第6章 液压基本回路课—《液压与气压传动》同步教学（高教版第5版）

第6章 液压基本回路 本章索引 6.1 速度控制回路 6.2 压力控制回路 6.3 方向控制回路 6.4 多缸工作控制回路 6.5 液压马达制动回路 6.1 速度控制回路 6.1.1 调速回路 调速回路主要有以下三种： ① 节流调速回路：用定量泵供油，用流量阀调节进入执行元件的流量，以实现速度调节。 ② 容积调速回路：调节变量泵的供油流量或改变变量马达的排量，以实现速度调节。 ③ 容积节流调速回路：用变量泵和流量阀相配合的调速方法，又称联合调速。 1．节流调速回路 （1）进口节流阀式节流调速回路 进口节流阀式节流调速回路如右图所示。节流阀串接在定量泵和液压缸之间的进油路上，调节节流阀开口面积，便可改变进入液压缸的流量，从而调节液压缸的运动速度。泵的多余流量经溢流阀流回油箱。泵的出口压力由溢流阀调定。 ① 速度—负载特性。 调速回路的速度—负载特性，也称机械特性。它是在回路中调速元件的调速值不变的情况下，负载变化所引起速度变化的性能。 液压缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为 设液压泵的供油压力为pp，则节流阀进出口的压力差为 由小孔流量公式可知，流经节流阀进入液压缸的流量为 故液压缸的运动速度为 由上式可知，液压缸的工作速度υ主要与节流阀通流面积AT和负载F有关。若以υ为纵坐标，F为横坐标，AT为参变量，可由方程（6-3）绘出其负载特性曲线，速度υ随负载F变化的程度称为速度刚性，体现在速度负载特性曲线的斜率上，如下图所示。 ② 功率特性。 该调速回路的输入功率，即液压泵输出功率PP=pPqP=常数。该调速回路的输出功率，即液压缸的输入功率P1=P1q1。回路的功率损失 回路效率为 （2）出口节流阀式节流调速回路 出口节流阀式节流调速回路如下图所示。它是将节流阀放置在回油路上，用它来控制从液压缸回油腔流出的流量，进而控制进入液压缸的流量，达到调速的目的。 （3）旁路节流阀式节流调速回路 旁路节流阀式节流调速回路如下图所示。它是将节流阀安放在与执行元件并联的支路上，用它来调节从支路流回油箱的流量，进而控制进入液压缸的流量来达到调速的目的。回路中溢流阀起安全阀作用，泵的工作压力不是恒定的，它随负载发生变化。 ① 速度-负载特性 旁路节流调速回路的速度—负载特性方程为 由式（6-6）绘出的速度—负载特性曲线如下图所示。 （4）采用调速阀的节流调速回路 采用节流阀的节流调速回路，节流阀两端的压力差和液压缸速度都随负载的变化而变化，故速度平稳性差。若用调速阀代替节流阀，则由于调速阀本身能在负载变化的条件下保证节流阀进、出油口间压力差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度—负载特性将得到改善。调速阀节流调速回路的速度—负载特性曲线如下图所示，但功率损失将会增大。 2．容积式调速回路 （1）变量泵和定量执行元件组成的容积调速回路 变量泵与液压缸组成的容积调速回路的开式循环回路结构如下图所示。当不考虑管路、液压缸的泄漏时，液压缸的速度为 液压泵的功率为 由前式）可知，活塞运动速度与泵的排量成正比，改变液压泵的排量Vp，便可调节液压缸的运动速度υ。由后式可知，液压缸的输出功率与泵的排量也成正比。 由于泵的最高工作压力由溢流阀调定，因而在调速过程中液压缸的最大推力为定值。回路调速特性如左图所示。由于变量泵有泄漏，液压缸运动速度会随着负载的加大而减小，液压缸的速度负载特性曲线如右图所示。 下图所示为闭式循环的变量泵—定量马达组成的容积调速回路。在不考虑管路压力损失和泄漏时，马达转速为 定量马达输出的转矩为 当回路以最大转矩输出时，定量马达输出的最大功率为 该回路的工作特性曲线（nm-VP，Tm-VP，Pm-VP）如下图所示。 （2）定量泵—变量马达容积调速回路回路 左图所示为定量泵—变量马达容积调速回路。在不考虑泵和马达效率变化的情况下，由于定量泵的最大输出功率不变，因而在改变Vm时，马达的输出功率Pm也不变，故称这种回路为恒功率调速回路（右图所示）。 （3）变量泵和变量马达调速回路 由双向变量泵和双向变量马达组成的容积调速回路如左图所示。其理想情况下的特性曲线如右图所示。这种回路的调速范围很大，等于泵的调速范围和马达调速范围的乘积。这种回路适用于大功率的液压系统。 3．容积节流调速回路 （1）限压式变量泵—调速阀式