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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,容積調(diào)速回路,容積節(jié)流調(diào)速回路,幾種其它回路,第九章 容積調(diào)速回路和,幾種其它回路,9-1,容積調(diào)速回路,容積調(diào)速回路是通過改變泵的排量或（和）液壓馬達的排量來調(diào)節(jié)液壓馬達（或液壓缸）速度的回路。溶劑調(diào)速回路有變量泵和定量執(zhí)行元件、定量泵和變量液壓馬達以及變量泵和變量液壓馬達三種可能的組合，下面對這三種組合情況調(diào)速回路的性能作進一步分析。,一、變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào) 速回路,二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路,三、變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路,一、變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路,這種調(diào)速回路可由變量

2、泵與液壓缸或變量泵與定量馬達組成，回路原理見下圖。左圖為結(jié)構(gòu)簡圖，右圖為回路原理圖。,變量泵與定量執(zhí)行元件所組成的容積調(diào)速回路的主要工作特性如下：,（,1,）速度特性：速度特性反映的是執(zhí)行元件的速度,v,m,與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù),q,p,（排,量）的關(guān)系。當(dāng)不考慮回路的容積效率時，執(zhí)行元件的速度為：,n,m,=,n,p,q,p,/q,m,或,v,m,=,n,p,q,p,/A,由,上式可知：馬達的 轉(zhuǎn)速與變量泵的排量 成正比，它是一條通 過原點的直線，如圖 虛線所示。,（,2,）轉(zhuǎn)矩和功率特性：即執(zhí)行元件輸出轉(zhuǎn)矩,T,m,和輸出功率,Pm,與變量泵調(diào)節(jié)參數(shù),q,p,之間的關(guān)系。當(dāng)不考慮回路的損失時，

3、液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩,T,m,為：,T,m,=q,m,(P,p,-P,0,)F=A(P,p,-P,0,),由式可知：當(dāng)泵的輸 油壓力和吸油路壓力 不變時，馬達的輸出 扭矩是恒定的，而與 變量泵的調(diào)節(jié)參數(shù)無 關(guān)。故其稱為恒轉(zhuǎn)矩 推力調(diào)速，其特性曲 線如圖。,同樣，由于存在泄漏、機械摩擦等損失，當(dāng),q,p,小于一定值時，,M,m,也會等于零而存在一個死區(qū)。所以實際轉(zhuǎn)矩,T,m,特性曲線如圖中實線所示。次回路中執(zhí)行元件的輸出功率為：,P,m,=(P,p,-P,0,)=(P,p,-P,0,).n,p,q,p,或,P,m,=,n,m,T,m,=,q,p,n,p,T,m,/q,m,上式表明，執(zhí)行元件 輸出的

4、功率隨變量泵 的排量的增減而線性 地增減，其理論與實 際的功率特性曲線如 圖。,下圖為定量泵與變量馬達組成的容積調(diào)速回路。圖,(a),為閉式回路，圖,(b),為開式回路。兩回路中,1,為定量泵，,2,為變量馬達，,3,為安全閥，圖,(a),中,4,為低壓溢流閥，,5,為補油泵。此回路是靠調(diào)節(jié)變量馬達,2,自身的排量來實現(xiàn) 調(diào)速。,二、定量泵變量馬達容積調(diào)速回路,回路主要工作特性：,變量馬達的轉(zhuǎn)速：,n,m,=,Q,p,/q,m,其中,Qp,=C,可見變量馬達的轉(zhuǎn)速,n,m,與其排量,q,m,成,反比。即當(dāng)排量,q,m,最小時，馬達的轉(zhuǎn)速最高，其特性曲線如圖虛線所示。由于存在容積損失和機械損 失

5、等，當(dāng),q,m,小到一定 值時，會帶不動負載 而使馬達,n,m,=0,。,此時 定量泵的輸出流量通 過安全閥泄漏回油箱 或流回低壓油路，所 以也存在一個死區(qū)。,液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩,T,m,和輸出功率,P,m,輸出轉(zhuǎn)矩,T,m,=q,m,(P,p,-P,0,),輸出功率,P,m,=,n,m,T,m,=Q,p,(P,p,-P,0,),上式表明，定量泵和變量馬達調(diào)速回路，液壓馬達的轉(zhuǎn)矩,T,m,與排量,q,m,成,正比；其輸出功率,P,m,與調(diào)節(jié)參數(shù),q,m,無關(guān)，當(dāng)進油路壓力,P,p,和回油路壓力,P,0,不 變時，,P,m,=C,。,故此 種調(diào)速回路為恒功率 調(diào)節(jié)，特性曲線如圖 所示。,三、變量

6、泵和變量馬達容積調(diào)速回路,這種回路是上述兩種調(diào)速回路的組合，下圖是回路原理圖。它是由雙向變量泵,2,和雙向變量馬達,9,等組成的容積調(diào)速回路。調(diào)節(jié)變量泵,2,的排量和變量馬達的排量都可調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速。補油泵,1,向低壓腔補油。安全閥,5,和,6,用以 防止兩個方向 的高壓過載。,回路的工作特性：,馬達輸出轉(zhuǎn)速,n,m,=,Q,p,/q,m,=,q,p,n,p,/q,m,馬達輸出轉(zhuǎn)矩,T,m,=,q,m,(p,p,-p,q,),馬達輸出功率,P,m,=,n,m,T,m,=q,p,n,p,(p,p,-p,0,),由于此回路中既可用變量泵調(diào)速，又可用變量馬達調(diào)速，因此要合理利用上述兩種調(diào)速回路的優(yōu)點

7、，克服其缺點，以達到既可擴大調(diào)速范圍（一般可達,i=100,左右），又使其換向平穩(wěn)，一 般 采用分段調(diào)速的方法。,變量泵變量馬達回路 的調(diào)速方法的特性曲 線如圖所示。,結(jié)束,9-2,容積節(jié)流調(diào)速回路,容積節(jié)流調(diào)速回路是采用特定的變量泵和調(diào)速閥組成，它兼有節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路的優(yōu)點。無溢流損失、效率較高、低速穩(wěn)定性好、調(diào)節(jié)方便，廣泛應(yīng)用于機床液壓系統(tǒng)。,一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路,二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回,路,三、壓力反饋式變量泵和節(jié)流閥容積節(jié) 流調(diào)速回路,四、調(diào)速回路的比較和選擇,一、限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路,這種回路的原理和工作特性曲線如圖所示。左圖為原理圖，在

8、圖示位置時，活塞,4,快速向右運動。,這種調(diào)速回路與容積調(diào)速相比，活塞運動速度,v,由調(diào)速閥調(diào)節(jié)與泵的泄漏無關(guān)，能獲得較低的穩(wěn)定速度；與節(jié)流閥相比，它只有節(jié)流損失而無溢流損失，因而效率較高。當(dāng)不考慮泵、缸和管路損失時，回路的效率為：,p,=(p,1,-p,2,)(A,2,/A,1,)Q,1,/p,p,Q,1,=(p,1,-p,2,)(A,2,/A,1,)/P,p,上式表明：當(dāng)泵的工作壓力,p,p,調(diào)的低一些，回路效率也就高一些。但為了保證調(diào)速閥正常工作，泵的供油壓力,p,p,應(yīng)比缸的負載壓力,p,1,大,5x10,5,P,a,左右。為保證壓力繼電器可靠發(fā)訊，泵的供油壓力還需調(diào)的高些。所以其實際

9、工作特性曲線如上圖,(b),中,ABC,所示。,二、穩(wěn)流式變量泵和節(jié)流閥容積調(diào)速回路,在這種回路中，穩(wěn)流式變量泵可用葉片式泵或柱塞泵，節(jié)流閥可裝在進油路上也可裝在回油路上。圖中為穩(wěn)流式變量泵和裝在進油路上的節(jié)流閥組成的容 積節(jié)流調(diào)速回路。在圖示 位置時，泵,3,輸出的壓力 油經(jīng)換向閥,5,進入缸的左 腔，泵,3,的定子處于左端 位置，使轉(zhuǎn)子與定子的偏 心處處于最大值,e,max,，,液壓缸便快速向右運動。,這種回路的調(diào)速特性曲線如圖所示。由圖中可知，當(dāng)節(jié)流閥上壓差,p,小于或等于某一值,p,3,時，此作用在定子左右兩邊和不平衡液壓作用力，尚不足以克服變量泵右邊平衡缸中彈簧的預(yù)壓力，定子仍處于最

10、左端，泵的偏心仍處于最大值，因 而泵的流量,Q,p,也為最大，如特性曲線的,AB,段。圖中,BC,段表示變量泵的流量,Q,p,隨,p,的變化而變化。,三、壓力反饋式變量泵和節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路,變量柱塞泵的流量大小取決于斜盤,4,的傾角,的大小，而,大小是由變量活塞,3,來控制的，變量活 塞,3,的位置又是 由節(jié)流閥,2,的壓 差,p,2,來控制的。在圖示位置時，控制壓力,p,2,=0,，,變量活塞,3,在其 上端的彈簧力 作用下處于最,下端位置，斜盤,4,的傾角,最大，泵的輸出流量,Q,p,也最大，活塞快速運動。,當(dāng)液壓缸工作進給時，換向閥,6,換向，缸的回油經(jīng)節(jié)流閥,2,流回油箱，變量活

11、塞,3,在節(jié)流閥的壓差,p=p,2,作用下克服彈簧力,F,s,而,上移，使傾角減小，泵的流量也自動相應(yīng)減小。當(dāng)節(jié)流閥的開口調(diào)定后，,p,2,一定，也一定，泵的流量也就一定。所以調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積就可調(diào)節(jié)泵的輸出流量，達到調(diào)速目的。,這種調(diào)速回路中泵的流量與節(jié)流閥的開口量及工作負載的變化量相適應(yīng)，所以低速穩(wěn)定性好，效率較高，但泵的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。,1,、三種調(diào)速回路特性的比較,四、調(diào)速回路的比較和選擇,2,、調(diào)速回路的選擇,調(diào)速回路的選擇主要考慮以下問題：（,1,）負載力、調(diào)速范圍、負載特性和低速穩(wěn)壓性要求。這些因素決定了所需壓力、流量和功率。據(jù)統(tǒng)計，功率在,2,kW,以下的液壓系統(tǒng)宜采用節(jié)流調(diào)速

12、；功率在,3,5 kW,以上時，宜采用容積調(diào)速。要求調(diào)速范圍大而低速穩(wěn)定性好的系統(tǒng)，采用節(jié)流閥調(diào)速或容積節(jié)流閥調(diào)速。此外，負載變化大小，負載特性也是選擇調(diào)速回路的依據(jù)。,（,2,）工作條件的要求。當(dāng)處于高溫環(huán)境工作時，應(yīng)選擇效率高、發(fā)熱較小的容積調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速，必要時可采用冷卻措施。對行走機構(gòu)如工程機械，為減輕重量其油箱不能做的很大，也宜采用效率高、發(fā)熱小的容積調(diào)速回路。,（,3,）經(jīng)濟性要求。節(jié)流調(diào)速回路雖有成本較低的優(yōu)點，但功率消耗大、效率低。有時從整個系統(tǒng)所用元件的數(shù)量和節(jié)省功率的觀點分析還不如采用容積節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)速更經(jīng)濟。,結(jié)束,9-3,幾種其它回路,一、液壓馬達串聯(lián)回路,二、

13、液壓馬達制動回路,三、限速補油回路,四、雙泵供油卸荷,一、液壓馬達串聯(lián)回路,在行走機械中，常直接用液壓馬達來驅(qū)動車輪，這時可利用液壓馬達串聯(lián)時的不同特性，來適應(yīng)行走機械的不同工況。圖中，電磁閥,2,通電吸合，電磁閥,1,處于常態(tài)位時，兩液壓馬達并聯(lián)。這 時行走機械有較大的 牽引力，即液壓馬達 的輸出扭矩較大，但 速度較低。當(dāng)電磁閥,1,、,2,都通電吸合時，兩液壓馬達串聯(lián)。這 時行走機械速度較高，,但牽引力較小,。,1,、液壓制動,二、液壓馬達制動回路,圖中，在液壓馬達的回路上設(shè)置背壓閥使液壓馬達制動。當(dāng)二位三通電磁閥,4,在常態(tài)位時，液壓馬達,1,回油壓力為閥,3,的卸荷壓力。當(dāng)二位三通 電

14、磁閥,4,吸合時，一方面油泵經(jīng)溢 流閥,2,卸荷，另 一方面背壓閥,3,起作用，對液壓 馬達起制動作用，使馬達很快停下。,2,、液壓機械制動,圖中，液壓馬達上有一液壓機械制動器，而其中制動快,2,的伸縮由制動缸,3,控制。當(dāng)馬達正常旋轉(zhuǎn)時，壓力油進入缸,3,，使制動塊,2,抬起。單向節(jié)流閥,4,的作用是控制動塊,2,的抬起時間，使松閘較 慢。當(dāng)電磁閥,1,處 于中位，泵卸荷時，制動塊,2,在彈簧作用 下很快下壓，使液 壓馬達迅速制動。,三、限速補油回路,圖中是液壓馬達補油回路。當(dāng)換向閥上位工作時，壓力油經(jīng)單向閥,1,進入汽車驅(qū)動馬達，壓力油將順序閥,2,打開，因此馬達的回油回油箱，此時汽車前進。當(dāng)汽車下坡行駛，產(chǎn)生高于供油速度的超速現(xiàn)象，馬達此時變成泵，使 進油腔變成 壓 油腔，此時閥,2,關(guān)小，給馬達 一個制動力矩，使馬達減速。,四、雙泵供油卸荷,在組合機床或壓力機械液壓系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用雙聯(lián)葉片泵供油。當(dāng)空程快進時雙泵供油，工作進給或保壓時大泵供油如圖所示，快進時，雙泵供油分別通過單向閥到液動機。工作或保壓時，液壓 升高，卸荷閥打開，大泵卸荷，僅小泵 供油。,結(jié)束,