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。

换向阀6处于左端工作位置时，压力油经换向阀进入液压缸的左腔，活塞向右运动，右腔回油经单向阀1、调速阀5、单向阀2、换向阀6流回油箱，形成出口节流调速。

换向阀6切换到右端工作位置时，压力油经换向阀6、单向阀3、调速阀5、单向阀4进入液压缸右腔，推动活塞向左运动，左腔油液经换向阀6流回油箱，形成进口节流调速。

二、容积调速回路通过改变液压泵的流量来调节液动机运动速度的方法称为容积调速。

采用容积调速的方法，系统效率高，发热少，但它比较复杂，价格较贵。

1.开式容积调速回路（如下图）改变变量泵的流量可以调节液压缸的运动速度，单向阀用以防止停机时系统油液流空，溢流阀1在此回路作安全阀使用，溢流阀2作背压阀使用。

2.闭式容积调速回路（如上图）改变变量泵的输油方向可以改变液压缸的运动方向，改变输油流量可以控制液压缸的运动速度。

图中两个溢流阀1、2作安全阀使用，单向阀3、4在液压缸换向时可以吸油以防止系统吸入空气，手动滑阀5的启闭可以控制液压缸的开停。

三、联合调速回路采用变量泵供油，由节流阀或调速阀改变通过液动机的流量，同时对液压泵输出的流量进行控制，使之与通过节流阀或调速阀的流量相适应，这种调速方法称为联合调速。

1.限压式变量泵和调速阀的联合调速回路（如下图）限压式变量泵输出的压力油经过调速阀流入系统，液压缸的回油经换向阀和背压阀流回油箱。

假设调速阀调整的流量为Q，变量泵输出的流量大于Q时，多余的油量没有去路，致使变量泵和调速阀之间油路的压力上升。

由于压力升高，可使变量泵自动减小输出的流量，直到与Q值相等，从而实现调速阀对变量泵流量的控制。

2.恒流量变量泵和节流阀的联合调速回路（如上图）恒流量变量泵输出的压力油经过节流阀进入液压系统。

节流阀前后分别分出控制油路与变量控制机构的两个油腔相通。

当液压泵输出的流量大于节流阀调整的流量Q，使节流前的管路压力p1升高，在液压力的反馈作用下，减小液压泵的定子与转子的偏心量（或减小轴向柱塞泵变量头的倾斜角），使液压泵排量减少，直到与节流阀调整流量Q相等。

如液压泵输出流量小于节流阀调整的流量Q，则节流前的压力降低，在节流出口压力p2的反馈作用下，增大液压泵的排量，直到与节流阀调整流量Q相等时为止。

因而能得到稳定的流量。

节流阀开口的大小决定了变量泵流量的大小。

节流开口变大，则变量泵输出的流量变大，节流开口变小，则变量泵的流量也变小。

图示位置为液动机工作进给时的状态。

当需快速前进时，或使二位三通阀换向，变量泵输出的压力油不经节流阀而直接通过二位三通换向阀进入液压系统。

四、差动回路液压缸的差动回路可以用较小的流量获得较快的运动速度，但是会相应减小活塞的推力，因此一般用于空程快进的场合。

因为差动回路中液压缸的活塞杆腔油液进入无活塞杆腔，增加流量，所以选择管路的直径时应按差动联接后的实际计算。

1.差动回路（如下图）滑阀处于图示位置时，压力油卸荷。

切换到右端位置时，压力油进入液压缸左腔，活塞向右运动，右腔油液经滑阀流回油箱。

滑阀切换到左端位置时，压力油分别进入左、右腔，由于右腔有效作用面积较大，活塞向左运动，左腔油液经滑阀进入右腔，使活塞运动速度加快，形成差动回路。

2.差动—工进换接回路（如上图）三位五通换向阀1处于左端工作位置时，压力油进入液压缸左腔，右腔的油液经换向阀1、行程阀2也进入液压缸左腔，形成差动回路，使活塞快速前进。

当活塞杆拖动的挡铁将行程阀压下时，液压缸右腔的油液只能从调速阀3流回油箱，变为工作进给。

当换向阀3处于右端工作位置时，液压缸退回。

3.差动—全压换接回路（如下图）当滑阀处于右端工作位置时，压力油经换向阀1进入液压缸上腔。

下腔的油液经换向阀1、单向阀2进入液压缸上腔形成差动回路，活塞快速下行。

当液压缸抵住工件加压时，系统压力上升，达到溢流阀3的调定压力后，溢流阀打开，液压缸下腔油液经换向阀1、溢流阀3流回油箱，实现全压工作。

4.手动滑阀操纵的差动回路（如上图）它可任意选择前进的快慢速。

滑阀右边三个位置为普通联接，最左边的工作位置为差动联接。

五、增速回路以上各节已经介绍了采用低压大流量泵供油和蓄能器补助供油的快速回路及差动联接快速回路，下面介绍增加液压缸运动速度的其它措施和回路。

1.自重增速回路（如下图）垂直放置的液压缸，可以利用它的自重增加它的下行时的运动速度。

特别是运动部件的质量很大时，增速效果更加明显。

如图所示是液压机的自重增速回路，上部设有充液箱和充液阀。

当压力油进入上腔，下腔回油时，活塞因液压力和自重力双重作用而下行，实现快速运动，此时上腔通过充液阀从充液箱吸入油液，防止吸空。

自重增速回路不需增加泵的流量和功率，但下行速度不易控制。

2.增速液压缸回路（如下图）采用增速液压缸可以提高运动速度。

如图所示，当活塞空载快速前进时，压力油经换向阀1进入增速柱塞内孔达到B腔。

因B腔有效作用面积小，所以活塞快速前进，A腔经液控单向阀2吸入油液。

当活塞抵住工件开始工作时，系统压力上升，打开顺序阀，压力油进入A腔，此时A、B两腔同时受压力油作用，增大了推力。

3.辅助液压缸增速回路（如下图）中间柱塞液压缸为主缸，两侧直径较小的液压缸5、6为辅助缸。

当换向阀1处于右端工作位置时，压力油进入辅助缸5、6的上腔，由于它的有效作用面积小，所以快速下行，此时主缸上腔经液控单向阀4从充液箱吸入油液。

当滑板接触工件后，系统压力上升，压力油打开顺序阀3，进入主缸上腔时，三个液压缸同时加压。

辅助缸下腔油液经单向顺序阀2、换向阀1流回油箱。

换向阀处于左端工作位置时，液压缸回程，单向顺序阀4被打开，主缸上腔油液进入充油箱。

采用这种回路，用较小流量的泵就可以获得较快的速度。

常用在大型液压机中。

六、减速回路有的液压系统中快速运动之后或工作行程的末端需要减速。

1.行程阀控制减速回路（如下图）液压缸快速前进，当压下行程阀时，油液只能从节流口通过，变为慢速前进。

2.电磁阀控制减速回路（如下图）当液压缸快速前进，碰上限位开关后，电磁滑阀切换，将油路关闭，油液只能从节流阀通过，变为慢速运动。

3.电磁溢流阀控制减速回路（如下图）液压缸活塞快速下行，碰到限位开关后，电磁阀4开启，使溢流阀3卸荷，此时大流量泵1输出的压力油流回油箱，只有高压小流量泵2供油，液压缸改为工作进给。

七、二次工进回路有的液压装置并不一定按照快速前进—慢速前进—快速退回的程序变速，有时需要二次速度不同的工作进给。

1.调速阀串联二次工进回路（如下图）二位二通滑阀3导通时，液动机进给速度由调速阀1决定。

二位二通滑阀关闭后，液动机进给速度由调速阀2决定，调速阀2的流量应小于调速阀1的流量。

2.调速阀并联二次工进回路（如下图）二位三通滑阀3处于图(a)所示位置时，液动机的工作进给速度由调速阀1决定。

二位三通滑阀3切换后，液动机的工作进给速度由调速阀2决定。

两个调速阀的流量彼此不受限制，但是由于总有一个调速阀的出油口被封闭，使得调速阀中的减压阀开口最大，所以滑阀3切换后，减压阀来不及复位，在此瞬间流量过大，往往会形成液动机的突然前冲。

采用(b)图的回路可以避免瞬时前冲，但总有一部分压力油流回油箱，因而造成功率损失。

八、多速回路液压系统需要两种以上的速度工作时，应考虑多速回路。

1.三速回路（如下图）如图是采用两个节流阀的回路，它可以获得快速、中速、低速三种速度。

回路采用回油节流，当换向阀1处于左端工作位置时，液压缸的回油经换向阀1直接流回油箱，液压缸快速运动。

换向阀1处于中间位置时，回油经2、3两个节流阀节流后流入油箱，液压缸中速运动。

当换向阀处于右端位置时，回油只经节流阀2流回油箱，液压缸作慢速运动。

2.双泵三速回路（如下图）当滑阀3处于中间位置时，大流量泵1和小流量泵2同时向系统供油，液动机快速运动。

滑阀处于左端工作位置时，大流量泵1向系统供油，小流量泵卸荷，此时液动机中速运动。

滑阀切换到右端工作位置时，小流量泵2向系统供油，大流量泵卸荷，液动机慢速运动。

根据同样的原理，采用三个定量泵可以获得七种不同的工作速度。

3.多速液压缸回路（如下图）多速液压缸如图所示，在它的主活塞中有一个柱塞，如果液压缸内径为D1，主活塞杆直径为D2，柱塞直径为D3，并且D12－D22<D32时，按照图示的回路可以得到六种不同的前进速度。

两个滑阀均处于中间位置时，液压缸A、B、C三个腔均通入压力油，此时为差动联接，液压缸前进，速度为V1。

滑阀1处于左端工作位置，滑阀2处于中间位置时，B腔和C腔通入压力油，A腔回油，液压缸前进，速度为V2。

滑阀1处于左端工作位置，滑阀2处于右端位置时，C腔通入压力油，A腔回油，液压缸前进，速度为V3，此时B腔吸油。