液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課件 6.3：容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速回路

容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速回路液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握容積調(diào)速回路原理。掌握容積節(jié)流調(diào)速回路原理，會(huì)設(shè)計(jì)容積節(jié)流調(diào)速回路。教學(xué)重難點(diǎn)容積調(diào)速回路工作原理的理解。容積節(jié)流調(diào)速回路的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)過(guò)程通過(guò)泵的變量和馬達(dá)的變量，理解容積調(diào)速的工作原理。通過(guò)調(diào)節(jié)流量閥的閥口開(kāi)度，使泵輸出的流量自動(dòng)匹配閥所需的流量，來(lái)理解容積節(jié)流調(diào)速回路的設(shè)計(jì)。3容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路是用改變泵或馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。4容積調(diào)速回路根據(jù)液壓泵與液壓馬達(dá)(缸)的組合不同，容積調(diào)速回路分為變量泵—缸式調(diào)速回路、變量泵—定量馬達(dá)調(diào)速回路、定量泵—變量馬達(dá)調(diào)速回路、變量泵—變量馬達(dá)調(diào)速回路四種形式。變量泵與執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的容積調(diào)速回路特點(diǎn)：回路正常工作時(shí)溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，作安全閥用。這種回路速度的調(diào)節(jié)主要是依靠改變變量泵的排量。5容積調(diào)速回路1.變量泵—缸式容積調(diào)速如圖，正常工作時(shí)，溢流閥2不溢流，起限壓保護(hù)作用，無(wú)溢流損失和節(jié)流損失，發(fā)熱少，系統(tǒng)效率較高，溢流閥6為背壓閥，提高系統(tǒng)在隨負(fù)值負(fù)載時(shí)的穩(wěn)定性。該回路適用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、和大型機(jī)床等大功率液壓系統(tǒng)。如推土機(jī)、插床、拉床等。6容積調(diào)速回路2.變量泵—定量馬達(dá)容積調(diào)速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。變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路

防止回路過(guò)載補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏調(diào)定油泵1的供油壓力主泵7容積調(diào)速回路

變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路

變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路工作特性曲線防止回路過(guò)載

調(diào)定油泵1的供油壓力該回路的調(diào)速方式又稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，通過(guò)調(diào)變量泵的流量可以調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。

8容積調(diào)速回路3.定量泵與變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路在這種回路中，液壓泵為定量泵，若系統(tǒng)壓力恒定，則泵的輸出功率為恒定。若不計(jì)損失，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速與其排量成反比，其輸出功率不變，因此該回路也稱為恒功率調(diào)速。該回路中變量馬達(dá)的調(diào)速可以通過(guò)改變自身的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是如果馬達(dá)排量V馬過(guò)小，輸出轉(zhuǎn)矩T會(huì)很小，將帶不動(dòng)負(fù)載，造成馬達(dá)“自鎖”，所以該調(diào)速回路的調(diào)速范圍較小。一般很少單獨(dú)使用。9容積調(diào)速回路4.變量泵與變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路這種調(diào)速回路是上述兩種調(diào)速回路的組合。由于泵和馬達(dá)的排量均可改變，故增大了調(diào)速范圍，并擴(kuò)大了液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩和功率的選擇余地?；芈分懈髟?duì)稱布置，變換泵的供油方向，即實(shí)現(xiàn)馬達(dá)正反向旋轉(zhuǎn)。10容積調(diào)速回路變量泵—變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路11容積調(diào)速回路這時(shí)可分兩步進(jìn)行調(diào)速：第一步固定馬達(dá)排量為最大，從小到大調(diào)節(jié)泵的排量，升高馬達(dá)轉(zhuǎn)速。第二步固定泵排量為最大，從大到小調(diào)節(jié)馬達(dá)排量，進(jìn)一步提高馬達(dá)轉(zhuǎn)速。回路的調(diào)速范圍較大，是變量泵和變量馬達(dá)調(diào)速范圍的乘積，其傳動(dòng)比一般可以達(dá)到100。12容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路特點(diǎn)∵節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功率場(chǎng)合。∴而容積調(diào)速回路，因無(wú)節(jié)流損失或溢流損失，故效率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場(chǎng)合。多用于機(jī)床主運(yùn)動(dòng)、紡織機(jī)械、礦山機(jī)械。13容積節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路雖然效率高，發(fā)熱小，但仍存在速度負(fù)載特性較軟的問(wèn)題（主要由于泄漏所引起）。

在低速、穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合（如機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中），常采用容積節(jié)流調(diào)速回路。14容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路是容積調(diào)速回路與節(jié)流調(diào)速回路的組合，一般是采用壓力補(bǔ)償變量泵供油，而在執(zhí)行元件的進(jìn)油或回油路上安裝有流量調(diào)節(jié)元件來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，并使變量泵的輸出流量自動(dòng)與執(zhí)行元件所需流量相匹配。由于這種調(diào)速回路沒(méi)有溢流損失，其效率較高，速度穩(wěn)定性也比容積調(diào)速回路好，適用于速度變化范圍大，中小功率的場(chǎng)合。15容積節(jié)流調(diào)速回路1.qP自動(dòng)與流量閥調(diào)節(jié)相吻合，無(wú)△P溢，η高。特點(diǎn)：2.進(jìn)入執(zhí)行元件的q與F變化無(wú)關(guān)，且自動(dòng)補(bǔ)償泄漏，速度穩(wěn)定性好。3.因回路有節(jié)流損失，所以容積節(jié)流調(diào)速回路的效率小于容積調(diào)速回路的效率，即η<η容。4.便于實(shí)現(xiàn)快進(jìn)—工進(jìn)—快退工作循環(huán)。16容積節(jié)流調(diào)速回路當(dāng)調(diào)速閥開(kāi)度一定時(shí)，泵輸出的流量也確定了，它與負(fù)載壓力的變化無(wú)關(guān)，當(dāng)調(diào)速閥開(kāi)口變化，泵的輸出流量也變化，但是不管流量怎么改變，泵口的壓力始終是恒定不變的，因此這種調(diào)速回路稱為恒壓式容積節(jié)流調(diào)速回路。1.恒壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路17容積節(jié)流調(diào)速回路聯(lián)合調(diào)速，v由調(diào)速閥調(diào)定，qP與q1自動(dòng)適應(yīng)。當(dāng)調(diào)速閥開(kāi)口變大，即所需q1變大，此時(shí)恒壓泵的排量自動(dòng)增大，即輸出qP變大，以適應(yīng)q1的變化。當(dāng)調(diào)速閥開(kāi)口變小，即所需q1變小，此時(shí)恒壓泵的排量自動(dòng)減小即輸出qP變小以適應(yīng)q1的變化。

在調(diào)節(jié)過(guò)程中，泵口壓力pp始終恒定不變。注意：為了保證調(diào)速閥中定差減壓閥起到壓力補(bǔ)償作用，調(diào)速閥兩端壓差必須大于一定數(shù)值，中、低壓調(diào)速閥為0.5MPa，高壓調(diào)速閥為1MPa。18容積節(jié)流調(diào)速回路在這種回路中，由差壓式變量泵供油，用節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，并使變量泵輸出的油液流量自動(dòng)與通過(guò)節(jié)流閥的流量相匹配，變量泵的定子是在左右兩個(gè)液壓缸的液壓力與彈簧力平衡下工作的。液壓泵出口的工作壓力能自動(dòng)跟隨負(fù)載壓力的增減而增減，又稱為變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路。(2)差壓式變量泵和節(jié)流閥的容積節(jié)流調(diào)速回路19容積節(jié)流調(diào)速回路其平衡方程為：工作原理20容積節(jié)流調(diào)速回路21容積節(jié)流調(diào)速回路在這種回路中，節(jié)流閥兩端的壓差ΔPT基本上由作用在變量泵控制活塞上的彈簧力Fs和控制活塞面積A來(lái)確定是一個(gè)常數(shù)，完全能夠人為設(shè)計(jì)確定，與負(fù)載無(wú)關(guān)，這樣可以確保節(jié)流閥前后的壓力差是一個(gè)不變的值。因此輸入液壓缸流量不受負(fù)載變化的影響，只和節(jié)流閥的開(kāi)度大小有關(guān)。22容積節(jié)流調(diào)速回路回路能補(bǔ)償負(fù)載變化引起泵的泄漏變化，回路具有良好的穩(wěn)速特性。由于液壓泵輸出的流量始終與負(fù)載流量相適應(yīng)，泵的工作壓力Pp始終比負(fù)載壓力p1大一恒定值ΔpT＝Fs／A?；芈凡坏珱](méi)有溢流損失，而且節(jié)流損失較恒壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路小，因此回路效率高，發(fā)熱小。23容積節(jié)流調(diào)速回路