流量阀和节流调速回路.pptx

概括起来，调速方法可分以下几种：概括起来，调速方法可分以下几种：1 1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调节输入执行元件的流量节输入执行元件的流量Q Q来实现调速；来实现调速；2 2、容积调速。即改变变量泵的供油量、容积调速。即改变变量泵的供油量Q Q和改变变量和改变变量液压马达的排量液压马达的排量q qm m来实现调速；来实现调速；3 3、容积节流调速。用自动改变流量的变量泵及节、容积节流调速。用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。流元件联合进行调速。本章介绍以节流元件为基础的各种流量控制阀的结本章介绍以节流元件为基础的各种流量控制阀的结构、原理以及节流调速回路的性能。构、原理以及节流调速回路的性能。返回结束第1页/共63页 8-2 8-2 节流阀节流阀流量控制阀包括节流阀、调速阀和溢流节流阀等，其中以节流阀最为简单。一、节流阀的作用一、节流阀的作用二、节流阀的特性二、节流阀的特性三、节流口的形式和节流阀的典型结构三、节流口的形式和节流阀的典型结构第2页/共63页节流阀节流阀是借助改变阀口通流面积或通道长度来是借助改变阀口通流面积或通道长度来改变阻力的可变液阻。改变阻力的可变液阻。在液压回路中，液阻对通过的流量起限制作用，在液压回路中，液阻对通过的流量起限制作用，因此节流阀可以调速。如图所示因此节流阀可以调速。如图所示,将节流阀串联在将节流阀串联在液压泵与执行元件之间液压泵与执行元件之间,同同时在节流阀与液压泵之间时在节流阀与液压泵之间 并联一个溢流阀并联一个溢流阀.调节节流调节节流 阀阀,可使进入液压缸的流量可使进入液压缸的流量 改变改变.由于系统中采用定量由于系统中采用定量 泵供油，多余的油从溢流阀泵供油，多余的油从溢流阀 溢出。这样节流阀就能达到溢出。这样节流阀就能达到 调节液压缸速度的目的。调节液压缸速度的目的。一、节流阀的作用一、节流阀的作用第3页/共63页1 1、节流阀的节流口有三种形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。他们的流量特性各不相同。薄壁小孔的特性方程为：Q=CQ=Cq qa(2a(2 P P/)1/21/2=K=K.a(a(P)P)1/21/2 式中 K=CK=Cq q(2/(2/)1/21/2.细长小孔的流量特性方程为：Q=Q=d d4 4 P/128P/128 l=Kl=K.a a P P 式中 K=dK=d2 2/32/32 l;a=l;a=d d2 2/4./4.厚壁小孔的流量特性方程为:Q=KQ=K.a a p pm m 式中 k-k-系数；a-a-小孔截面积;p-p-小孔两端压差；m-m-指数。二、节流阀的特性二、节流阀的特性第4页/共63页2 2、流量稳定性、流量稳定性（1 1）压差对流量的影响）压差对流量的影响 当节流阀两端压差当节流阀两端压差 p p改变时，通过它的流量也改变时，通过它的流量也要发生变化。三种结构形式的节流口中，通过薄壁要发生变化。三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小，见下图。小孔的流量受到压差改变的影响最小，见下图。第5页/共63页（3 3）最小稳定流量）最小稳定流量 为了得到小流量，节流阀需要在小开口条件下为了得到小流量，节流阀需要在小开口条件下工作。实验表明：虽然节流阀的前后压差、开口和工作。实验表明：虽然节流阀的前后压差、开口和油液的粘度均保持不变，但在小开口时，通过节流油液的粘度均保持不变，但在小开口时，通过节流阀的流量会出现时大时小的周期性脉动现象。开口阀的流量会出现时大时小的周期性脉动现象。开口越小，脉动现象越严重，最后甚至断流。这种现象越小，脉动现象越严重，最后甚至断流。这种现象称为称为节流阀的堵塞节流阀的堵塞。（2 2）温度对流量的影响）温度对流量的影响 温度对薄壁小孔的流量没有影响。至于细长小温度对薄壁小孔的流量没有影响。至于细长小孔，通过它的流量受粘度的影响，而油液粘度对温孔，通过它的流量受粘度的影响，而油液粘度对温度很敏感。因此，通过细长小孔的流量对温度变化度很敏感。因此，通过细长小孔的流量对温度变化很敏感。很敏感。第6页/共63页三、节流口的形式和节流阀的典型结构三、节流口的形式和节流阀的典型结构a a、针阀式、针阀式 图中为针阀式节流元件。当针阀阀芯作轴向移图中为针阀式节流元件。当针阀阀芯作轴向移动时，即可改变环形节流口的通流面积。其优点是动时，即可改变环形节流口的通流面积。其优点是结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径小，易堵塞，温度小，易堵塞，温度 变化对流量稳定性变化对流量稳定性 影响较大影响较大.一般用于一般用于 对性能要求不高的对性能要求不高的 场合。场合。1 1、节流口的结构形式、节流口的结构形式第7页/共63页 图中为偏心槽式结构。阀芯上开有截面为三角图中为偏心槽式结构。阀芯上开有截面为三角形的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。形的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。其节流口的水力直径较针阀式节流口大，因此其防其节流口的水力直径较针阀式节流口大，因此其防堵性能优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流堵性能优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流口基本相同。这口基本相同。这 种结构形式阀芯种结构形式阀芯 上的径向力不平上的径向力不平 衡，旋转时比较衡，旋转时比较 费劲，一般用于费劲，一般用于 压力较低，对流压力较低，对流 量稳定性要求不量稳定性要求不 高的场合。高的场合。b b、偏心槽式、偏心槽式第8页/共63页 图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单，时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量，调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分布，径向力平衡，故调节时所需的力也较小。但节布，径向力平衡，故调节时所需的力也较小。但节流通道有一定流通道有一定 长度，油温变化对长度，油温变化对 流量有一定影响。流量有一定影响。这是一种目前应用这是一种目前应用 很广的节流口形式。很广的节流口形式。c c、轴向三角槽式、轴向三角槽式第9页/共63页 图中为周向隙缝式节流口。在阀芯圆周方向上图中为周向隙缝式节流口。在阀芯圆周方向上开有一狭缝，旋转阀芯就可改变通流面积的大小。开有一狭缝，旋转阀芯就可改变通流面积的大小。所开狭缝在圆周上的宽度是变化的，尾部宽度逐渐所开狭缝在圆周上的宽度是变化的，尾部宽度逐渐缩小缩小,在小流量时其通流截面是三角形，水力直径在小流量时其通流截面是三角形，水力直径较大，因此有较小的稳定流量。节流口是薄壁结构，较大，因此有较小的稳定流量。节流口是薄壁结构，油温变化对流量影响小。但阀芯所受径向力不平衡。油温变化对流量影响小。但阀芯所受径向力不平衡。这种节流这种节流阀应用于低压小阀应用于低压小流量系统时，能流量系统时，能得到较为满意的得到较为满意的性能。性能。d d、周向隙缝式、周向隙缝式第10页/共63页 图中为轴向隙缝式节流口。在阀芯衬套上先铣图中为轴向隙缝式节流口。在阀芯衬套上先铣出一个槽，使该处厚度减薄，然后在其上沿轴向开出一个槽，使该处厚度减薄，然后在其上沿轴向开有节流口。当阀芯轴向移动时，就改变了通流面积有节流口。当阀芯轴向移动时，就改变了通流面积的大小。开口很小时通流面积为正方形，水力直径的大小。开口很小时通流面积为正方形，水力直径大，不易堵塞，油大，不易堵塞，油 温变化对流量影响温变化对流量影响 小。这种结构的性小。这种结构的性 能与周向隙缝式节能与周向隙缝式节 流口的相似。流口的相似。e e、轴向隙缝式、轴向隙缝式第11页/共63页（1 1）节流阀）节流阀 图中是节流阀的结构和图形符号图中是节流阀的结构和图形符号.结构中的节结构中的节流口是轴向三角槽式流口是轴向三角槽式,油液从进油口油液从进油口P P1进入进入,经阀芯经阀芯上的三角槽节流上的三角槽节流 口后口后,由出油口由出油口P P2 流出。转动把手流出。转动把手可可 使使阀芯作轴向移动阀芯作轴向移动,以以改变节流口的通改变节流口的通 流面积。流面积。2 2、节流阀的典型结构、节流阀的典型结构 第12页/共63页（2 2）单向节流阀）单向节流阀 图中为其结构和图形符号。当压力油从油口P1进入，经阀芯上三角槽节 流口，然后从油口P2 流出，这时 起溢流阀作用。旋转 螺帽 即可改变阀的轴向位 置，从而使通流面积相应 的变化。当压力油从油口 P2进 入时，在压力油的作 用下阀芯克服软弹簧的作 用力而下移，油液不再经 过节流口而直接从油口P1 流出，这时起单向阀 作用。第13页/共63页（3 3）单向行程节流阀）单向行程节流阀 如图所示，图中分别为原理图，结构图和图形符号。单向行程节流阀由单向阀和用机械操纵的节流阀组合而成。这种阀常用于需要实现快进慢进快退的工作循环，也用来使执行元件在行程末端减速，起缓 冲作用。第14页/共63页下图为双单向节流阀结构图下图为双单向节流阀结构图返回结束第15页/共63页 根据节流阀在油路中的位置的不同，调速回路有以下三种基本形式：进油路节流调速。节流阀串联在进入液压缸的油路上。回油路节流调速。节流阀串联在液压缸的回油路上。旁油路节流调速。节流阀装在与执行元件并联的支路上。8-3 8-3 采用节流阀的节流调速回路采用节流阀的节流调速回路一、进油路节流调速回路一、进油路节流调速回路二、回油路节流调速二、回油路节流调速三、进、回油路节流调速回路比较三、进、回油路节流调速回路比较四、旁油路节流调速回路四、旁油路节流调速回路 第16页/共63页一、进油路节流调速回路一、进油路节流调速回路1 1、速度负载特性、速度负载特性 从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压缸的流量Q1和液压缸进油腔的有效面积A1，既：V=Q1/A1 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流阀的 流量，而通过节流阀的流量 可由节流阀的流量特性方程 决定。即Q1=Ka(P P1)1/21/2=Ka(P=Ka(Ps-P-P1)式中式中 P Ps-液压泵出口压力。液压泵出口压力。第17页/共63页 当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的力平衡方程为：p1A1=p2+FL式中 FL负载力；p2液压缸回油腔压力。所以P1=FL/A1=PL,PL为克服负载所需的压力，称为负载压力。再将P1代入前式得：Q=K.a(Ps-FL/A1)1/2=(Ka/A11/2).(PsA1+PL)V=Q1/A1=（K.a/A13/2).(Ps.A-FL)1/2 上式即为进油路节流调速回路的速度负载特性方程，他它反映了速度v和负载FL的关系。若活塞运动速度为v为纵坐标，负载为横坐标，将上式按不同节流阀通流面积a作图，可得一组抛物线，称为进油路节流调速回路的速度负载特性曲线。第18页/共63页 下图即为该回路的速度负载特性，从图中可看出，当其它条件不变时，活塞运动速度v与节流阀通流面积a成正比，故调节节流阀通流面积就能调节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小稳定流量很小，故能得到较 低的稳定速度。这种调速 回路和调速范围大，一般 可超过100。从前式和图中 还能看出，当节流阀通流 面积a一定时,随着负载FL 的增加，节流阀两端压差 减小，活塞运动速度按抛 物线规律下降。第19页/共63页当FL=psA时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就停止，液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。这种调速回路的速度负载特性较软。通常用速度刚度T表示负载变化对速度的影响程度。T=-dFL/dv=ctg 再由前式可得出：-dFL/dv=(2A13/2/K.a)(Ps-A1-FL)=2(Ps-A1-FL)/v由上式可以看出：（1 1）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度刚度T T越大。（2 2）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度T T越大。（3 3）适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高速度刚度。第20页/共63页2 2、最大承载能力、最大承载能力 在Ps已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，其最大承载能力是不变的，即FLmax=Ps.A1。故称这种调速方式为恒推力调速。3 3、功率特性、功率特性液压泵输出的功率为：Np=ps.Qp=常数液压缸输出有效功率为:N1=FL.v=FLQL/A1=pL.QL式中 QL称为负载流量，即进入液压缸的流量，这里QL=Q1。回路的功率损失为：N=Np-N1=psQp-pLQL=(QL+Q)ps-QL(ps-p1)=ps.Q+p1QL 式中 Q溢流的溢流量；Ps节流阀的压力损失。第21页/共63页由上式可知，这种调速回路的功率损失由溢流损失(N N1 1=P=Ps s Q Q)和节流损失(N N2 2=P P1 1.Q QL L)两部分组成。而回路功率为：=N=N1 1/N/N2 2=P=PL L.Q QL L/P/Ps s.Q Qp p 由于两种损失的存在，故调速回路效率较低，特别是当负载小，速度低时效率更低。第22页/共63页二、回油路节流调速二、回油路节流调速 在这种调速回路中，把节流阀串联在液压缸的回油路上，如图所示，借助节流阀控制液压缸的排油量Q2来实现速度调节。由于进入液压缸的流量Q1 受到回油路上排出流量Q2 的限制，因此用节流阀来 调节液压缸排油量Q2，也 就调节了进油量Q1。定量 泵多余的油液经溢流阀流 回油箱。第23页/共63页1 1、速度负载特性、速度负载特性液压缸的运动速度为：v=Q2/A2=Q1/A1液压缸排出的流量等于通过节流阀的流量，即：Q2=Ka(P2)1/2=Ka(P2)1/2式中 P2节流阀两端压差。在这里,P1=P2,所以P2=PsA1/A2-FL/A2,故得：Q2=K.a(PsA1/A2-FL/A2)1/2=(K.a/A1/2)(Ps.A1-FL)1/2 V=Ka/A23/2(PsA1-FL)1/2同理可求得回油路节流调速回路的速度刚度为：T=-dFL/dv=(2A23/2/K.a)(PsA1-FL)1/2=2(PsA1-FL)/v 对以上各式比较可知，进油路节流调速回路和回油路节流调速回路的速度负载特性和刚度基本相同。第24页/共63页3 3、功率特性、功率特性2 2、最大承载压力、最大承载压力 最大承载能力和进油路调速回路完全相同。液压泵输出同样保持不变，即Np=PsQp=常数。液压缸输出有效功率为:N1=FL.v=(psA1-P2A2)v=PsQ1-P2Q2功率损失为：N=Np-N1=ps.Qp-psQ1+p2Q2=ps Q+p2Q2 =ps Q+（p1A1/A2）.Q1.A2/A1=ps.Q+p1.QL因此，在相同条件下，进、回油路节流调速回路的功率损失相同，回油效率=P=PL L.Q QL L/P/Ps s.Q Qp p 当然也相同。第25页/共63页 进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下:1 1、承受负值负载能力、承受负值负载能力 所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件运动方向相同。进油路节流调运动方向相同。进油路节流调 速回路不能承受负值负载。如速回路不能承受负值负载。如 果要使其承受负值负载，就得果要使其承受负值负载，就得 在回油路上加背压阀（见图），在回油路上加背压阀（见图），使执行元件在承受负值负载时使执行元件在承受负值负载时 其进油腔内的压力不致下降到其进油腔内的压力不致下降到 零，以免液体零，以免液体“拉断拉断”。三、进、回油路节流调速回路比较三、进、回油路节流调速回路比较第26页/共63页2 2、运动平稳性、运动平稳性 在回油路节流调速回路中，液压缸回油腔的背在回油路节流调速回路中，液压缸回油腔的背压压p p2 2与运动速度的平方成正比，是一种阻尼力。阻与运动速度的平方成正比，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，且对运动部件的振动有抑制尼力不但有限速作用，且对运动部件的振动有抑制作用，有利于提高执行元件的运动平稳性。因此，作用，有利于提高执行元件的运动平稳性。因此，就低速平稳性而言，回油路调速优于进油路调速，就低速平稳性而言，回油路调速优于进油路调速，回油路节流调速的最低稳定速度较进油路调速低。回油路节流调速的最低稳定速度较进油路调速低。3 3、回油腔压力、回油腔压力 回油路节流调速回路中回油腔压力回油路节流调速回路中回油腔压力P P2 2较高，特较高，特别是在负载时，回油腔压力有可能比进油腔压力别是在负载时，回油腔压力有可能比进油腔压力P P1 1还要高。这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件还要高。这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄漏增加，效率降低。寿命，并使泄漏增加，效率降低。第27页/共63页5 5、起动时前冲、起动时前冲4 4、油液发热对泄漏的影响、油液发热对泄漏的影响 回油路节流调速回路中，油液流经节流阀时产回油路节流调速回路中，油液流经节流阀时产生能量损失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热生能量损失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进油路节流调冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进油路节流调速回路中，经节流阀后发热的油液直接进入液压缸，速回路中，经节流阀后发热的油液直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从而影响速度的稳定性。对液压缸泄漏影响较大，从而影响速度的稳定性。回油路节流调速回路中，若停车时间较长，液回油路节流调速回路中，若停车时间较长，液压缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启压缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启动时，液压泵全部流量进入液压缸，使活塞以较快动时，液压泵全部流量进入液压缸，使活塞以较快的速度前冲一段距离，直到消除回油腔中的空隙并的速度前冲一段距离，直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏机形成背压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏机件。件。第28页/共63页四、旁油路节流调速回路四、旁油路节流调速回路 这种节流调速回路将节流阀装在与液压缸并联的支路上，如图所示。只要调节通过旁路节流阀流量 Q，就能调节进入液压缸的流量Q1，也就调节了活塞运动速度。通过节 流回油箱的的流量多，则 进入液压缸的流量就少，活塞运动速度就慢；反之，活塞运动速度就快。这里 的溢流阀作安全阀用，其 调定压力应大于克服最大 负载所需的压力。正常工 作时溢流阀处于关闭状态。第29页/共63页1 1、速度负载特性、速度负载特性 活塞的运动速度为：v=Q1/A1=(Qp-Q)/A1通过节流阀的流量为：Q=K.a(p)1/2=K.a(p1)1/2=K.a(pL)1/2=K.a(FL/A1)可得旁油路节流调速的速度负载特性方程为：v=Qp-K.a(FL/A1)1/2/A1速度刚度为：T =-dFL/dv=(2A13/2/Ka)(FL)1/2=2A12FL/(Qp-A1v)旁油路节流调速的速度 负载特性如图所示。第30页/共63页由上图几以上几式可看出：由上图几以上几式可看出：（1 1）当节流阀通流面积一定而负载增加时，速度）当节流阀通流面积一定而负载增加时，速度显著下降。显著下降。（2 2）当节流阀通流面积一定时，负载越大，速度）当节流阀通流面积一定时，负载越大，速度刚度越大。刚度越大。（3 3）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度越大。刚度越大。（4 4）增大活塞面积可以提高速度刚度。）增大活塞面积可以提高速度刚度。从以上分析可知，旁油路节流调速回路在速度从以上分析可知，旁油路节流调速回路在速度较高、负载较大时，速度刚度较高，这与前两种调较高、负载较大时，速度刚度较高，这与前两种调速回路恰好相反。速回路恰好相反。第31页/共63页3 3、功率特性、功率特性2 2、最大承载能力、最大承载能力 旁油路节流调速回路能够承受的最大负载随着节流阀面积a的增大而减小。当FLmax=(Qp/Ka)2A1时,液压缸的速度为零，这时泵的全部流量Qp都经节流阀回油箱。继续增大节流阀通流面积已不起调节作用，只是使系统压力降低，其最大承载能力也随之下降。因此这种调速回路在低速时承载能力低，调速范围也小。液压泵输出功率Np=psQp。由于油泵压力随负载FL而变化，故可改写为：Np=pLQp=pL.Q1式中 pL负载压力，pL=FL/A1.液压缸输出功率为：N1=FLv=pLA1v=pL Q第32页/共63页故功率损失为：N=Np-N1=pLQp-pLQL=pL Q回油效率 =N1/Np=pLQL/pLQp=QL/Qp 由上两式可看出，旁油路调速回路只有流量损失而无压力损失，故比前两种调速回路功率损失小，效率高。通过以上分析，可得出以下结论：旁油路节流调速回路速度负载特性较差，一般用于功率较大且对速度稳定要求不高的场合。结束第33页/共63页 8-4 8-4 节流调速的速度稳定节流调速的速度稳定 由前分析可知，采用上述节流阀的三种调速回路都存在着相同的问题：由于负载的变化引起节流阀前、后压差的变化，着这导致执行元件的速度也响应的发生变化。为使速度稳定，就要使节流阀前后压差在负载变化情况下保持不变，从而使通过节流阀的流量由节流阀的开口大小来决定。把具有这一作用的阀和节流阀组合在一起，就构成能保持速度不随负载而变化的流量调节阀。常用的有两类。一、调速阀一、调速阀二、溢流节流阀二、溢流节流阀三、调速阀与溢流节流阀的比较三、调速阀与溢流节流阀的比较第34页/共63页1 1、工作原理 调速阀由定差减压阀串联而成。定差减压阀能自动保持节流阀前后压差不变从而使执行元件运动速度不受负载变化的影响。其工作原理如图。一、调速阀一、调速阀第35页/共63页 当减压阀芯在弹簧力Fs、液压力p2和p3的作用下处于某一平衡位置时有：p2A1+p2A2=p3A+Fs式中A、A1和A2分别为a 腔、b腔和c腔内压力油作用于阀芯的有效面积，且A=A1+A2。故 p2-p3=p=Fs/A 因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移较小，可认为Fs基本保持不变，故节流阀两端的压差为定值。这就保证了通过节流阀的流量稳定。第36页/共63页2 2、调调速速阀阀结结构构第37页/共63页 图中所示为一种图中所示为一种Q型调速阀的结构符号。型调速阀的结构符号。第38页/共63页 图中表示节流阀和调速阀流量Q与阀进、出口压差 p的关系。从图中可看出，节流阀的流量随压差的变化比较大。而当压差大于一定数值后，通过调速阀的流量就不 随调速阀前后压差的改 变而变化。在调速阀压 差较小的区域内，这一 段流量特性就和节流阀 相同。所以要使调速阀 正常工作，就必须保证 有一最小压差。此压差 一般调速阀中为0.5MPa,高压调速阀为1MPa。第39页/共63页 调速阀装在进油路上，回油路上或旁油路上都可达到改善速度负载特性使速度稳定性提高的目的。图中为采用调速阀的进油路和回油路节流调速回路及其速度负载特性。由图可见其速度刚度大。回路中溢流阀调定压力P Ps s值不宜过高，以免造成不必要的功率损失。由于调速阀最小压差比节流阀的压差要大一些，所以其功率损 失比节流阀调 速回路大。第40页/共63页 图中为采用调速阀的旁油路节流回路。与节流阀装在旁油路的调速回路相比，其速度刚度大大提高。但是泵的泄漏对速度仍有影响，故速度刚度不如前两种回路。由于通过调速阀流量 Q不受负载影响，它能承受最 大负载只受安全阀 调定压力限制。因 此，与节流阀的旁 油路节流调速回路 相比，其低速时的 承载能力也有很大 提高。第41页/共63页二、溢流节流阀二、溢流节流阀 这种阀由压差式溢流阀和节流阀并联而成。它也能保持节流阀前后压差基本不变。从而使通过节流阀的流量基本不受负载变化的影响。下图是它的工作原理图。液压泵输出的油液的压力为P1，进入阀后，一部 分油液经节流 阀而进入执行 元件，另一部 分油液经溢流 阀的溢流口h 回油箱。第42页/共63页 当溢流阀阀芯处于某一位置时，阀芯在其上下的油压力和弹簧力Fs作用下处于平衡状态，这时有：p1A1=p2A+Fs 即 p=p1-p2=Fs/A式中 A阀芯端面面积。第43页/共63页 调速阀与溢流阀都有压力补偿作用，使通过流调速阀与溢流阀都有压力补偿作用，使通过流量不受负载变化影响。但其性能和使用范围不完全量不受负载变化影响。但其性能和使用范围不完全相同。主要差别如下相同。主要差别如下:1 1、在采用溢流节流阀的调速回路中，液压泵的供、在采用溢流节流阀的调速回路中，液压泵的供油压力时随负载而变化的。负载小，供油压力就低，油压力时随负载而变化的。负载小，供油压力就低，因此功率损失较小，其效率比采用调速阀的调速回因此功率损失较小，其效率比采用调速阀的调速回路高。路高。三、调速阀与溢流节流阀的比较三、调速阀与溢流节流阀的比较2 2、在溢流节流阀调速回路中，全部负载压力由溢、在溢流节流阀调速回路中，全部负载压力由溢流阀的开口所形成，即溢流阀的阀口压降较调速阀流阀的开口所形成，即溢流阀的阀口压降较调速阀中减压阀的阀口压降大。溢流节流阀的流量稳定性中减压阀的阀口压降大。溢流节流阀的流量稳定性较调速阀差，在小流量时尤为明显。较调速阀差，在小流量时尤为明显。第44页/共63页3 3、溢流节流阀只用于进油路节流调速回路中，、溢流节流阀只用于进油路节流调速回路中，而调速阀在进油路、回油路、旁油路中都能而调速阀在进油路、回油路、旁油路中都能应用。应用。结束第45页/共63页 8-5 8-5 其它流量阀其它流量阀一、同步阀一、同步阀 二、稳流分流阀二、稳流分流阀第46页/共63页 同步阀根据用途不同，可分为同步阀根据用途不同，可分为集流阀集流阀、分集流分集流阀阀和和分流阀分流阀。分流阀分流阀能将压力油按一定流量比率分能将压力油按一定流量比率分配给两个液压缸和液压马达，而不管它们的载荷怎配给两个液压缸和液压马达，而不管它们的载荷怎样变化。样变化。集流阀集流阀则将压力不同的两个分支管路的流则将压力不同的两个分支管路的流量按一定的比率汇集起来。量按一定的比率汇集起来。分流集流阀分流集流阀兼有分流阀兼有分流阀和集流阀机能。同步阀根据流量比率不同，又可分和集流阀机能。同步阀根据流量比率不同，又可分为为等量式等量式和和比例式比例式两种。等量式同步阀目前应用较两种。等量式同步阀目前应用较多，它用以将液压泵的流量一分为二，或者使两个多，它用以将液压泵的流量一分为二，或者使两个液压缸或马达排出的流量相等，从而实现两个液压液压缸或马达排出的流量相等，从而实现两个液压缸或马达运动速度的同步。缸或马达运动速度的同步。一、同步阀一、同步阀 第47页/共63页 如图所示的液压系统，两个一样大小的液压缸，由一个泵供油，共同顶升重物。由于重物的位置不在中间，使两个缸受力不相等。在这种情况下，要求两液压缸同速运行，就需要应用同步阀。图中中间机构是分流集流阀。第48页/共63页 图中为挂钩式分流集流阀分流工况。压力为P Pp p的油液从油口P P腔进入中间油腔后，分两路分别经过固定节流孔F FA A和F FB B到达左右油腔a a和b b，后经可变节流孔C CA A和C CB B分别从油口A A和B B流出。由于中间油腔的压力大于a a和b b腔的压力，因此在油压力和弹簧力作用下，两个阀芯左右分离呈图示状态。当两边出口负载压力P P1 1 和P P2 2相等时，两边油路完全 对称，阻力相 同，所以两边 流量相等。第49页/共63页 图中为挂钩式分流集流阀集流工况。油的流向与上述相反，油口A A和B B进油，油口O O腔出油，在左右两腔压力油的作用下，弹簧被压缩，左右阀芯互相靠拢呈图示状态。当进油口油压P P1 1和P P2 2相等时,阀芯处于中间位置，两边油路对称，通过两个进油口1 1和2 2的流量相等。如果两边负载不等，两个阀芯一起向右移动，使可 变节流口逐渐 关小，则阀芯 又向左移动，如此反复直到 P Pa a=P=Pb b时，阀 芯停止移动。第50页/共63页二、稳流分流阀二、稳流分流阀 稳流分流阀也属流量控制阀的一种，主要用来稳流分流阀也属流量控制阀的一种，主要用来限制流量并使之保持稳定。工程机械上较多用的是限制流量并使之保持稳定。工程机械上较多用的是单泵单路稳流阀单泵单路稳流阀和和双泵单路稳流分流阀双泵单路稳流分流阀二种。二种。（1 1）单泵单路稳流分流阀）单泵单路稳流分流阀 单泵单路稳流分流阀，也是流量阀的一种。它能保证单路输出输出流量的稳定，而不管泵输出的流量如何变化。例如有的叉车用同一泵给工作 油缸和转向油缸供油（如图），使用了单支稳流阀后，能使去转 向液压缸的流量稳定，保证转向 的稳定性。第51页/共63页 单支稳流阀如图所示，它实质上是由一个定差减压阀1和固定节流孔组成。高压油从p口进入阀后分成两路，一路从A口进入工作系统，另一路经节流从B口进入稳流系统。其单路稳流原理如下：P腔通过阻尼孔和a腔相通，阀芯在平衡状态时，两腔压力 相等，即Ps=P。第52页/共63页通过节流孔d0的流量QB由前式确定：QB=CQ.a0.（2/）(p-pb)1/2式中 a0节流孔d0的面积；pP口压力，即泵的压力；pbb腔压力；p液压油密度。若忽略液动力和摩擦力的影响，阀芯平衡方程式为 pA-pbA=K(x0+x)由于弹簧K较小，且x0 x,故 p-pb=K(x0+x)/A Kx0/A 式中 A阀芯轴向投影面积；K弹簧刚度；x0弹簧预压缩量；x阀芯位移。第53页/共63页（2 2）双泵单路稳流阀）双泵单路稳流阀 双泵单路稳流阀是属于流量阀的一种，它能保证在一定的发动机转速范围内，两个泵供给一个液压系统以要求的稳定流量。原理如图所示。它主要由一个阀芯和两个固定节流孔 组成。转向泵的流量通过两固 定节流孔直接供给转向系统，而辅助泵的流量在a、b口均开 的情况下，一路经a口冲开单向 阀穿过固定节流孔进入转向系 统，多余流量经b口冲开 单向 阀进入工作系统。结束第54页/共63页一、用机械连接实现同步一、用机械连接实现同步 8-6 8-6 同步回路同步回路 液压系统有时要求两个或两个一上的液压缸同液压系统有时要求两个或两个一上的液压缸同步运动，既保持位置上的同步。步运动，既保持位置上的同步。二、用调速阀的同步回路二、用调速阀的同步回路三、用分流阀的同步回路三、用分流阀的同步回路四、用串联液压缸的同步回路四、用串联液压缸的同步回路五、用同步缸或同步液压马达的同步回路五、用同步缸或同步液压马达的同步回路六、用伺服系统的同步回路六、用伺服系统的同步回路第55页/共63页一、用机械连接实现同步一、用机械连接实现同步 将两个液压缸通过机械装置将其活塞杆联结在一起，使它们的运动互相受到牵连，这样，不必在液压系统中采取任何措施即可实现同步运动。某些尺寸很大的工作部件，常用若干个液压缸来驱动（如图），这时，工 件本身就相当于机械联 结装置，有使液压缸保 持同步的作用。但需要 在液压系统中进一步采 取措施，以保证其运动 同步。第56页/共63页二、用调速阀的同步回路二、用调速阀的同步回路 图中所示，在两个并联液压缸的进油路（或回油路）上分别串入一个调速阀，仔细调整两个调速阀的开口大小，可使两个液压 缸在一个方向上实现速度同步。显 然这种回路不能保证位置同 步，且调整比较麻烦。同步精 度不高，一般在510%左右。第57页/共63页三、用分流阀的同步回路三、用分流阀的同步回路 图中是用分流阀的同步回路，其中8为分流阀。当二位四通阀9通电时，压力油进入两个液压缸1和2。两缸活塞向右运动。当分流阀8的阀芯3处于某一平衡位置不动时，进入液压缸1和2流量的相等。缸1和2以相同速度向 右运 动。如果缸1活塞上 负载 增加，平衡阀芯3右 移，a处节流口加大，b 处 节流口减小，使压力P1下 降，P2上升，当达到某一 平衡 位置，P1又重新和P2 相等，阀芯3不再移动。第58页/共63页四、用串联液压缸的同步回路四、用串联液压缸的同步回路把有效工作面积相等的两个液压缸串联起来，便可使两缸的运动速度同步（如图所示）。这种同步回路结构简单，不需要同步元件，速度同步精度可达23%左右，能适应较大偏 载，且回路的液压效率高。但这种情况下泵的供油压 力至少是两缸工作压力之和。另外，在实际使用中两缸有将 近工作面积和泄漏量的微小差别，在经过多次行程后将累积 为显著的位置上的差别。第59页/共63页五、用同步缸或同步液压马达的同步回路五、用同步缸或同步液压马达的同步回路 图中是采用同步缸使两缸运动同步的回路。回路中同步缸3为有两个参数完全相同的液压缸，它们的缸体和活塞杆都联成一体。当1DT吸合时，压力油源的来油进入A、C腔，同步缸的B、D腔排出等量的油液，使缸1和缸2 同步运动。同理，当2DT 吸合时可得反向同步运动。由于同步缸制造得较精确，这种回路同步精度比较高。第60页/共63页 图中是用同步液压马达使两个液压缸同步运动的回路。两个液压马达1 1和2 2的排量相等，且其输出轴联接成一体。图中单向阀7 7、8 8用于补油，单向阀5 5、6 6及溢流阀9 9用于溢流。当1DT1DT通电吸合时，两液压马达同步旋转，其排油使缸和向右运动。当DTDT通电吸合，缸、的排油经两马达后回油。使用同步马达的回路中元 件多，成本较高且液压马 达的泄漏量不如同步缸那 样便于控制，所以同步回 路的精度（2 2）低于 同步缸的同步回路。第61页/共63页以上介绍的几种同步回路，大多数是控制流量，以上介绍的几种同步回路，大多数是控制流量，故只能保证速度同步。如果要求位置同步精度较高故只能保证速度同步。如果要求位置同步精度较高时，可采用伺服系统。伺服系统中既可以有位置反时，可采用伺服系统。伺服系统中既可以有位置反馈，又可以有速度反馈，故既能保证位置同步，又馈，又可以有速度反馈，故既能保证位置同步，又可保证速度同步。可保证速度同步。六、用伺服系统的同步回路六、用伺服系统的同步回路结束第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页