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速度控制回路之容积节流调速回路

时间:2019-11-23 18:44:17  来源:  编辑:  浏览量: 12
概况: 3.容积节流调速回路 容积调速回路的突出优点是效率高、发热小,但也存在着速度随载荷增加而下降的特性(由泵和马达的漏泄引起),在低速时更为突出。与采用调速阀的节流调

    3.容积节流调速回路

    容积调速回路的突出优点是效率高、发热小,但也存在着速度随载荷增加而下降的特性(由泵和马达的漏泄引起),在低速时更为突出。与采用调速阀的节流调速回路相比,容积调速回路的低速稳定性较差。如果对系统既要求效率高,又要求有较好的低速稳定性,则容积节流调速回路是可取的方案。容积节流调速回路是用变量液压泵供油,用调速阀或节流阀改变进入液压缸的流量,以实现工作速度的调节,并且液压泵的供油量与液压缸所需的流量相适应。这种调速网路没有溢流损失,效率较高,速度稳定性也比容积调速回路好,常用于速度范围大、功率不太大的场合。下面仅先容限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。

图H(a)所示的回路由限压式变量泵1供油,压力油经调速阀2进入液压缸3无杆腔,回油经背压阀4返回油箱。液压缸的运动速度由调速阀中的节流阀来调节。设泵的流量为qp,则稳定工作时qp=q1。如果关小节流阀,则在关小阀口的瞬间,q1减小,而此时液压泵的输出量还未来得及改变,于是qp>q1,因回路中阀5为安全阀,没有溢流,故必然导致泵出口压力pp升高,该压力反馈使得限压式变量泵的输出流量自动减少,直至qp=q1节流阀开口减小后的q1);反之亦然。由此可见,调速阀不仅能调节进入液压缸的流量,而且可以作为反馈元件,将通过阀的流量转换成压力信号反馈到泵的变量机构,使泵的输出流量自动地和阀的开口大小相适应,没有溢流损失。这种回路中的调速阀也可装在回油路上。 

    图H(b)所示为这种回路的调速特性,由图可见,回路虽无溢流损失,但仍有节流损失,其大小与液压缸的工作腔压力P1有关。液压缸工作腔压力的正常工作范围为

                         p2A2/A1≤P1≤(pp一△p)                 (7-23)

式中  △p——保持调速阀正常工作所需的压差,一般应在0.5MPa以上;

       p2——液压缸回油背压。

    当p1=p1max时,回路中的节流损失为最小[图H(b)中阴影面积S],此时泵的工作点为口,液压缸的工作点为6,若p1减小(即负载减小,6点向左移动),则节流损失加大。这种调速回路的效率为

                          ηc=               (7-24)

    式(7-24)中没有考虑泵的泄漏。由于泵的输出流量越小,泵的压力pp就越高;负载越小,P1便越小,所以该调速回路在低速、轻载场合效率很低。

    4.调速回路的选择

    在节流、容积、容积节流三种调速回路中,节流调速回路的特点是结构简单,成本低,但其发热多,效率低;容积调速回路的特点是发热少,效率高,但结构复杂,成本高,且低速稳定性差;容积节流调速回路可改善低速稳定性,但是要增加压力损失,使回路效率略有降低。

    选择调速方案时,首先考虑满足使用性能要求,同时应使结构简单、工作可靠、成本低廉。选择时,如下几点可供参考。

    ①节流调速与容积调速的选择。从功率大小及对系统的温升要求出发:功率较大或对系统温升要求较严,又不能采用较大的油箱或其他办法来散热时,宜采用容积调速,其他情况用节流调速比较简单。

    ②节流阀节流调速与调速阀节流调速的选择。从负载变化大小及对速度,负载特性的要求出发:负载变化大,且要求速度刚度较大时,宜采用调速阀节流调速回路,否则采用节流阀节流调速回路较简单。

    ③进口、出口、旁路节流调速回路的选择。根据性能要求出发:有负值负载或对运动平稳性要求较高时,宜用出口调速或进口调速加背压阀;为防止实行元件启动时的冲击(突跳)或为了实现压力控制,宜采用进口调速;采用旁路节流调速时,在一定程度上可减少功率损耗和系统发热。但溢流节流阀调速回路只能用于进口调速。

    ④容积调速时,变量泵与变量液压马达的选择。主要从调速范围和承载能力出发:用变量泵调速时,调速范围较大(可达40),承载力较大,是恒转矩(或恒推力)输出;用变量液压马达调速时,是恒功率输出,但调速范围较小(一般不超过4),承载力较低;采用变量泵和变量液压马达调速时,兼有恒转矩和恒功率特性,调速范围较大,可达100。

    ⑤功率不大,但要求发热小、调速范围宽、速度一负载特性又好时,可采用容积节流调速。

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