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。
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。
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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节流调速
定量泵—变量马达的容积调速回路
变量泵—变量马达的容积调速回路
1、变量泵—液压缸的容积调速回路
（1）变量泵—液压缸开式容积调速回路
通过改变变量 泵的输出流量来进 行调速。 工作时，变量 泵的输出流量全部 进入液压缸，推动 活塞运动，为了防 止超载，回路中设 了一个安全阀，以 限制最高压力。
2、变量泵—定量马达的容积调速回路
解：
F p1 0.8MPa A1 p p p1 p
1）当 p p py 时，溢流阀处于关闭状态，泵流量 全部进入液压缸。节流阀不起调速作用，活塞速 度不变，但泵出口压力逐渐升高。 2）当 p p py 时，溢流阀开启分流，泵压恒定在 1.2MPa，此时节流阀开口变化，活塞速度随之变 化。
刚性：系统抵抗因负载变化而引起速度变化的程度 定义为： k 1 1 v v tg F
cAT 因：v 1 ( p p A1 F ) A1 1 1 则：k v tg cAT ( p p A1 F ) 1 1 A1 p p A1 F
在缸径相同时，由于A1 >A2 ，因而其刚性比 进口节流调速要稍差些。 但回油有了背压，所以运动平稳。 应用：同进口节流调速，但能承受负性负载。
与进油节流调速回路比较：
1）承受负值负载能力 2）运动平稳性 3）油液发热对回路的影响 4）启动性能
例3：图示进口节流调速回路，节流阀为薄壁孔型，流 量系数c=0.67，油密度 =900kg/m3，溢流阀 py= 1.2MPa , Q=20 l/min, A1=30cm2, F=2400N。试分析节 流阀从全开到逐渐关小过程中，活塞运动速度如何变 化及溢流阀的工作状况。
( A) ( B) (C )
A1 p1 R pA2 A1 p1 R ( pB p) A2 A1 p1 R ( pB p) A2
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。
实验报告5：节流调速回路的装调
实验报告5：节流调速回路的装调
一、实验描述
通过对三种节流调速回路的组装和观察，加深对节流调速回路工作原理的理解，能对三种不同节流调速回路——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行性能比较与分析。
二、实验目标
（1）正确选取液压元件；
（2）准确进行元件的连接、回路的组建；
（3）掌握节流调速回路的工作原理；
（4）能够对三种节流调速回路的性能进行比较和分析。
三、实验分析
（1）进口节流调速回路中，经节流阀发热的油液进入液压缸，增大液压缸泄漏。
图1 进口节流调速回路
（2）回油节流调速回路中，回油路有背压力，活塞运动速度平稳。
经节流阀发热的油液排回油箱，对液压缸的泄漏、效率无影响。
图2 回油节流调速回路
（3）旁路节流调速回路中，承载能力随节流口通流面积的增大而减小，低速时承载能力差，调速范围小，速度稳定性受液压泵泄漏的影响，故速度稳定性不如前两种，回路只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率高于前两种。
图3旁路节流调速回路
四、实验实施
（1）组装节流调速回路；
（2）全部打开溢流阀；
（3）旋紧节流阀；
（4）启动液压泵，调节溢流阀的手柄到一定位置，两个电磁换向阀交替通断电，观察液压缸的往返运动速度；
（4）节流阀调到一定位置（大、中、小），两个电磁换向阀交替通电，观察液压缸的往返速度的变化。
五、实验总结
液压基本回路是为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定的方式组合起来的油路结构。
在实验报告中简述液压基本回路——节流调速回路安装调试的步骤及注意事项。
实验三 节流调速回路实验
实验三节流调速回路实验一、实验目的：1.通过对节流阀三种调速回路的实验，得出他们的调速特性曲线，并分析比较他们的调速性能。
2.通过对节流阀和调速阀进口调速回路的对比实验，分析比较他们的性能差别。
二、实验装置液压系统原理图：三、实验内容：1.用节流阀的进油节流调速回路的调速性能2.用节流阀的回油节流调速回路的调速性能3.用节流阀的旁路节流调速回路的调速性能4.用调速阀的进油节流调速回路实验当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸活塞杆的速度V与节流阀的通流面积A，溢流阀的调定压力（泵的供油压力）及负载F有关。
调速回路中液压缸活塞杆的工作速度V与负载F之间的关系，称为回路的速度负载特性。
实验中，对节流阀的通流面积A和溢流阀调定压力（泵的供油压力）P1调定之后，改变负载F的大小，同时测出相应的工作缸活塞杆的速度及有关压力值。
以速度V为纵坐标，以负载F为横坐标，按节流阀不同面积A T或不同的溢流阀调定压力，各调速回路可得各自的一组速度—负载特性曲线。
本实验采用液压缸对顶加地法，加在液压缸25的压力由溢流阀23调定，调节加载缸工作的压力，即可使调速回路获得不同的负载F。
液压缸活塞的工作速度V通过活塞杆的工作行程L与运动时间t来计算。
即：V=L/t（mm/s）四、实验步骤：实验前调整：（1）打开调速阀14，节流阀15、16，关闭节流阀17。
方向阀13、24保持中位，放松溢流阀。
（2）启动液压泵3和20，慢慢拧紧溢流阀4，看表P1，调定压力为3MPa左右。
同样拧紧溢流阀23，调表P7为1MPa左右，切换电磁阀13、14，使液压缸18、25往返几次，排出回路中的空气。
拟定负载压力：各种回路实验的负载压力拟定为0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4MPa。
液压泵3的供油压力由溢流阀4调定，拟定为3MPa或2MPa两种压力，节流阀的开口为大、中、小三种，这样有利于对比分析。
1.采用节流阀的进油节流调速回路（1）关闭调速阀14，节流阀17，将回油节流阀16全开，进油节流阀15调节到拟定的打开度上。
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
11.1.3进气节流调速回路与排气节流调速回路特性
11.1.3进气节流调速回路与排气节流调速回路特性速度控制是指通过对流量阀的调节，达到对执行元件运动速度的控制。
因气动系统使用功率不大，故调速方法主要有节流调速，常常使用排气节流调速。
一、进气节流调速回路进气节流调速回路：把节流阀放在空气压缩机与气缸之间，通过改变进气量大小来实现调速，实际回路如下图。
图1 进气节流调速回路图1为进气节流调速回路。
在图示位置时，当气控换向阀不换向时，进入气缸A腔的气流流经节流阀，B腔排出的气体直接经换向阀快排。
该回路通过调节节流阀口的开度来实现进气量的变化，以调节气缸运动速度，当节流阀开度较小时，由于进入A腔的流量较小，压力上升缓慢。
当气压达到能克服负载时，活塞前进，此时A腔容积增大，结果使压缩空气膨胀，压力下降，使作用在活塞上的力小于负载，因而活塞就停止前进。
待压力再次上升时，活塞才再次前进。
这种由于负载及供气的原因使活塞忽走忽停的现象，叫气缸的“爬行”。
节流供气多用于垂直安装的气缸的供气回路中。
二、排气节流调速回路排气节流调速回路：把节流阀放在气缸出口处，通过改变排气量的大小来实现调速。
排气节流调速回路因为有一定的背压，所以运动相对平稳，但是启动时有前冲现象。
图2 排气节流调速回路图2为排气节流调速回路，在图示位置时，当气控换向阀不换向时，气流直接进入气缸A腔，B腔排出的气体经节流阀回到换向阀，该回路通过调节节流阀口的开度来实现排气量的变化，同时给气缸排气口有一个背压，以调节气缸运动速度。
排气节流调速回路具有下述特点：1. 气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；2. 能承受与活塞运动方向相同的负载（反向负载）。
三、两种调速回路选用原则进气节流调速回路选用原则：由于进气节流调速回路主要靠压缩空气的膨胀使活塞前进，故这种节流方式很难控制气缸的速度达到稳定。
一般用于单作用气缸、夹紧缸和低摩擦力气缸等速度控制。
排气节流调速回路选用原则：由于排气节流调速回路可以使气缸活塞运行稳定，是最常用的回路，故排气节流应该用于双作用气缸。