定压式节流调速和变压调速式节流调速里为什么一定要用定量泵？能不能用变量叶片泵实现？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-07-07 10:24 标签： 变压调速
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液压与气压传动试卷及答案
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你可能喜欢节流调速回路
节流调速的基本原理是：调节回路中节流元件的液阻大小，配置分流支路，控制进入执行元件的流量，达到调速的目的。 节流阀、溢流阀等是节流调速的主要元件。当溢流阀工作压力调定，液体通过时的液阻基本恒定，用作分流元件时组成定压式调速回路；液体流经节流
节流调速的基本原理是：调节回路中节流元件的液阻大小，配置分流支路，控制进入执行元件的流量，达到调速的目的。
节流阀、溢流阀等是节流调速的主要元件。当溢流阀工作压力调定，液体通过时的液阻基本恒定，用作分流元件时组成定压式调速回路；液体流经节流阀的流量与压力降有关，用作分流元件时组成变压式节流调速回路。
采用节流元件和溢流阀调速过程中要产生能量损失。采用溢流阀分流时，其功率损失；通过节流阀的压力损失，功率损失。由此可知，节流调速的效率较低，工作时油液易发热，但结构简单，成本低，使用维护方便，是小功率液压系统常用的一种调速方法。
节流调速按节流元件安装的位置不同，分为进油路节流调速回路，回油路节流调速回路和旁油路节流调速回路。
（1）进油路节流阀节流调速
节流调速回路一般采用定量泵供油。基本特征为：节流元件安装在执行元件的进油路上，即串联在定量泵和执行元件之间，采用溢流阀作为分流元件，如图1所示，图中节流元件是节流阀。溢流阀从开启压力到调定压力，变化较小，有定压的作用。在调速时，溢流阀一般处于溢流状态，调节节流阀开口大小，改变进入液压缸的流量达到调节液压缸活塞运动速度的目的。 本文来自
由于采用溢流阀作为分流元件，故为定压式调速回路，在调速过程中，泵的输出压力基本保持常量。忽略油温变化、液体的压缩性、油管阻力损失和系统泄漏诸因素，通过节流阀进入液压缸的流量为：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1） 自动控制网版权所有
对图示双杆液压缸，由活塞的力平衡方程，可求出液压缸的进油口压力为 本文来自
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2） 自动控制网版权所有
不计管道压力损失时，p2&0，则 本文来自
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3） 自动控制网版权所有
由式（7&1）和式（7&3）两式，可求出 自动控制网版权所有
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4） 自动控制网版权所有
活塞运动的速度为 本文来自
　　　　　　　　　　　　　　　（5） 自动控制网版权所有
式中A&液压缸进、回油腔有效作用面积；Ax&节流阀开口面积；
F&外负载，包括液压缸摩擦力；
Pp、p1、p2&分别为泵的输出压力和液压缸进、回油压力；
式（5）称为节流阀进油路节流调速的速度负载特性公式。图2为速度负载特性曲线，图中纵坐标为活塞运动速度&，横坐标为负载F。 本文来自
图1进油路节流调速回路　　　　　　图2进（回）油路节流阀调速 速度负载特性曲线
该回路有如下特性：
（1）当负载不变时，节流阀开口面积增大，液阻值变小，溢流阀的溢流量减小，使活塞运动速度增大；反之，则活塞运动速度减小。通过改变主油路节流阀阻值的大小，达到调节运动速度的目的。
（2）溢流阀调定压力为，最大承载能力为一定值。压力愈高，承载能力愈大。
（3）对工作速度有稳定性要求的设备，希望调定的速度受负载的影响较小，该性能一般采用速度刚性来衡量。速度刚性的定义为 自动控制网版权所有
　　　　　　　　　　　　　　　　　（6） 自动控制网版权所有
速度刚性反映了负载变化对速度产生影响的能力。速度刚性愈大，速度稳定性愈好。
（2）回油路节流阀节流调速
回油路节流阀节流调速回路，也是采用溢流阀作分流元件，但节流阀安装在执行元件的回油路上。图3是双杆液压缸回油路节流阀节流调速回路。进、回油路节流调速有相同的速度负载特性、功率和效率特性。
两种回路有以下不同之处：
（1）进油路节流调速起动冲击小。系统不工作时，执行元件由于泄漏产生空腔，重新起动时，回油路节流调速中进油路无阻力，而回油路有阻力，导致活塞突然向前运动，产生冲击；而进油路节流调速回路中，进油路的节流阀对进入液压缸的液体产生阻力，可减缓冲击。
（2）回油路节流调速，可承受一定的负方向载荷（即负值负载）。因回油路有背压，当负载减小，速度增加时，背压增大，故可使运动变化平缓，对双杆液压缸，可获得较低的稳定速度；对单杆液压缸，若进油路为无杆腔，因相同速度下进油腔所需流量大，可获得较低的最小稳定速度。如果要获得较低的稳定速度，结构允许时，最好把有杆腔作为回油腔采用回油路节流调速。 自动控制网版权所有
图3回油路节流阀调速回路　　　　　 本文来自
　　　　　　　　
（3）旁油路节流阀节流调速　　　
旁油路节流调速，其特征是采用节流元件分流，主油路中无节流元件。图4是节流阀旁油路节流调速回路，图中分流元件是节流阀，溢流阀起安全阀作用，在调速时是关闭的。液压泵输出的压力取决于负载，负载变化将引起泵出口压力变化,故为变压式节流调速。在该回路中，液压泵输出流量qp分成两部分，一部分是进入执行元件的流量q，另一部分是通过节流阀流回油箱的流量q1，即 本文来自
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（7） 自动控制网版权所有
经节流阀泄回油箱的流量： 自动控制网版权所有
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8) 自动控制网版权所有
由活塞的力平衡方程，忽略管道压力损失时，得 自动控制网版权所有
联解以上三式，得 自动控制网版权所有
　　　　　　　　　　　　　　　　（9） 自动控制网版权所有
液压缸活塞的运动速度 本文来自
　　　　　　　　（10）　　 自动控制网版权所有
　　　　　　　　
上式为旁油路节流阀调速回路速度负载特性公式。图5是旁油路节流阀调速的速度负载特性曲线。
该调速回路有如下特点：
(1)负载不变时，愈大，节流阀液阻值愈小，因节流阀两端压差不变，流量必然增加，使进入液压缸的流量减小。改变节流阀的开口面积，即可改变液压缸活塞杆的运动速度，实现调速的目的。
(2)负载为零时，该回路有最大速度，为一定值。
(3)负载不变，愈小，速度稳定性愈好；固定时，负载愈大，速度稳定性愈好。速度稳定性和承载能力比进、回油路调速差。
(4)该调速回路仅有节流阀功率损失，且泵的输出压力随负载变化。
该回路的调速效率比进回油路节流调速效率高。适用于调速范围窄，速度稳定性要求不高，载荷较稳定，系统压力稍高的场合。
（4）采用调速阀的节流调速回路
采用节流阀节流调速的回路，共同的不足之处是速度刚性差，无法满足许多设备的要求。若将调速回路中的节流阀换成调速阀，可以大大改善调速性能。用调速阀代替前述各回路中的节流阀，也可组成进油路、回油路和旁油路节流调速回路。采用调速阀组成的调速回路，速度刚性比节流阀调速回路好得多。对旁油路，因液压泵泄漏的影响，速度刚性稍差，但比节流阀调速回路好得多。旁油路也有泵输出压力随负载变化，效率较高的特点。 本文来自
图4旁油路节流阀调速回路　　　　　　　　图5旁油路节流阀调速速负载特性曲线 自动控制网版权所有
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