱动功率大、体积小调速方便例7.4

变量泵－定量马达调速例7.5

变量泵－变量马达容积调速容积调速回路的速度负载特性n

容积调速回路，液压泵工作压力由负载决定，随着负载增大，工作压力随之增大，液压泵和执行元件泄漏也增大，执行元件速度随负载增大而下降。357.2.3容积节流调速回路n

容积调速回路具有效率高、发热小的优点，但是，随负载增大，泄漏增大，将影响执行元件的速度稳定性。n

在某些应用场合，为减少功率损失，并满足速度稳定性要求，常采用容积节流调速回路。容积节流调速回路的特点n

容积节流调速回路是用压力补偿变量泵作为液压源，用流量控制阀调节执行元件的速度。n

没有溢流阀的溢流能量损失。n

其速度稳定性较一般容积调速回路好。压力补偿变量泵变量泵－液压缸容积节流调速回路n

比例流量阀调节液压缸速度n

系统最大流量由变量泵控制n

两种方式配合减少溢流损失比例流量阀调速原理压力补偿变量泵分级容积节流调速回路调速原理比例流量阀n

比例流量阀调节液压缸速度n

负载小、低压，双泵供油压力补偿变量泵定量泵n

负载大、高压，变量泵供油，定量泵卸荷调速回路选用与经济因素n

进油、回油节流调速回路n

有溢流和节流功率损失，能耗大，需要冷却系统，成本高n

适合小功率调速回路n

旁路节流调速回路n

有节流阀功率损失，适合大功率开式调速回路n

容积调速回路n

没有节流和溢流功率损失，适合大功率闭式调速回路n

负载变化影响大，速度刚性差，需要采用变量泵，成本高n

容积节流调速n

速度刚性好，无溢流功率损失，需要采用变量泵，成本高7.3

快速运动和速度换接回路n

快速运动回路是使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高生产率或充分利用功率。一般采用差动缸、双泵供油和蓄能器来实现。41液压缸差动连接回路换向阀4处于左位，换向阀5处于右位，油缸快速伸出阀4处于右位，阀5处于左位，则液压缸缩回【案例4】液压缸差动连接回路应用n

双作用液压打桩锤在打桩过程中，锤芯除了重力的自由落体运动，还通过液压缸对锤芯做功，使锤芯以大于自由落体的加速度向下运动；采用液压缸无杆腔和有杆腔连通形成差动回路以及液压油源、蓄能器辅助供油方式，从而提高锤芯的冲击速度。蓄能器快速运动回路n

负载小、低压时，蓄能器和液压泵同时向系统供油，流量大，速度快。n

负载大、高压时，蓄能器充液蓄能，液压泵向系统供油，流量小，速度慢。双泵供油回路n

负载小、低压，双泵供油n

负载大、高压，高压泵供油，低压泵卸荷低压泵高压泵45速度换接回路n

速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度。n

实现这种功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。46用行程阀的速度换接回路n

液压缸伸出，行程阀不起作用时，液压缸回油没有节流，速度快。行程阀液压缸伸出，行程阀起作用时，液压缸回油路节流阀起作用，速度降低.节流阀nn

液压缸缩回时，节流阀不起作用用两种调速阀的速度换接回路调速阀串联调速阀并联思考题：比较调速阀并联、串联，系统功率损失大小？7.4

多缸动作控制回路n

在某些液压系统的应用中，有时往往需要两个或两个以上的执行元件进行同步运动或顺序动作。n

同步运动一般可用同步回路来完成，而顺序动作可用顺序动作回路来实现。49同步回路n

同步回路是实现两个或多个执行元件在运动中以相同的位移或相同的速度运动。n

由于外负载不相等，且受泄漏、摩擦阻力及制造误差等因素影响，要实现执行元件精确的同步是很困难的。用调速阀的同步回路n

两个液压缸伸出，分别由单向调速阀控制速度。n

液压缸缩回，单向调速阀不起作用。单向调速阀1单向调速阀251液压缸刚性连接的同步回路刚性连接n

两个液压缸伸出由单向调调速阀控制速度，刚性连接保证两缸同步。单向调速阀n

液压缸缩回，单向调速阀不起作用。用同步阀的同步回路n

两个液压缸伸出由同步阀，即分流集流阀的分流作用保证同步同步阀n

两个液压缸缩回，分流集流阀的集流作用保证同步【案例5】双液压缸同步回路n

某轧机换辊，采用双液压缸刚性连接驱动同步运动控制。n

每个液压缸各自独立采用单向调速阀控制伸缩运动同步。n

实际工作过程中，双缸很难同步原因：两个液压缸加工精度有差异、密封件产生的摩擦力不均匀，手动调节调速阀难以把握等。不同步将产生什么后果呢？用比例调速阀的同步回路n

两个液压缸伸出由比例流量阀调节来保证同步单向调速阀n

两个液压缸缩回，单向调速阀和单向比例流量阀不起作用单向比例流量阀55顺序动作回路n

顺序动作回路是液压系统中有两个或两个以上的执行元件，按照一定的顺序依次动作的液压基本回路，如机床加工过程的定位、夹紧和切削加工，转位机构的转位和定位等。56单向顺序阀的顺序回路n

两个液压缸顺序动作靠单向顺序阀的