3.8.2 調(diào)速回路

1、8.2 調(diào)速回路Speed Control Circuit 1液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)液壓缸(Cylinder)和液壓馬達(dá)(Hydraulic Motor)的運動速度，以適應(yīng)主機的工作循環(huán)需要。液壓缸和液壓馬達(dá)的速度決定于排量及輸入流量。液壓缸的速度為： 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速: 式中：q 輸入液壓缸或液壓馬達(dá)的流量； A 液壓缸的有效面積相當(dāng)于排量； VM 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量。 8.2.1 調(diào)速方法概述2要控制缸和馬達(dá)的速度，可以通過改變流入流量來實現(xiàn)，也可以通過改變排量來實現(xiàn)。對于液壓缸來說，通過改變其有效作用面積A來調(diào)速是不現(xiàn)實的，一般只能用改變流量的方法來調(diào)速。對變量馬達(dá)來說，調(diào)速既可以改變流量，

2、也可改變馬達(dá)排量。8.2.1 調(diào)速方法概述3目前常用的調(diào)速回路主要有以下幾種：(1) 節(jié)流調(diào)速回路 (Speed Control Circuit by Throttling Flow)采用定量泵供油，通過改變回路中節(jié)流面積的大小來控制流量，以調(diào)節(jié)其速度。 (2) 容積調(diào)速回路 (Speed Control by Using Variable Volume)通過改變回路中變量泵 或變量馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。 (3) 容積節(jié)流調(diào)速回路（聯(lián)合調(diào)速）8.2.1 調(diào)速方法概述48.2.2 采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速 Meter-in Control 回油節(jié)路流調(diào)速

3、 Meter-out Control 旁路節(jié)流調(diào)速 Bleed-off Flow Control三種基本形式。58.2.2.1 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 Meter-in Circuit 圖8.3 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件: 泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。注意節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間6(1) 速度負(fù)載特性 Speed Versus Load Characteristic 當(dāng)不考慮泄漏和壓縮(8.1) 活塞受力方程為： 缸的流量方程為： =p2 液壓缸回油腔壓力，p20。 F 外負(fù)載力； 式中：活塞運動速度為：7于是 (8.4)式中：C 與油液種類等有關(guān)的系數(shù)； A

4、T 節(jié)流閥的開口面積；節(jié)流閥前后的壓強差， m 為節(jié)流閥的指數(shù)；當(dāng)為薄壁孔口時，m =0.5。(1) 速度負(fù)載特性 Speed Versus Load Characteristic 圖8.38式(8.4)為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程。以v為縱坐標(biāo)，F(xiàn)L為橫坐標(biāo)，將式(8.4)按不同節(jié)流閥通流面積 AT作圖，可得一組拋物線(Parabola Law)，稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性曲線。(8.4)圖8.4 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線 (1) 速度負(fù)載特性 Speed Versus Load Characteristic 9(2) 功率特性 Power and Effici

5、ency Characteristic 圖8.3中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： 回路的功率損失為： 而缸的輸出功率為： 圖8.310式中q溢流閥的溢流量，q=qpq1。 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失P1=ppq和節(jié)流功率損失P2=pT q1(8.6)(2) 功率特性圖8.3118.2.2.2 回油路節(jié)流調(diào)速回路 Meter-out Circuit 圖8.5 回油路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性。節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上12進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較(1) 承受負(fù)值負(fù)載的能力(The Capacity Against Overrunning load)回油節(jié)

6、流調(diào)速能承受一定的負(fù)值負(fù)載。(2) 運動平穩(wěn)性(Speed Stability)回油節(jié)流調(diào)速回路運動平穩(wěn)性好。(3) 油液發(fā)熱對回路的影響(Heat Influence on System)進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會使缸的內(nèi)外泄漏增加； (4) 啟動性能(Actuating Characteristic)回油節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動時背壓不能立即建立，會引起瞬間工作機構(gòu)的前沖現(xiàn)象。 進(jìn)油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大，低速、小功率場合，如某些機床的進(jìn)給系統(tǒng)中。 138.2.2.3 旁油路節(jié)流調(diào)速回路 Bleed-off Flow Control Circuit 圖

7、8.6 旁油路節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力pp取決于負(fù)載。 14(1)速度負(fù)載特性考慮到泵的工作壓力隨負(fù)載變化，泵的輸出流量qp應(yīng)計入泵的泄漏量隨壓力的變化qp，采用與前述相同的分析方法可得速度表達(dá)式為： 式中： qpt泵的理論流量； k 泵的泄漏系數(shù)；其余符號意義同前。 (8.8)8.2.2.3 旁油路節(jié)流調(diào)速回路15（2）功率特性 回路輸入功率回路輸出功率回路功率損失 回路效率 旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失，無溢流損失，功率損失較小。 注意:節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性比較軟，變載荷下的運動平穩(wěn)性

8、比較差。為了克服這個缺點，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥來代替。 用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合8.2.2.3 旁油路節(jié)流調(diào)速回路168.2.3 容積調(diào)速回路 Speed Control by Using Variable Volume 容積調(diào)速回路有泵-缸式回路和泵-馬達(dá)式回路。這里主要介紹泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路。 8.2.3.1 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路Speed Control Circuit Using Variable Displacement Pump 馬達(dá)為定量，改變泵排量VP可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速nM隨之成比例地變化。17 圖8.7 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 防止回路過載補償泵3和馬達(dá)5的泄漏 調(diào)定油泵1的供油壓力輔助泵使低壓管路始終保持一定壓力，改善了主泵的吸油條件，且可置換部分發(fā)熱油液，降低系統(tǒng)溫升。8.2.3.1 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 18 圖8.7 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 圖8.8 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 工作特性曲線 8.2.3.1 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 198.2.3.2 定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路Speed Control Circuit Using Variable Displacement Motor 圖8.9定量泵-變量馬達(dá)容積調(diào)速回路 圖8.10變量