| 速度控制回路 |
功用：用来改变执行元件的运动速度
分类：调速*、换速、增速回路等
一 调速回路
液压缸： v = qV/A
调速原理 〈
液压马达：n = qV/V
由上两式知：∵ 改变q、 V、A，皆可改变v或n，一般A是不可改变的。
液压缸：改变q，即可改变v
∴〈
液压马达：既可改变q，又可改变V。
节流调速--改变q
调速方法 〈 容积调速--改变泵和马达的V
容积节流调速--既可改变q，又可改变V。
对调速回路的要求： 调速范围大、速度稳定性好、效率高。
（一） 节流调速回路
组成：定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
工作原理：通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制流进或流出执行元件的流量，以
调节其运动速度。
分类： 节流阀节流调速
按采用流量阀不同 〈
调速阀节流调速
进油路
按流量阀安装位置不同〈 回油路
旁油路
1 进油节流调速回路
组成：
特征 ：将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节A节，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。
油路： 节流阀 →液压缸
q 〈
溢流阀 →油箱
工作特性分析：
（1） 速度负载特性
液压缸稳定工作时的受力平衡方程： p1A = F + p2A
∵ p2→T pp = pS = C
∴ p2 = 0 p1= F/A
故 节流阀两端的压力差为 △ p = Pp-p1 =Pp-F/A
经节流阀进入液压缸的流量为： q1 = CAT△pφ
= CAT（PP- F /A）φ
液压缸的运动速度： v = q1/A = CATA(Pp-F/A)φ
结论： v∝AT 改变 AT ，即可改变q，改变v。
AT调定，v随F↑而↓
速度负载特性曲线：(如图）
曲线越陡，F变化对v影响越大，则刚性差
曲线表明了v随F变化的规律〈
曲线越平缓，刚性好
结论：① AT = C,F↑,v↓，∴ 速度负载特性软，即轻载时刚性好。
② F = C,AT越小， v刚性越好，即低速时刚性好。
（2） 最大承载能力 ∵ PP =
pS = C，
∴ 不论A如何变化，其最大承载能力不变，即Fmax =P p AT
故 称为恒推力调速（或恒转矩调速）
（3） 功率和效率
液压泵的输出功率：PP = Ppq1 = 常数
液压缸的输出功率：P1 = F v = F q1/A = p1 q1
回路的功率损失： △p = Pp- p1 = Ppqp- p1q1 = Pp（q1 + qY）- (Pp-△p) q1
= Pp qY +△p q1
qY = qp- q1
溢流损失： △pY = Pp qY
节流损失： △pT = △p q1
回路的效率： η= p1/p△p q1 = Fv/Ppqp = p1q1/Ppqp
∵ 存在两部分功率损失
∴ 这种调速回路效率较低
故 进油路节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和速度稳定
性要求不高的小功率液压系统。
２ 回油节流调速回路
组成：
特征：将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节AT，可调节q2以改
变速度，仍应和溢流阀联合使用，Pp = pS。
工作特性分析：
（1） 速度负载特性
液压缸稳定工作时的受力平衡方程： p1A = F + p2A
∵ p2 ≠ 0 p1 = Pp
故 节流阀两端的压力差为△ p = p2 =P p-F/A
经节流阀进入液压缸的流量为： q1 = CAT△pφ = CAT（Pp-
F /A）φ
液压缸的运动速度： v = q1/A = CAT(Pp-F/A)φ
∵ 上式所得结果与进油路节流阀调速回路完全一样
∴ 上边所得结论都适用于本回路
比较：相同处： ∵ v-F特性基本与进油节流相似
∴ 上述结论都适用于此
不同处：1）承受负值负载能力
∵ 回油路节流阀使缸有一定背压
∴ 能承受负值负载，并↑v稳定性，而进油路则需在回油路上增加背
压阀方可承受，△N↑。
2）实现压力控制的方便性
∵进油路调速中工作台碰到死挡铁后，活塞停止，缸进油腔油压上升至pS
∴便于实现压力（升压）控制，而回油路调速在上述工况时，进油腔压
力变化很小，无法控压，而回油腔p↓0，可降压发讯，但电路复杂。
３）最低稳定速度
∵若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量
∴在缸径、缸速相同的情况下，进油节流调速回路的流量阀开口较大，
低速时不易堵塞。
故 进油节流调速回路能获得更低的稳定速度为了提高回路的综合性能，实
践中常采用进油节流调速回路，并在回油路加背压阀（用溢流阀、顺序
阀或装有硬弹簧的单向阀串接于回油路），因而兼有两回路的优点。
３ 旁路节流调速回路
组成：
特征：将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，Pp取决于负载，
P p= p1=△p = F/A
油路： 缸（q1）
q 〈
节流阀 T
工作特性分析：
（1） 速度负载特性
重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。
q1 = qP- qT
= (qtP- △qP)- qT =
(qtP- kLpP)-CAT△pφ =
qtP-kL(F /A)-CAT(F/A)φ
故 液压缸的工作速度为：
v = q1/A = qtP-kL(F /A)-CAT(F/A)φ/A
其特性曲线： q
AT1 > AT2> AT3
结论： ① AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v-F特性更软。
② ↑AT，v↓; ↓AT，↑v，即速度随AT↑而↓。
（2） 最大承载能力
AT↑，阻力↓，Fmax↓，即低速承载能力小，
AT至一定值时，即使F很小，qV→ 节→ T，V=0
（3） 功率和效率
∵ Pp随F变化而变化，只有△P节，而无△P溢
∴ η高，发热少。
应用： ∵ v-F特性较软，低速承载能力差。
∴ 一般用于高速、重载、对速度平稳性要求很低的较大功率场合，
如：牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。
４ 采用调速阀的节流调速回路
∵ 以上所讲三种回路，因F变化使△P节，从而使q变化
∴ 在负载变化较大，v稳定性要求较高的场合，则用调速阀替代节流阀，
*进油路
按调速阀安装位置 〈 回油路
旁油路
当△P > △P min，q不随△P而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。
特点：虽解决了速度稳定性问题，但因既有△P溢，又有△P节，还有△P减，所以，△P更大，
一般用于功率较小，但F变化较大而v稳定性要求较高的场合。
（二） 容积调速回路
∵ 节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。
∴ 而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失，效率高，发热小，一般用于大功率场合。
分类：
开式
按油路循环方式 〈
闭式
泵-缸式
按所用执行元件不同〈 变-定
泵-马达式 〈 定-变
变-变
1 泵-缸式容积调速回路
组成：
工作特性： v = [qtp-k(F/ A)] ／A
特点：∵ 变量泵△qVt随p↑而增大
∴ 仍存在特性较软和低速承载能力较差的问题
故 调速范围不大
应用：推土机、升降机、插床、拉床等大功率系统常用。
2 泵--马达式容积调速回路
（1） 变量泵-定量马达式容积调速回路（恒转矩）
组成：
工作特性：① nM = qp/VM ∵ VM
= 定值
∴ 调节qP即可改变nM
② 若不计损失，在调速范围内，其T = PpVM/2π，功率P = PVMnM
（2） 定量泵-变量马达式容积调速回路（恒功率）
组成：
工作特性：nM = qP/VM
∵ qP = 定值
∴ 调节VM即可改变nM
特点： ∵ nM与VM成反比，TM与VM成正比
∴ VM↑，nM↓，TM↑； VM↓，nM↑，TM↓，以致带不动负载，
造成马达 "自锁"现象。
故 这种回路很少单独使用
（3） 变量泵--变量马达式容积调速回路
组成：
工作原理：
第一段：先将VM调至最大并固定，然后将VP由小 大，nM从0
nM'（变--定）
分两段调节〈
第二段：将VP固定至最大，VM由大 小，nM'
nMmax。（定--变）
∴ 调速范围大，可达100
特点： ∵ nM低时TM大，nM高时TM小
∴ 正好符合大部分机械要求
故 多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械等。
（二） 容积节流调速回路
∵ 容积调速回路虽然效率高，发热小，但仍存在速度负载特性较软的问题（主要由于泄漏所引起）
∴ 在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系统中），常采用容积节流调速回路。
特点：1 qP自动与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高。
2 进入执行元件的qV与F变化无关，且自动补偿泄漏，速度稳定性好。
3 因回路有节流损失，所以η<η容
4 便于实现快进-工进-快退工作循环
1 定压式容积节流调速回路（限压式变量泵和调速阀组成的调速回路）
组成：
工作原理：快速时，qPmax
工进时，联合调速，v由调速阀调定，qP与qV自动适应。
qP> q1，Pp↑，通过反馈，q1↓
〈 〉v=c
qP< q1，P p↓，qP↑，qP =
q1
特性曲线：
0、5MPa 过大，△P大易发热
△p = Pp - p1= 〈 正常工作，△P最小， 若△P〈 1
Mpa 过小，v稳定性不好
特点： ∵ 本回路的pP为一定值
∴ 称定压式容积节流调速回路
又∵ 若发负载变化大时，节流损失大，低速工作时，泄漏量大，系统效率降低。
∴ 用于低速、轻载时间较长且变载的场合时，效率很低。
故 本回路多用于机床进给系统中。
2 变压式容积节流调速回路
组成：
工作原理：快速时，油经22V →缸
YA+后转变为工进，节流阀调q1，qP与之适应。
qP> q1时，Pp↑，定子右移，e↓，qP↓
〈 直至qP = q1，v=c。
qP < q1时，Pp↓，定子左移，e↑，qP↑
特点： 1） 虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即qV1不受负载变化影响
∵ 定子受力平衡方程 PpA1+Pp(A2-A1) = p1A2+FS
∴ △p = Pp-p1 = FS/A2 = c
又∵ Pp随负载变化而变化，p1也变化，
∴ 称变压式容积节流调速回路，且△qP 小，η高。
2） 因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快而发生振动。
应用： 适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。
二 增速回路（快速运动回路）
功用：使执行元件获得必要的高速，以提高效率，充分利用功率。
双泵供油增速
分类 〈 蓄能器供油增速
变量泵供油增速
液压缸差动连接增速*
三 速度换接回路
功用：完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。实质上是一种分级（或有级）调速回路，
但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路的不同之处。
快速与慢速的换接
分类〈
两种慢速的换接
1 快速与慢速的换接回路
各种增速回路
速度换接方法〈 电磁阀的换接回路
行程阀的换接回路*
举例：采用行程阀的快慢速换接回路
组成：
工作原理：图示，液压缸快进，压下行程阀，液压缸工进24S左位，液压缸快退。
特点：速度换接平稳，动作可靠，但行程阀必须安装在液压缸附近，若将行程阀换成电磁阀，安
装连接比较方便，易于实现自动控制，但速度换接平稳性和可靠性以及换接精度都不前者。
2 两种慢速的换接回路
（1） 调速阀串联的换接回路
组成：
工作原理：
特点：v1>v2，否则2不起作用
（2） 调速阀并联的换接回路
组成：
工作原理：
特点：v1、v2互不影响，但因A、B任意一个工作时，另一个减压阀阀口最大，一旦换接易前冲。 所以改为（b）图所示，可避免前冲，但△P↑。
