液压调速回路
液压基本回路速控制回路节流调速回路
旁路节流调速只有节流损失，
无溢流损失，功率损失较小。
Pp p1qp P1 F p1 A1 p1q1
P Pp P1 p1qp p1q1 p1q
回路效率
P1 p1q1 q1
Pp
pq 1p
qp
用于功率较大且对速度稳定性要 求不高的场合
注意:节流调速回路速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳性比较差。为了克服
变量泵与液压缸组成的调速回路，其最大速度是由 泵的最大流量所决定的。
如果忽略泵的泄漏量，最低速度可以调到零。
因此，该调速回路的速度调节范围很大，可以实现 无级调速。
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(３) 负载特性
执行元件输出转矩（力）和输出功率与变量泵调节参数 （排量）之间的关系。
当不考虑回路的损失时，液压马达的输出转矩（或缸的输出 推力）为
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回路效率
进
p1q1 ppqp
p1q1 p（p q1＋q)
( pp p)q1 ppqp
（c）调速范围
即最Байду номын сангаас工作速度与最小稳定工作速度之比：
vmax A节max vmin A节min
其中，
A节 m a x
Q泵 cp泵
可知，最大节流面积是由泵的流量和额定压力所决定的。
（d）最大承载能力 当泵的出口压力和油缸面积确定之后，液压缸的最大承载能力不变，为
Tv
F v
v 如果忽略系统泄漏，可认为 速度不受负载影响，其速度－负 载特性曲线。
A节3 A节2
A节1<A节2<A节3
A节1 v
Fmax
F 在不同节流面积下，速度－负载特性曲线。 F
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液压传动实验(三)节流调速回路实验指导书
节流阀调速阀控制回路实验指导书
一、实验目的：
1、加深对节流调速回路的理解。
2、了解节流调速回路速度负载特性。
二、实验内容：
1、液压缸负载不变，改变节流阀开口面积，测定进入油缸流量
2、测定进油节流调速回路速度负载特性。
三、实验装置：
实验系统自行设计
四、实验原理：
节流调速回路工作原理：调节节流阀开口面积大小来控制流入执行元件的流量，以调节执行元件的运动速度。
当负载变化时，即使节流阀开口不变，由于节流阀前后压差改变，导致通过节流阀的流量改变，进而影响执行元件运动速度，测定进油节流调速回路速度负载特性。
五、实验步骤：
设计原理图（参考课本p148 图6-8，p153 图6-11）
1、启动泵，节流阀开到最大，调节溢流阀，使压力为P=2MPa。
2、扳动换向开关，使工作缸往复工作数次以排出缸内空气。
3、设定负载，F=200N,调节节流阀开度，测定进入油缸流量。
4、节流阀开口开度不变，改变负载（130N~260N），记录节流阀
前后压差和进入油缸流量。
5、将节流阀换为调速阀，改变负载，测量压差和流量。
实验数据记录
节流阀
调速阀
六、实验报告要求：
根据数据画出使用节流阀和调速阀的速度（流量）负载特性曲线。
七、思考题：
分析使用节流阀负载变化时为什么引起油缸速度变化？。
液压与气压传动8第八章调速回路
特点：液压泵输出的流量直接进入执行元件，没
有溢流损失和节流损失，且泵的出口压力
随工作负载变化而变化，因此效率高，发
热少。
开式回路
分类：按油液循环方式分
闭式回路
泵－缸回路 按执行元件的不同分
泵－马达回路
一、泵－缸式容积调速回路 １、开式回路
回路见图8-13 液压缸活塞运行的速度为：
速度刚度为：
2、闭式回路 回路见图8-15
v
qP
CAT pP
qt
kl
F A1
CAT
F A1
A1
A1
速度刚度：
由右图也可以看出： (1)当节流阀开口调定时，负
载越大，速度要刚性越好。 (2)当负载一定时，节流阀开
口面积越小，速度刚性越 好。
２、功率特性：
ηc
pP q1 pPqP
1 CAT pP qt kl pP
液压泵出口处的压力由溢流阀调定，负载的速度由节 流阀调定，多余的油液由溢流阀溢流。
１、机械特性
以(a)图为例，可得：
整理后可得：
根据不同的 阀开口量， 可得该回路 的机械特性 曲线F-v曲线 如图8-2所示
特性： 节流阀开口 一定的情况 下，负载的 速度随负载 变大而减小
速度刚度——负载运动速度受负载大小变化的影响程度
上式说明：(1)阀口一定时，负载越小，速度刚度越高 (2)负载一定时，阀口越小，速度刚度越高
因此：采用节流阀调速的定压式节流调速 回路只适用于小负载，小功率场合
２、功率特性：功率损失、功率损失分配情况、效率
以图(a)定压式进口节流调速回路为例，其输入功率、输 出功率、何功率损失分别为：输入功率: PP pPqP
液压基本回路旁路节流调速回路
液压基本回路旁路节流调速回路这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，其调速原理如图7-3所示。
图7—3旁路节流调速回路定油泵输出的流量q B，一部分（q1）?? 进入液压缸，一部分（q2）通过节流阀流回油箱。
溢流阀在这里起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。
溢流阀的调节压力应大于回路正常工作压力，在这种回路中，缸的进油压力p1等于泵的供油压力p B，溢流阀的调节压力一般为缸克服最大负载所需的工作压力的p1max1.1~1.3倍.4）采用调速阀的节流调速回路前面介绍的三种基本回路其速度的稳定性均随负载的变化而变化，对于一些负载变化较大，对速度稳定性要求较高的液压系统，可采用调速阀来改善起速度-负载特性。
图7—4调速阀进油节流调速回路采用调速阀也可按其安装位置不同，分为进油节流、回油节流、旁路节流三种基本调速回路。
图7-4为调速阀进油调速回路。
图7-4(a)为回路简图，图7-4(b)为其速度—负载特性曲线图。
其工作原理与采用节流的进油节流阀调速回路相似。
在这里当负载F变化而使p 1变化时，由于调速阀中的定差输出减压阀的调节作用，使调速阀中的节流阀的前后压差Δp保持不变，从而使流经调速阀的流量q 1不变，所以活塞的运动速度v也不变。
其速度—负载特性曲线如图7-4(b)所示。
由于泄漏的影响，实际上随负载F的增加，速度v有所减小。
在此回路中，调速阀上的压差Δp包括两部分：节流口的压差和定差输出减压口上的压差。
所以调速阀的调节压差比采用节流阀时要大，一般Δp≥5×105Pa，高压调速阀则达10×105Pa。
这样泵的供油压力pB相应地比采用节流阀时也要调得高些，故其功率损失也要大些。
这种回路其他调速性能的分析方法与采用节流阀时基本相同。
综上所述，采用调速阀的节流调速回路的低速稳定性、回路刚度、调速范围等，要比采用节流阀的节流调速回路都好，所以它在机床液压系统中获得广泛的应用。
(液压与气压传动)第8章调速回路
定压式进口节流调速回路 的机械特性
8
第八章 调速回路
速度刚性
活塞运动速度受负载影响的程度，可以用回路速度刚性这个指标来评定， 速度刚性kv是回路对负载变化抗衡能力的一种说明，它是机械特性曲线 上某点处斜率的倒数。
有溢流是这种调速回路能够正 常工作的必要条件。
6
a）
b）
定压式节流调速回路 a）进口节流式 b）出口节流式
第八章 调速回路
机械特性
液压缸速度与外负载的关系：
v q1 A1
p1A1 F
q1 CAT1pT1 CAT1 pp p1
式中:
v——活塞运动速度； q1——流入液压缸的流量； A1——液压缸工作腔有效工作面积；
3）实现压力控制的方便性。进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化， 当工作部件碰到死挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力 变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才 会随负载变化，当工作部件碰到死挡块后，其压力将降至零，利用这一压力变化来 实现压力控制比较麻烦，故一般较少采用。
功率特性
调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液压泵、液压缸和管 路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。
定压式进口节流调速回路的输入功率(即定量泵的输出功率)、输出功率
和功率损失分别为
Ppppqp
式中，Pp为回路的输入功率；P1为 回路的输出功率；ΔP为回路的功率
P1p1q1
损失；qp为液压泵在供油压力pp下
前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化，故 又称为定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路中，由于回路的供油 压力随负载的变化而变化，故又称为变压式节流调速回路。
液压三种调速回路特性比较分析报告
液压三种调速回路特性分析报告学院：机械工程学院班级：机师1111姓名：***学号：***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。
三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。
在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。
（2）回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。
（3）旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。
这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。
2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度-负载性将得到改善，旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。
调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。
7.3液压速度控制回路——【液压传动与气动技术】
液压缸
变量泵
安全阀 定量液压马达
安全阀
背压阀
变量泵
开式回路
辅助泵
溢流阀
闭式回路
容积调速回路
（定量泵+变量液压马达）
变量液压马达
安全阀
定量泵
容积调速回路
（变量泵+变量液压马达）
变量泵
变量马达
溢流阀
安全阀 辅助泵
容积调速回路的特点及应用
特点：无节流损失和溢流损失,效率高，发热少，成本高，平稳性差。 应用：大功率，对速度稳定性要求不高的液压系统。
容积节流调速回路
流量阀 变量泵
q泵=q阀
特点：无溢流损失,效率高，发热少，用调速阀速度稳定性好。 应用：较大功率，对速度稳定性要求较高的液压系统。
调速回路选用
回油路加背压阀
运
动
平
稳
采用调速阀
性
高
①小功率，速度稳定性高 ②大功率，速度稳定性要求不高 ③大功率，速度稳定性高
2. 快速运动回路
目的：采用快速回路，可以在尽量减少液压泵流量损 失的情况下使执行元件获得快速，以提高生产率。
节流调速回路
• 核心元件：定量泵+流量阀（节流阀或调速阀）。
进油路节流调速回路 回油路节流调速回路 旁油路节流调速回路
进油路节流调速回路 节流开口
p2≈0 v
p 1 q1
q2
A
F负
载
背压阀
A0
p2≠0
改为调速阀 p泵，q泵
v q1 KA0 Δp AA
结构简单，使用方便
可获得较大推力和较低速度
v
v q
A
A
第八章调速回路(液压传动与控制)
q1 A1
活塞受力方程：
F p1 A1
缸的流量方程：
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
（1）速度负载特性：调速回路的速度－负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有：
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵，并且 必须并联一个安全阀，并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定，溢流阀作为安全阀，节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时，活塞速度：
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
（1）速度负载特性：在不计管路压力损失和泄漏的情况 下，回路中液压缸的速度表达式为：
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
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qp?o
Py
速度负载特性方程
最大承载能力 Fmax=ppA1。
2、回油节流调速回路
p1 A 1 ?o
p2
?F
? V =q2/A2 =KA T(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
q1
?q??o 2
Pp
T
qp?o
Py
最大承载能力 Fmax=ppA1。
2、回油节流调速回路
p1 A 1 ?o
p2
?F
pL
C d ? 0.62
q p ? 10 L / min
，
AT1 ? 0.02cm 2
Δp
A
pp
F
v
? ? 900 kg / m3
，
?应用：
? 自动换向
例题2
? 快进— ? 工进— ? 快退 ? 压力继电器
作用：工进 转换为快退？
例题2
? 快进— ? 工进— ? 快退 ? 压力继电器
A 1 ?o
p1
q1
?q??o 2
负载增加
速度减小
最大负载
p1=pp
Pp
T
q p?o
Py
流量为零
压差为零
速度为零
例题1
在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，不考虑溢流阀的调压偏差，溢流
阀的调定压力 p y ? 2 MPa 试分析：
1）液压缸大腔最高工作压力
2）求活塞运动速度
A缸
3）负载增加时，节流阀进出口压力如何变化
? V =q2/A2 =KA T(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
q1
?q??o 2
调节AT：无级调速 v与AT 成正比。
Pp
T
负载不变
AT增加
qp?o
Py
速度增加
流量增加
2、回油节流调速回路
p1 A 1 ?o
p2
?F
? V =q2/A2 =KA T(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
q1
2）最大承载能力
应用
1、进油节流调速回路
p1
q1
A 1 ?o
?q??o 2
Pp
q p?o
Py
?F
q ＝KA △p m
已知：溢流阀调整压力 节流阀面积 液压缸有效作用面积 负载、液压泵的流量
T 设：有杆腔压力为P1 无杆腔压力为P2
泵的出口压力Pp，流量qp
进入无杆腔的流量q1
1、进油节流调速回路
由
得
所以速度增加了107.48/cm/min
思考题
下图所示的液压回路，已知液压缸两腔面积为 A1=100 cm2，A2=50 cm2， 调速阀最小压差? p=0.5 MPa，当负载F从0变化到30000 N时，活塞向右运
动的速度稳定不变。试求： 1）溢流阀最小调整压力pY；
2）负载 时，泵的工作压力pp及液压缸回油腔压力p2。
最大承载能力F= A1pp
与节流阀面积有无关系？
Pp
T
q p?o
Py
1、进油节流调速回路 最大承载能力
?F
Fmax=ppA1。
A 1 ?o
p1
q1
?q??o 2
调节AT：无级调速
v与AT 成正比。
Pp
T
负载不变
AT增加
q p?o
Py
速度增加
流量增加
1、进油节流调速回路 最大承载能力
?F
Fmax=ppA1。
3〉 当节流阀的最小稳定流量为50mL/min ，缸的最低稳定速度是多少？
例2： 在图示的回路中,已知：
；
；溢流阀
调定压力
；当负载F=20KN 时，用节流阀调定的速度
v=30cm/min 。问负载F=0时， 比 高多少？液压缸速度增加
多少（cm/min ）？
解： 当F=0时，
所以 比 高
;
当F=20KN 时
本节主要内容
1 调速回路分类 2 进油节流调速回路
重点
速度 负载特性
3 回油节流调速回路 4 旁路节流调速回路
最大 承载能力
调速原理
液压缸
调节进入液压缸的流量 q ?v =q /A
液压马达
调节q或者V
赖祖亮@小木虫
?n = q /vm
调速方法
?F
?F
增加支路
调速方法
1
增加支路
节流调速
2
改变马达或者泵的排量
溢流阀作用？
压力补偿 恒压溢流
一、定量泵节流调速回路
进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。
一、定量泵节流调速回路
? 节流阀进口节流调速回路工作特性分析 1）速度负载特性
?q??o 2
负载增加速度减小最大载p2=0Pp
T
qp?o
Py
流量为零
压差为零
速度为零
例题1.
已知: 缸径D=100mm ; 活塞杆直径d=70mm ; 负载F=25KN 。试问：
1〉 欲使节流阀前、后压差为
，溢流阀的压力 应调到多少？
2〉上述调节压力不变，当负载F降为15KN 时，节流阀前后的压差为何值
作用：工进
转换为快退。
思考：
? 是否可以实现顺序动作？
2、回油节流调速回路
p1
p2
?F
A 1 ?o
活塞受力平衡方程 ppA1=p2A2+F
q1
?q??o 2
节流阀压力流量方程
q2=KA Tp21/2
=KA T(ppA1/A2-F/A2)1/2
? V =q2/A2
Pp
T
=KA T(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
第六章液 压基本回路
第二节 速度控制回路一 调速回路
前节回顾
压力控制回路：任何液压回路必须需要的是 :
? 调压回路：限制最高工作压力 ? 卸载回路：
平衡回路使用条件
? 立式油缸 ? 匀速下降
液压基本控制回路
1 压力控制回路 2 速度控制回路
调速回路 快速回路
3 方向控制回路
速度换接回路
4 多执行元件控制回路
容积调速
3
两者兼之
容积节流
分类
调速回路
定量泵节流调速
容积调速
容积节流调速
进 回 旁 定变变
油 油 路 量量量
节 流
节节 流流
泵泵泵
——— 变定变
调 调 调 量量量
速 速 速 马马马
达达达
限差 压压 式式 泵泵 与与 调节 速流 阀阀
一、定量泵节流调速回路
?F
?Q??o 1
?Q??o 2
如图所示是否可以调速？ 增加支路 ---溢流阀
p1
q1
A 1 ?o
?q??o 2
?F
q ＝KA △p m
活塞受力平衡方程 节流阀压力流量方程
? p1A1=F
? q1=KA TΔp1/2
Pp
T
=KA T(pp- F/A1)1/2
q p?o
Py
速度负载特性方程
? V =q1/A1 =KA T(pp- F/A1)1/2/A1
最大承载能力F= A1pp
1、进油节流调速回路
p1 q1
A 1 ?o
?q??o 2
Pp
q p?o
Py
?F
q ＝KA △p m
速度负载特性方程
? V =q1/A1 =KA T(pp- F/A1)1/2/A1
T
最大承载能力F= A1pp
p1=pp
△p=0
q1=0
1、进油节流调速回路
p1 q1
A 1 ?o
?q??o 2
?F ? V =q1/A1 =KA T(pp- F/A1)1/2/A1