液压与气压传动技术课件 6.3：容积调速回路和容积节流调速回路VIP

容积调速回路和容积节流调速回路液压与气压传动技术学习目标掌握容积调速回路原理。掌握容积节流调速回路原理，会设计容积节流调速回路。教学重难点容积调速回路工作原理的理解。容积节流调速回路的设计。学习过程通过泵的变量和马达的变量，理解容积调速的工作原理。通过调节流量阀的阀口开度，使泵输出的流量自动匹配阀所需的流量，来理解容积节流调速回路的设计。3容积调速回路容积调速回路是用改变泵或马达的排量来实现调速的。主要优点是没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。缺点是变量泵和变量马达的结构复杂，成本较高。4容积调速回路根据液压泵与液压马达(缸)的组合不同，容积调速回路分为变量泵—缸式调速回路、变量泵—定量马达调速回路、定量泵—变量马达调速回路、变量泵—变量马达调速回路四种形式。变量泵与执行机构组成的容积调速回路特点：回路正常工作时溢流阀处于关闭状态，作安全阀用。这种回路速度的调节主要是依靠改变变量泵的排量。5容积调速回路1.变量泵—缸式容积调速如图，正常工作时，溢流阀2不溢流，起限压保护作用，无溢流损失和节流损失，发热少，系统效率较高，溢流阀6为背压阀，提高系统在随负值负载时的稳定性。该回路适用于工程机械、矿山机械、和大型机床等大功率液压系统。如推土机、插床、拉床等。6容积调速回路2.变量泵—定量马达容积调速辅助泵使低压管路始终保持一定压力,改善了主泵的吸油条件,且可置换部分发热油液,降低系统温升。变量泵-定量马达容积调速回路

防止回路过载补偿泵3和马达5的泄漏调定油泵1的供油压力主泵7容积调速回路

变量泵-定量马达容积调速回路

变量泵-定量马达容积调速回路工作特性曲线防止回路过载

调定油泵1的供油压力该回路的调速方式又称恒转矩调速，通过调变量泵的流量可以调节马达的转速。

8容积调速回路3.定量泵与变量马达组成的容积调速回路在这种回路中，液压泵为定量泵，若系统压力恒定，则泵的输出功率为恒定。若不计损失，液压马达的输出转速与其排量成反比，其输出功率不变，因此该回路也称为恒功率调速。该回路中变量马达的调速可以通过改变自身的排量来实现，但是如果马达排量V马过小，输出转矩T会很小，将带不动负载，造成马达“自锁”，所以该调速回路的调速范围较小。一般很少单独使用。9容积调速回路4.变量泵与变量马达组成的容积调速回路这种调速回路是上述两种调速回路的组合。由于泵和马达的排量均可改变，故增大了调速范围，并扩大了液压马达输出转矩和功率的选择余地。回路中各元件对称布置，变换泵的供油方向，即实现马达正反向旋转。10容积调速回路变量泵—变量马达式容积调速回路11容积调速回路这时可分两步进行调速：第一步固定马达排量为最大，从小到大调节泵的排量，升高马达转速。第二步固定泵排量为最大，从大到小调节马达排量，进一步提高马达转速。回路的调速范围较大，是变量泵和变量马达调速范围的乘积，其传动比一般可以达到100。12容积调速回路容积调速回路特点∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。∴而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失，故效率高，发热小，一般用于大功率场合。多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械。13容积节流调速回路容积调速回路虽然效率高，发热小，但仍存在速度负载特性较软的问题（主要由于泄漏所引起）。

在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系统中），常采用容积节流调速回路。14容积节流调速回路容积节流调速回路是容积调速回路与节流调速回路的组合，一般是采用压力补偿变量泵供油，而在执行元件的进油或回油路上安装有流量调节元件来调节进入或流出执行元件的流量，并使变量泵的输出流量自动与执行元件所需流量相匹配。由于这种调速回路没有溢流损失，其效率较高，速度稳定性也比容积调速回路好，适用于速度变化范围大，中小功率的场合。15容积节流调速回路1.qP自动与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高。特点：2.进入执行元件的q与F变化无关，且自动补偿泄漏，速度稳定性好。3.因回路有节流损失，所以容积节流调速回路的效率小于容积调速回路的效率，即η<η容。4.便于实现快进—工进—快退工作循环。16容积节流调速回路当调速阀开度一定时，泵输出的流量也确定了，它与负载压力的变化无关，当调速阀开口变化，泵的输出流量也变化，但是不管流量怎么改变，泵口的压力始终是恒定不变的，因此这种调速回路称为恒压式容积节流调速回路。1.恒压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路17容积节流调速回路联合调速，v由调速阀调定，qP与q1自动适应。当调速阀开口变大，即所需q1变大，此时恒压泵的排量自动增大，即输出qP变大，以适应q1的变化。当调速阀开口变小，即所需q1变小，此时恒压泵的排量自动减小即输出qP变小以适应q1的变化。

在调节过程中，泵口压力pp始终恒定不变。注意：为了保证调速阀中定差减压阀起到压力补偿作用，调速阀两端压差必须大于一定数值，中、低压调速阀为0.5MPa，高压调速阀为1MPa。18容积节流调速回路在这种回路中，由差压式变量泵供油，用节流阀来调节进入液压缸的流量，并使变量泵输出的油液流量自动与通过节流阀的流量相匹配，变量泵的定子是在左右两个液压缸的液压力与弹簧力平衡下工作的。液压泵出口的工作压力能自动跟随负载压力的增减而增减，又称为变压式容积节流调速回路。(2)差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路19容积节流调速回路其平衡方程为：工作原理20容积节流调速回路21容积节流调速回路在这种回路中，节流阀两端的压差ΔPT基本上由作用在变量泵控制活塞上的弹簧力Fs和控制活塞面积A来确定是一个常数，完全能够人为设计确定，与负载无关，这样可以确保节流阀前后的压力差是一个不变的值。因此输入液压缸流量不受负载变化的影响，只和节流阀的开度大小有关。22容积节流调速回路回路能补偿负载变化引起泵的泄漏变化，回路具有良好的稳速特性。由于液压泵输出的流量始终与负载流量相适应，泵的工作压力Pp始终比负载压力p1大一恒定值ΔpT＝Fs／A。回路不但没有溢流损失，而且节流损失较恒压式变量泵和调速阀的调速回路小，因此回路效率高，发热小。23容积节流调速回路