节流调速回路种类及回路比较
第八章液压基本回路(二)讲解
第八章液压基本回路（二）§4 速度控制回路在很多液压装置中，要求能够调节液动机的运动速度，这就需要控制液压系统的流量，或改变液动机的有效作用面积来实现调速。
一、节流调速回路在采用定量泵的液压系统中，利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。
采用节流调速，方法简单，工作可靠，成本低，但它的效率不高，容易产生温升。
1.进口节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上，无论换向阀如何换向，压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。
它通过调整节流口的大小，控制压力油进入液压缸的流量，从而改变它的运动速度。
2.出口节流调速回路（如下图）节流阀设置在换向阀与油箱之间，无论怎样换向，回油总是经过节流阀流回油箱。
通过调整节流口的大小，控制液压缸回油的流量，从而改变它的运动速度。
3.傍路节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和油箱之间，液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸，另一部分经节流阀流回油箱，通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量，从而改变它的运动速度。
4.进出口同时节流调速回路（如下图）在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。
5.双向节流调速回路（如下图）在单活塞杆液压缸的液压系统中，有时要求往复运动的速度都能独立调节，以满足工作的需要，此时可采用两个单向节流阀，分别设在液压缸的进出油管路上。
图（a）为双向进口节流调速回路。
当换向阀1处于图示位置时，压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔，液压缸向右运动，右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。
换向阀切换到右端位置时，压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动，左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。
图（b）为双向出口节流调速回路。
它的原理与双向进口节流调速回路基本相同，只是两个单向阀的方向恰好相反。
6.调速阀的桥式回路（如下图）调速阀的进出油口不能颠倒使用，当回路中必须往复流经调速阀时，可采用如图所示的桥式联接回路。
第八章调速回路讲解详解
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三、容积调速回路
► 容积调速回路采用变量泵或变量液压马达，用改变 变量泵或变量液压马达的排量来实现调速。
► 该种调速方法，液压泵的油液始终全部进入执行元 件中，与节流调速相比，既没有节流损失，也没有 溢流损失，回路效率仅取决于液压泵和执行元件的 效率，回路效率高，这是容积调速回路最突出的特 点。当然，由于容积调速回路需采用结构复杂、成 本较高的变量泵或变量液压马达，使制造、维修的 费用增大，但该回路效率高，节省动力，故近些年 来容积调速回路得到了广泛的应用。
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二、定量泵-变量马达式调速回路
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1、变量泵 2、安全阀
() —
—
泵一
缸泵
式
开缸
式 容 积 调
式 容 积
速调
回 路
速 回
路
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(1) 回路特点 执行元件的运动速度由变量泵的排量来调节； 回路中的最大工作压力由溢流阀限定。 (2) 速度-负载特性
若不考虑液压泵以外元件和管边的泄漏， 则
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下面按不同的qt值作图，可得一组速度负载特性曲线。
上述这些性能上的改进都是以加大 整个流量控制阀的工作压差为代价的 （一般工作压差最少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
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调速阀在进油路上
调速阀在回油路上
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调速阀在分支油路上
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8-2、在图示简化了的调速阀节流调速回路中，已知泵的 供 油 流 量 为 qp=50L/min ， 液 压 缸 无 杆 腔 面 积 为 A1=120×10-4m2 ， 有 杆 腔 的 面 积 为 A2=60×10-4m2 ， 负 载力F由零增至72000N时活塞向右运动的速度基本无 变 化 ， υ=2m/min ， 若 调 速 阀 要 求 的 最 小 压 差 Δpmin=0.5MPa 。求：（1）系统中溢流阀的调整压力py 为多少？（2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？ （3）回路的最高效率为多少（液压缸的总效率为1.0）？
节流调速回路种类及回路比较
节流调速回路种类及回路比较
节流调速回路是由定量泵供油，利用流量调节阀（节流阀、调速阀）控制进入(或流出) 定量执行元件的流量，达到控制执行元件运动速度的。
根据流量控制阀在回路中的安装位置不同，分为以下形式。
（1）进油（气）路节流调速；
（2）回油（气）路节流调速；
（3）旁路节流调速。
如图7-4-26所示为三种回路图。
三种回路的工作原理、性能对比及应用特点见表7-4-1。
进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路
图7-4-26节流调速回路
由表7-4-3可知，三种回路的速度均由节流阀调节；溢流阀在进油、回油节流调速回路中起调压作用，在旁路节流调速回路中作为安全阀使用。
三种回路的性能可从承受负值负载能力、停车后的启动性能、运动的平稳性（包括低速稳定性）、实现压力控制等方面进行比较，同学们可在教师指导下进行课后讨论。
表7-4-3 回路参数比较。
调速回路
可见回路中的kv不受负载的 影响，只要加大液压缸的 面积A1减少泵的泄漏就可 能提高速度刚性。 4、应用场合： 适用于负载功率大，运 动速度高的场合，如推土 机、升降机、插床、拉床 等。
二、泵—缸式闭式调速回路
1-- 辅助泵 2-- 溢流阀 3-- 换向阀 a 7 4-- 液动阀 5-- 单向阀 b 6-- 安全阀 7-- 变量泵 6 5 9 8 8-- 安全阀 4 9-- 单向阀
工作原理：通过流量控制阀控制流入执行元件或从 执行元件流出的流量以调节其速度。 按其在工作中泵出口压力是否随负载变化分为：
{ 变压式节流调速回路：旁路
定压式节流调速回路：进口、出口
（一）定压式节流调速回路：
定量泵+溢流阀，泵压力经溢流阀调定不随负载而 变。 1、进油节流调速回路 如图，pp、qp一定， 通过调节节流口的 大小，改变进入液 压缸的流量，即可 调节缸的速度。泵 多余流量经溢流阀 回油箱，故无溢流 阀则不能调速。
4、应用场合：适用于对运动平稳性要求较高，功率较大 的系统如插、拉、刨等机床的主运动系统。
第三节 容积调速回路
工作原理：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节 执行元件的运动速度。 特点：此回路，由于液压泵输出的油液直接进入执行元件， 没有溢流损失和节流损失，而且工件压力随负载变化而变化， 因而效率高，发热少。 缺点：变量泵和变量马达结构比较复杂，成本较高。 使用场合：用于负载功率大，运动速度高的液压系统中如拉 床、龙门刨床系统、工程机械、矿山机械等. 分类：1）按油液循环方式不同，分为：开式、闭式。
液压缸的输出功率：
P1=F*v=p1*q1=(qp- q)p1
7-3_节流调速回路解析
适用于大功率（高速、重载）、速 度平稳性要求不高的场合
四、调速阀节流调速回路
五、旁通调速阀节流调速回路
只能用在进油回路上，泵的压力随负载变动（压 力适应回路），回路效率高。
适用于速度平稳性要求高、功率较大 的场合
三、旁路节流调速回路
（1）旁路节流调速回路的负载特性
a、开度ＡＴ一定，负载F 越大，速度刚性越大 b、负载F 一定，开度ＡＴ越小（负载速度越大）， 速度刚性越大 c、加大A1，减小m和减小泄漏可提高速度刚度
三、旁路节流调速回路
（2）旁路节流调速回路的特点和应用场合 a、负载特性（与进油节流和回油节流比） 更差，速度稳定性差 b、最大承载能力随开度的增加而减小，即 低速承载能力差，调速范围小 c、高速重载时的速度刚度相比低速时的要 好些。 d、只有节流损失，无溢流损失，且泵压力随 负载变化，回路效率比进回油节流要高
二、回油节流调速回路
（3）进油节流与回油节流的应用及改进 不适合用在负载变化大、调速范围大和调速 要求高的场合（负载变化大导致速度稳定性差， 低速时回路效率低） 适合于负载恒定或变化很小、调速范围不大 的场合。 改进： 复合式（进、回油同时节流）节流调 速回路可提高度刚度； 带回油背压的进口节流 调速回路可提高速度的平稳性 。
3、 进油节流调速回路的功率特性
pp为泵出口压力；ps为溢流阀调定压力；
令A Tp为满足：当选定某一负载压力 p1并保持不变， 开口面积从小变大v速度从小到达v max （或开口面积从 大变小，开始从v max变小），溢流阀从开启溢流变关 闭时的开口面积.
二、回油节流调速回路
（1）回油节流调速回路的负 载特性（与进油节流调速回 路的负载特性类似）
回油节流调速回路的速 度刚度与进油节流调速回路 的类似
请简述容积节流调速回路的分类
请简述容积节流调速回路的分类
容积节流调速回路是液压传动系统中常用的一种调速方式。
按照其不同的结构和工作原理，可分为以下几类。
第一类是单一节流型容积调速回路。
它由节流阀和可变容积泵组成，节流阀的节流口大小固定不变。
在该回路中，泵的排量保持不变，通过调节泵的转速来改
变输出流量和压力。
这种回路简单易行，但在实际应用中很少使用。
第二类是双节流型容积调速回路。
它由两个节流阀和可变容积泵组成。
这种回路可以实现更大范围的调速，因为它有两个节流口，可以通过调节两个节流阀的
节流面积来实现更精细的流量控制。
第三类是流量换向型容积调速回路。
它由两个三通换向阀和一个可变容积泵组成。
这种回路可以实现双向调速，即通过换向阀的控制实现流量的正反向调节，
从而实现双向的机械传动。
第四类是流量比例型容积调速回路。
它由流量比例阀和可变容积泵组成。
在该回路中，流量比例阀控制泵的出口流量与进口流量之间的比例，从而实现流量的
调节。
这种回路具有调速精度高、稳定性好等优点，但对系统的稳态压力要求较高。
以上就是容积节流调速回路的分类。
不同的回路结构和工作原理适用于不同的应用场合，具体选择应根据实际需求进行综合考虑。
节流调速回路
进
油
节
流
调
速
回
路
进油节流调速回路使用普遍，但由于执行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越负载(负载力方向与运动方向相同)的场合。阀应安装在液压执行元件的进油路上，多用于轻载、低速场合。对速度稳定性要求不高时，可采用节流阀；对速度稳定性要求较高时，应采用调速阀。该回路效率低，功率损失大
采用双单向节流阀，双方向均可实现进油节流调速
此回路为总回油路节流调速回路，其局限性是不能对执行元件的双方向速度分别都进行调整
旁
路
节
流流量控制阀放回油箱，从而调节进入执行元件的流量。常用于速度较高、载荷较大，负载变动较小的场合。但其速度稳定性较低，不宜用在超越负载的场合，效率较进(回)油节流调速回路高
本回路为总进油路节流调速回路，此回路有局限性，不能对执行元件的双方向速度分别进行调整
回
油
节
流
调
速
回
路
单向节流阀安装在执行元件的回油路上。其特性与进油节流调速回路相同，但回油节流调速回路可以承受负性载荷，速度稳定性好，可用于低速控制的场合。出口节流使执行元件产生背压，使执行元件的输出能力减小
采用双单向节流阀，双方向均可实现回油节流调速
进口节流调速回路
3.功率与效率
PP p p q p P 1 p1 q1 P PP P 1 p p q p p1 q1 (p p1 )q p p1 (q p q )
节流损失
pqp p1q p p1q p p1q pqp p1q P p1q1 1 PP pp q p
运动速度随着负载的变化而变化速度丌稳定效率低因此丌适合于负载变化大速度高的场合
《液压传动与控制》
进口节流调速回路
思考：
1.调速方法有哪些？
2.什么是节流调速回路？பைடு நூலகம்
Q KAT p
节流调速回路：调节流阀的通流截面积大小，改变进
入执行机构的流量，从而实现运动速度的调节。
进口节流调速回路
出口节流调速回路
溢流损失
三、特点及应用
1.相当大的功率都消耗在节流损失和溢流损失上。 2.节流阀安装在进油路上，无背压，需要加背压阀。 3.运动速度随着负载的变化而变化，速度不稳定，效 率低，因此不适合于负载变化大、速度高的场合。 4.在低速轻载下速度刚性较好，因此适应于负载变化 小的小功率液压系统中。
旁路节流调速回路
比较：1.溢流阀工作状态 3.缸的进油压力 5.活塞运动速度
2.泵的工作压力 4.节流阀前后压差 6.背压
一、速度负载特性公式v-F
q CAT p p1 A1 p2 A2 F p2 0 p1 F A1
F p p p p1 p p A1 q v A v CAT ( p p A1 A1
1
F ) A1
CAT ( p p A1 F ) A 1
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节流调速回路种类及回路比较
节流调速回路是由定量泵供油，利用流量调节阀（节流阀、调速阀）控制进入(或流出) 定量执行元件的流量，达到控制执行元件运动速度的。
根据流量控制阀在回路中的安装位置不同，分为以下形式。
（1）进油（气）路节流调速；
（2）回油（气）路节流调速；
（3）旁路节流调速。
如图7-4-26所示为三种回路图。
三种回路的工作原理、性能对比及应用特点见表7-4-1。
进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路
图7-4-26节流调速回路
由表7-4-3可知，三种回路的速度均由节流阀调节；溢流阀在进油、回油节流调速回路中起调压作用，在旁路节流调速回路中作为安全阀使用。
三种回路的性能可从承受负值负载能力、停车后的启动性能、运动的平稳性（包括低速稳定性）、实现压力控制等方面进行比较，同学们可在教师指导下进行课后讨论。
表7-4-3 回路参数比较。