节流调速回路控制元件有哪些

3.3.2　速度控制回路

工程机械一般都要求调速，而液压系统能在原动机转速不变的情况下，方便地实现大范围的无级调速。

调速方法可分为三大类：节流调速、容积调速、容积节流调速。前两种在工程机械上应用较多。

（1）节流调速。

按节流元件安装位置的不同，节流调速回路可分为三种：进油路节流调速、回油路节流调速及旁路节流调速。

①进油路节流调速。装在液压缸的进油路上，一般用于阻力负载（载荷作用方向与液压缸运动方向相反）的场合，调速比可达100以上。液压缸的工作压力决定于负载。这种回路效率低，油容易发热，速度调节的稳定性差，如图3-15所示。

②回油路节流调速。节流阀设置在液压缸的回油路上。液压缸的工作压力由溢流阀调定压力决定，与载荷无关，效率较低，但在液压缸回油腔有背压，故可以承受负值载荷，且动作较平稳。当外载荷突然减少时，由于节流阀的阻尼作用，可以减小活塞的前冲现象。这种形式的调速范围与进油节流调速基本相间，如图3-16所示。

③旁路节流调速。因路中的节流阀只起过载保护作用。在调速过程中，泵的出口压力基本等于负载压力，因而效率较高。存在的主要问题是节流口的流量受负载变化的影响大，速度稳定性相对最差，如图3-17所示。

节流调速装置简单，可使用价格较低的定量泵和节流元件，并能使外载荷获得较低的运动速度，但回路中经常有部分高压液体经阀的节流口流回油箱，降低了系统的效率，并引起发热。因此，节流调速回路只适用于小功率（2～5kW）及中低压（6.5MPa）以下的场合，或系统功率虽然较大但节流时间短暂的场合。工程机械中往往是属于后者，而且靠换向阀的阀口开度来实现节流调速。

图3-15　进油路节流调速

图3-16　回油路节流调速

图3-17　旁路节流调速

（2）容积调速。

在如图3-18所示回路中，设液压泵的排量为q_p，转速为n_p，液压马达的排量为q_m，转速为n_m，如果忽略所有泄漏，泵的流量全部进入马达，则有n_pq_p=n_mq_m。欲改变马达的转速，既可以改变泵的排量q_p，也可以改变马达的排量q_m。这种通过改变液压泵或马达的排量来调节马达（或液压缸）速度的回路称容积调速回路。

与节流调速回路相比，容积调速中既没有溢流损失，又没有节流损失，系统的效率较高，但变量泵或变量马达的结构较定量泵或定量泵马达复杂，因而容积调速回路的成本较节流调速回路稍高。一般认为液压系统的功率较大或对发热限制较严格时，宜采用容积调速回路。近年来，节约能源成为一个很突出的课题，因此容积调速回路的应用得到更多的重视。容积调速回路有变量泵和定量执行元件（液压缸或液压马达）、定量泵和变量液压马达以及变量泵和变量液压马达三种可能的组合，下面对其性能做进一步分析。

变量泵和定量执行元件组成的调速回路，如图3-18（a）所示为变量泵和液压缸组成的调速回路图，如图3-18（b）所示为变量泵和液压马达组成的调速回路，改变回路中变量泵的排量就能达到调速的目的。

图3-18中3是直动型溢流阀，用以防止系统过载，这一回路中泵的流量全部进入执行元件，不存在流量损失，另外，回路中没有节流元件以及随之而引起的附加压力损失，因此，回路效率较高。

在这种回路中，也可以用双向变量泵使执行元件换向，在图3-18（b）中，泵的吸油口和执行元件的回油腔直接相连，油液不经过油箱而直接在系统内循环，称为闭式回路，图3-18（a）则为开式回路。