10容积调速
第六章 液压传动系统的速度调节
节流调速回路--出口节流调速回路
③功率特性与回路效率
泵的输出功率为
Pp p pQp
（6-27）
执行元件的有效功率为 P p pQ1 p2Q2 1 F ( p1 A 1 p2 A 2)
功率损失为
P Pp P 1 p p Qp p p Q1 p2 Q2 p p Q1 Qy p p Q1 p2Q2 p y p j p p Qy p2Q2 p p Qy p jQ 2
按式（6-32）、（6-33）及图6-7可知：
a.随着负载的增加，运动速度下降很快，其速度-负载特性
比进、出口节流调速回路更软；
节流调速回路--旁路节流调速回路
b.在节流阀通流截面积一定时，负载愈大速度刚性愈大；
c.负载一定时，节流阀通流面积愈小，速度刚性愈好；
d.增大执行元件有效工作面积，减小节流阀指数，可以提高速 度刚性；
节流调速回路--出口节流调速回路
执行元件的运动速度，由通过节流阀从执行元 件回油腔排出的流量Q2决定，即
Q2 CA j p2 CA j p p A1 F 1 A2 A2 A2
（6-24）
节流调速回路--出口节流调速回路
②速度-负载特性 由式（6-24）可求得出口节流调速回路的速度刚性为
节流调速回路--进口节流调速回路
速度-负载特性可用速度刚性这一指标来评定，
其定义为曲线上某一点处切线斜率的倒数，表示意义 为：负载变化时，系统抗阻速度变化的能力。即
F A1 1 kv CA j p p A1 F 1
（6-10）
或
A1 F kv pp A1
速度控制回路
第6章
液压基本回路
图6-11
液压缸差动连接回路
第6章
液压基本回路
第6章
液压基本回路
双泵供油的快速回路 如图 6-12所示。图中 1为低压大流量 泵，2 为高压小流量泵。当系统 工作在空载快速状态时，由于系 统工作压力低，溢流阀5 和顺序 阀3 都处于关闭状态，此时大泵 1的流量经单向阀4和小泵2 的流 量汇合于一体共同向系统供油,以 满足快速运动的需要；当系统转 入工进状态时，系统的压力升高， 顺序阀3 打开，单向阀4 关闭， 低压大流量泵1 经顺序阀 3 卸荷， 系统只有泵2 供油，实现工作进 给。这种回路由于工进时泵1 卸 荷，减少动力消耗，因此效率高， 功率损失小，故应用较广。但结 构较复杂，成本高。
第6章
液压基本回路
⑴进口节流调速回路如图6-1a所示。该回路是把流量阀安装 在液压缸进口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制进入 液压缸的流量，节流调速回路如图6-1b所示。该回路是把流量阀 安装在液压缸出口从而达到调速的目的，来自定量泵多余的流量 经溢流阀返回油箱，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。 ⑵出口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制流出液 压缸的流量，也就是控制了进入液压缸的流量，从而达到调速的 目的。来自泵的供油流量中，除了液压缸所需流量外，多余的流 量经过溢流阀返回油箱。所以，出口节流调速和进口节流调速回 路一样，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。出口节流调速回 路是调节从执行元件流出的流量，所以不仅适合于正值负载而且 也适合于负值负载，同时还能用于微速控制的场合。但是回路效 率低。执行元件进口侧压力为溢流阀的设定压力。执行元件出口 压力（背压）随负载的变化而变化，如果负载很小或为负值负载 时，执行元件出口压力有时比泵的输出压力还要高应给予重视。
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
10容积调速
10.2.2 差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路
7 F
6 p1
4
5
1YA
3
pB 2
e
快进结束，1YA通电，阀4
关闭，泵的油液经节流阀5
8
进入缸7，故pB p1，定子
右移，使偏心距减小，泵的
流量就自动减小至与节流阀
9 5调定的开度相适应为止。
1 10
缸6实现慢速工进。
当外负载增大(或减小)时，缸7工作压力就增大(或减 小)，则泵的工作压力也相应增大(或减小)。故又称此回 路为变压式容积节流调速回路。
量泵的流量大于调速阀调定流量 的工况，泵的压力将提高，使泵 的流量自动减小到和调速阀的调 定的流量相适应；反之，Q泵 ﹤Q调速，泵的压力将降低，使 泵的流量自动增大到和调速阀的 调定的流量相适应。因此，调速 阀除了稳定缸的流量外，还能使 泵流量和缸流量相适应。
如图所示，空载时，泵以 最大流量输出，经电磁阀3 进入缸使其快速运动。
液压传动与控制
主讲 赵喜敬
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路 10.2 容积节流调速回路
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路 通过改变液压泵或马达的排量来调节马达（或
液压缸）速度的回路称为容积调速回路。 特点：容积调速可实现无级调速，并且不需要
节流和溢流，能量利用比较合理，系统效率高，发 热小，具有良好的静态和动态特性。
输出的转矩和功率
在不考虑泵、马达的 效率变化的情况下，由 于定量泵的最大输出功 率不高，因此当马达的 排量改变时，马达的最 大输出功率也不变。这 种回路的功率调节称为 等功率调节。
图10—5 定量泵和变量马达组成 的回路特性
10.1.3 变量泵与变量马达组成的回路 图10.6
容积调速
一、变量泵和定量执行元件组成的调 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
一、变量泵和定量执行元件组成的调 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，回路原理见下图。左 图为结构简图，右图为回路原理图。
变量泵与定量执行元件所组成的容积调 速回路的主要工作特性如下： （1）速度特性：速度特性反映的是执行元 件的速度vm与变量泵调节参数qp（排量）的 关系。当不考虑回路的容积效率时，执行元 件的速度为： nm=npqp/qm 或 vm=npqp/A 由上式可知：马达的 转速与变量泵的排量 成正比，它是一条通 过原点的直线，如图 图 9-2 变 量 泵 定 量 执 行 元 件 容 积 调 虚线所示。 速回路特性曲线
第九章 容积调速回路和 几种其它回路
容积调速回路 容积节流调速回路
几种其它回路
§ 9-1
容积调速回路
容积调速回路是通过改变泵的排量或 （和）液压马达的排量来调节液压马达（或 液压缸）速度的回路。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的组合， 下面对这三种组合情况调速回路的性能作进 一步分析。
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 油路上的节流阀组成的容 积节流调速回路。在图示 位置时，泵3输出的压力 油经换向阀5进入缸的左 腔，泵3的定子处于左端 位置，使转子与定子的偏 心处处于最大值emax， 液压缸便快速向右运动。
图 9-5
变量泵定量马达容积调速回路
结束
回路的工作特性： 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) 由于此回路中既可用变量泵调速，又可 用变量马达调速，因此要合理利用上述两种 调速回路的优点，克服其缺点，以达到既可 扩大调速范围（一般可达i=100左右），又 使其换向平稳，一 般 采用分段调速的方法。 变量泵变量马达回路 的调速方法的特性曲 线如图所示。
液压挖掘机的三种流量控制方式
液压挖掘机的三种流量控制方式摘要：在液压挖掘机的负载适应控制策略中，负流量（Negative Flow Control）、正流量控制（Positive Flow Control）及负荷传感器控制（Load Sensing Control）三种流量控制方式的流行称谓，是按其泵控特性来分类的。
本文通过对多种厂牌型号挖掘机的比较分析，提出了旁通流量控制（By-pass Flow Control）、先导传感控制（Pilot Sensing Control）及负荷传感控制的分类。
这一分类方法，对于设计时比较不同控制系统的性能和维修时理解不同控制系统结构和功能的特点，都有所裨益。
1.流量控制在挖掘机的液压系统内，流量Q、压力P及能耗（流量损失ΔQ、压力损失ΔP）等参数的变化，反映了液压传动过程的控制特性。
液压系统工作时，压力P不是系统的固有参数，而是由外负荷决定的。
因此，当发动机转速n e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。
图1.流量调节如图2所示，有两种方法调节系统流量。
第一种方法是泵控方式，通过改变主泵的每转排量q来调节主泵的输出流量Q p，称为容积调速。
常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量q的乘积保持不变的恒扭矩控制；②利用发动机转速传感（ESS）使主泵吸收的扭矩p P q与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；③在临近系统溢流压力时，减小主泵排量的压力切断控制；④配用破碎头等作业附件时，由外部指令限定主泵最大排量的最大流量二段控制；⑤双泵系统中，利用两泵出口压力的平均值与主泵流量乘积保持不变的交叉功率控制（相加控制或总功率控制）；⑥多泵系统中，因主泵组的液压总功率大于发动机的输出功率，为防止发动机出现失速，采用了极限负荷控制。
除了容积调速，还有一种泵控方式是通过动力模式下的变功率控制，利用外部指令设定不同工况下不同的发动机输出功率来改变主泵转速n e，从而调节主泵输出流量Q=nq。
液压与气压选择题及答案学生用
液压与气压选择题及答案学生用Revised by BETTY on December 25,2020下表为液压传动气压传动的性能比较第1章概述1．从世界上第一台水压机问世算起，液压传动至今已有（）余年的历史。
.100 C2．CAD代表（）。
A.计算机直接控制B.计算机辅助设计C.机电一体化技术D.计算机辅助测试3．液压技术在工程机械领域应用最广的是（）。
A.推土机B.起重机C.挖掘机D.泵车4．液压传动是以液体作为工作介质体，利用液体的（）来传递运动和动力的。
A.动能 B.压力能 C.机械能 D.势能5．液压千斤顶以（）作为液压泵。
A.大活塞B.小活塞C.单向阀D.杠杆6．液压系统常用的工作介质是：（）A.机械油B.矿物油C.乳化液D.水7．液压传动的动力元件是：（）。
A.电动机B.液压马达C.蓄能器D.油泵8．液压传动系统中可完成能量转换的是（）元件。
A.执行B.辅助C.控制D.动力9．液压元件使用寿命长是因为（）。
A.易过载保护B.能自行润滑C.工作平稳D.操纵方便10．液压元件的制造成本较高是因为其（）。
A.与泄漏无关B.对油液的污染比较敏感无关C.制造精度要求较高D.不易泄漏11．液压传动（）。
A.传动比准确B.反应慢C.调速范围大D.制造成本不高第2章液压流体力学基础1．在液压系统中，油液不起（）的作用。
A.升温B.传递动力C.传递运动D.润滑元件2．油液的粘度指的是（）。
A.油液流动时内部产生的摩擦力的大小B.粘度大，牌号小C.粘度与温度无关D.粘度随温度升高而增大。
3．油液在管道中同一截面上各点的流动速度是（）。
A.均匀的B.直线分布C.相等的D.呈抛物线4．对液压油不正确的要求是（）。
A.适宜的粘度B.良好的润滑性C.闪点要低D.凝点要低5．抗磨液压油的品种代号是（）。
6．单位cm2/s是（）的单位。
A.动力粘度B.运动粘度C.相对粘度D.泊7．液体压力的错误提法是（）。
A.垂直压向单位面积上的力称压力B.压力指的是压强，单位是帕C.系统压力决定负载大小D.密封容器内压力处处相等8．液压系统中正常工作的最低压力是（）。
《液压与气压传动》习题
绪论液压与气压传动概述0-1．何谓液压传动？液压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？0-3d=10mm，大活塞直径物G=5000kg杠杆L=500 mm，（1W；（2少；（30-4．用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m3的某液压油200mL流过的时间为t1=153s，20ºC时200mL蒸馏水流过的时间t2=51s。
问该液压油的ºE为多少？动力粘度为多少？运动粘度为多少？止状态下，h1=0.5m，h2=2m。
试求在A、B两处的真空度。
1-10．有一水平放置的圆柱形油箱，油箱上端装有图示的油管，油管直径为20 m m。
油管一端与大气相通。
已知圆柱直径D=300m m，油管中的液柱高度如图示为h=600m m。
油液密度ρ=900kg/m3。
试求作用在圆柱油箱端部圆形侧面的总液压力。
1-11．图示安全阀，按设计当压力为p=3Mpa时阀应开启，弹簧刚度k=8N/mm。
活塞直径分别为D=22 mm，D0=20 mm。
试确定该阀的弹簧预压缩量为多少？好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H是多少？已知钢密度为8000kg/m3，液体密度为820kg/m3。
1-13．如图所示一直径D=30m的储油罐，其近底部的出油管直径d=20 mm，出油管中心与储油罐液面相距H=20m。
设油液密度ρ=900kg/m3。
假设在出油过程中油罐液面高度不变，出油管处压力表读数为0.045Mpa，忽略一切压力损失且动能修正系数均为1的条件下，试求装满体积为10000升的油车需要多少时间。
1-14．如图所示的水平放置的抽吸装置，其出口和大气相通，细管处的截面积A1=3.2cm2,出口处管道截面积A2=4A1，如果装置中心轴线与液箱液面相距1-16．水平放置的光滑圆管由两段组成，如图所示。
其直径d1=10 mm，d0=6 mm，每段长度均为l=3m。
假设液体密度为ρ=900kg/m3。
运动粘度ν=0.2×10-4m2/s，管中流量q=18L/min，管道突然收缩处局部阻力系数ζ=0.35。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本章完
般认为这种回路的调速范围为20左右，当采用高质量的
柱塞变量泵时，其可达40左右。
如图所示：当安全阀的
调定压力不高时，不考
虑机械效率的变化，在 调速范围内，执行元件 输出的最大作用力或最 大转矩不高。 因此该回路具有等推 力或等转矩调节特性。
而其最大输出功率将随
图10—3 泵的排量q的增加而直线 变量泵—缸（定量马达） 回路特性 上升。
应用：一般认为液压系统的功率较大或对发热限制
较严格时，宜采用该种回路。近年来，节约能源成为一
个很突出的课题，因此容积调速回路的应用将会得到更 多的重视。 容积调速回路有三种组合情况： 1、变量泵和定量执行元件组成的调速回路 2、定量泵和变量马达组成的调速回路 3、变量泵和变量马达组成的调速回路
10.1.1 变量泵和定量执行元件组成的调速回路
阀3进入缸使其快速运动。 工进时，电磁阀3通电使 其所在油路断开，压力油 经调速阀流入缸内。
工进结束后，压力继电
器5发讯，使阀3断电，阀4 接电，缸快退。
当回路处于工进阶段时，缸
的运动速度由调速阀中节流阀
的通流面积来控制。变量泵的 输出流量和出口压力自动保持 相应的恒定值。故又称此回路 为定压式容积节流调速回路。
这种回路适用于负载变化不
大的中、小功率场合，如组合 机床的进给系统等处。
10.2.2 差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路
7
作用在泵定子上的力平衡方程式为：
F
6
p1
4
1YA
8
pB A1 pB ( A A1 ) p1 A Fs
式中： B 、 p 节流阀5前、后的压力； p
5
1
pB
10.2 容积节流调速回路
容积调速回路的效率高，发热小，但其低速稳定性差， 容积节流调速回路不但可以保证回路效率高，而且可以保 证回路具有良好的低速稳定性。
容积节流调速回路有两大类 1、限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。 2、差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路。
10.2.1 限压变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路 如图所示：如果出现限压式
图10.6
如图所示：这种回路
可以满足现场大多数机 械中，低速运转时保持 较大转矩，高速运转时 输出较大功率的要求。
图10—7 变量泵和变量马达组成的回路特性
变量泵和变量马达组成的调速回路实际上是变量泵
和定量执行元件（马达）组成的调速回路和定量泵和变
量马达组成的调速回路的组合。 这种回路可以满足现场大多数机械中，低速运转时 保持较大转矩，高速运转时输出较大功率的要求。比如 机床，纺织机械，矿山机械及行走机械等。
变量泵的流量大于调速阀调定流
量的工况，泵的压力将提高，使 泵的流量自动减小到和调速阀的 调定的流量相适应；反之，Q泵 ﹤Q调速，泵的压力将降低，使
泵的流量自动增大到和调速阀的
调定的流量相适应。因此，调速 阀除了稳定缸的流量外，还能使 泵流量和缸流量相适应。
如图所示，空载时，泵
以最大流量输出，经电磁
液压传动与控制
主讲 赵喜敬
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路
10.2 容积节流调速回路
10 容积调速回路
10.1 容积调速回路 通过改变液压泵或马达的排量来调节马达（或 液压缸）速度的回路称为容积调速回路。 特点：容积调速可实现无级调速，并且不需要 节流和溢流，能量利用比较合理，系统效率高，发 热小，具有良好的静态和动态特性。
10.1.2 定量泵与变量马达组成的回路
图10.4
输出的转矩和功率
在不考虑泵、马达
的效率变化的情况下，
由于定量泵的最大输出
功率不高，因此当马达 的排量改变时，马达的 最大输出功率也不变。 这种回路的功率调节称
为等功率调节。
图10—5 定量泵和变量马达组成 的回路特性
10.1.3 变量泵与变量马达组成的回路
的流量就自动减小至与节流
9 1
2 3 10
阀5调定的开度相适应为止。
缸6实现慢速工进。
e
当外负载增大(或减小)时，缸7工作压力就增大(或
减小)，则泵的工作压力也相应增大(或减小)。故又称此
回路为变压式容积节流调速回路。 由于泵的供油压力随负载而变化，回路中又只有节流 损失，没有溢流损失，因而其效率比限压式变量泵和调速 阀组成的调速回路要高。 这种回路适用于负载变化大，速度较低的中、小功率 场合，如某些组合机床进给系统。
图10.1
1、速度负载特性 如图所示,执行元件的速
度随负载的增加而下降。
这种回路的最高速 度决定于变量泵的最大 排量，而理想的空载最 低速度为零ຫໍສະໝຸດ 这时执行元件的速度为零，显然
图中的最下面的一条曲 图10.2 线已不能使用。
2、调速范围 调速范围等于最高转速与最低转速之比。 这种回路的最高速度决定于变量泵的最大排量，一
4
1YA
5
受弹簧力的作用，因而使定
pB
子与转子间的偏心距e为最大，
9 1
2 3 10
泵的流量最大，缸7实现快进。
e
10.2.2 差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路
7
快进结束，1YA通电，阀4关
F
6
闭，泵的油液经节流阀5进
p1
8
入缸7，故
pB p1
，定
4
1YA
5
子右移，使偏心距减小，泵
pB
2 3 1 10
9
Fs
—控制缸1中的弹簧力；
A —控制缸1活塞右端面积；
A1
—控制缸1和缸3的柱塞面积 节流阀前后压差为
e
p pB p1 Fs / A
10.2.2 差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路
7
系统在图示位置时，泵排
F
6
出的油液经阀4进入缸7，
p1
8
故
pB p1 ，泵的定子仅