7-3_节流调速回路解析

第八章液压基本回路（二）§4 速度控制回路在很多液压装置中，要求能够调节液动机的运动速度，这就需要控制液压系统的流量，或改变液动机的有效作用面积来实现调速。

一、节流调速回路在采用定量泵的液压系统中，利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。

采用节流调速，方法简单，工作可靠，成本低，但它的效率不高，容易产生温升。

1.进口节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上，无论换向阀如何换向，压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。

它通过调整节流口的大小，控制压力油进入液压缸的流量，从而改变它的运动速度。

2.出口节流调速回路（如下图）节流阀设置在换向阀与油箱之间，无论怎样换向，回油总是经过节流阀流回油箱。

通过调整节流口的大小，控制液压缸回油的流量，从而改变它的运动速度。

3.傍路节流调速回路（如下图）节流阀设置在液压泵和油箱之间，液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸，另一部分经节流阀流回油箱，通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量，从而改变它的运动速度。

4.进出口同时节流调速回路（如下图）在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。

5.双向节流调速回路（如下图）在单活塞杆液压缸的液压系统中，有时要求往复运动的速度都能独立调节，以满足工作的需要，此时可采用两个单向节流阀，分别设在液压缸的进出油管路上。

图（a）为双向进口节流调速回路。

当换向阀1处于图示位置时，压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔，液压缸向右运动，右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。

换向阀切换到右端位置时，压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动，左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。

图（b）为双向出口节流调速回路。

它的原理与双向进口节流调速回路基本相同，只是两个单向阀的方向恰好相反。

6.调速阀的桥式回路（如下图）调速阀的进出油口不能颠倒使用，当回路中必须往复流经调速阀时，可采用如图所示的桥式联接回路。

实验二节流调速回路性能
一、实验目的：
节流调速回路由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，可通过改变流量控制阀阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。

节流调速成回按照其流量控制阀安放位置的不同，有进油路节流调速、出油路节流调速和旁路节流调速三种。

节流调速可分为节流阀调速回路和调速阀调速回路两大类。

流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速回路不同，它们的调速性能也有差别。

通过本实验达到如下目的：
1．通过对节流阀三种调速回路实验，得到它们的调速回路特性曲线，并分析比较它们的调速性能（速度—负载特性和功率特性）。

2．通过对节流阀和调速阀进油路调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能（速度—负载特性和功率特性）。

二、实验内容：
一）采用节流阀的进油路调速回路
二）采用节流阀的旁路调速回路
三）采用调速阀的进油路调速回路
三、实验数据记录及处理：
一）用FluidSIM软件构建简单的液压基本回路。

二）调试液压回路图，记录相应数据。

（1）采用节流阀的进油路调速回路负载-速度实验数据
三）根据实验数据绘制三种调速回路的负载-速度特性曲线，比较三种调速回路。

四）实验内容分析与讨论。

节流阀调速阀控制回路实验指导书
一、实验目的：
1、加深对节流调速回路的理解。

2、了解节流调速回路速度负载特性。

二、实验内容：
1、液压缸负载不变，改变节流阀开口面积，测定进入油缸流量
2、测定进油节流调速回路速度负载特性。

三、实验装置：
实验系统自行设计
四、实验原理：
节流调速回路工作原理：调节节流阀开口面积大小来控制流入执行元件的流量，以调节执行元件的运动速度。

当负载变化时，即使节流阀开口不变，由于节流阀前后压差改变，导致通过节流阀的流量改变，进而影响执行元件运动速度，测定进油节流调速回路速度负载特性。

五、实验步骤：
设计原理图（参考课本p148 图6-8，p153 图6-11）
1、启动泵，节流阀开到最大，调节溢流阀，使压力为P=2MPa。

2、扳动换向开关，使工作缸往复工作数次以排出缸内空气。

3、设定负载，F=200N,调节节流阀开度，测定进入油缸流量。

4、节流阀开口开度不变，改变负载（130N~260N），记录节流阀
前后压差和进入油缸流量。

5、将节流阀换为调速阀，改变负载，测量压差和流量。

实验数据记录
节流阀
调速阀
六、实验报告要求：
根据数据画出使用节流阀和调速阀的速度（流量）负载特性曲线。

七、思考题：
分析使用节流阀负载变化时为什么引起油缸速度变化？。

在实验报告中简述液压基本回路——节流调速回路安装调试的步骤及注意事项。

摘要：一、引言二、节流调速回路原理简介三、安装调试步骤1.准备工作2.安装回路元件3.检查液压油4.启动液压泵5.调试节流阀6.检测调整结果四、注意事项1.安全操作2.检查元件质量3.调整合适的工作参数4.保持油液清洁5.定期检查和维护五、结论正文：一、引言液压基本回路——节流调速回路在工程机械、自动化设备等领域具有广泛应用。

为了保证设备正常运行，掌握安装调试步骤及注意事项至关重要。

本文将简述节流调速回路的安装调试步骤，并提醒大家在操作过程中应注意的事项。

二、节流调速回路原理简介节流调速回路是通过调整节流阀的开度，从而改变液压缸进油量，实现液压缸速度调节。

节流阀的开度越大，液压缸速度越快；反之，则越慢。

这种调速方式结构简单，成本低，适用于中低压、中小流量的液压系统。

三、安装调试步骤1.准备工作：清理工作场地，确保液压元件及管路干净无尘。

检查各元件型号、尺寸和连接方式，确保正确安装。

2.安装回路元件：根据设计图纸，将液压泵、节流阀、液压缸等元件按顺序连接起来。

注意检查各元件的连接螺纹、密封件和紧固件，确保连接可靠。

3.检查液压油：确保液压油品质合格，油量充足。

液压油应具有良好的一致性、抗氧化性和抗乳化性能。

4.启动液压泵：打开电源，启动液压泵，检查泵运行是否正常。

如有异常声音、振动或发热现象，应立即停机检查。

5.调试节流阀：缓慢调整节流阀开度，观察液压缸速度变化。

根据实际需求，调整至合适的开度，使液压缸速度满足工作要求。

6.检测调整结果：测试液压系统各项性能指标，如压力、流量、速度等。

如有偏差，可根据实际情况进行微调。

四、注意事项1.安全操作：在调试过程中，严禁非工作人员靠近。

操作人员应佩戴劳动保护用品，注意防止意外伤害。

2.检查元件质量：确保选购的液压元件质量可靠，避免因元件质量问题导致系统故障。

3.调整合适的工作参数：根据设备实际需求，合理调整液压系统的工作压力、流量等参数。

液压基本回路旁路节流调速回路这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，其调速原理如图7-3所示。

图7—3旁路节流调速回路定油泵输出的流量q B，一部分（q1）?? 进入液压缸，一部分（q2）通过节流阀流回油箱。

溢流阀在这里起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。

溢流阀的调节压力应大于回路正常工作压力，在这种回路中，缸的进油压力p1等于泵的供油压力p B，溢流阀的调节压力一般为缸克服最大负载所需的工作压力的p1max1.1~1.3倍.4）采用调速阀的节流调速回路前面介绍的三种基本回路其速度的稳定性均随负载的变化而变化，对于一些负载变化较大，对速度稳定性要求较高的液压系统，可采用调速阀来改善起速度-负载特性。

图7—4调速阀进油节流调速回路采用调速阀也可按其安装位置不同，分为进油节流、回油节流、旁路节流三种基本调速回路。

图7-4为调速阀进油调速回路。

图7-4(a)为回路简图，图7-4(b)为其速度—负载特性曲线图。

其工作原理与采用节流的进油节流阀调速回路相似。

在这里当负载F变化而使p 1变化时，由于调速阀中的定差输出减压阀的调节作用，使调速阀中的节流阀的前后压差Δp保持不变，从而使流经调速阀的流量q 1不变，所以活塞的运动速度v也不变。

其速度—负载特性曲线如图7-4(b)所示。

由于泄漏的影响，实际上随负载F的增加，速度v有所减小。

在此回路中，调速阀上的压差Δp包括两部分：节流口的压差和定差输出减压口上的压差。

所以调速阀的调节压差比采用节流阀时要大，一般Δp≥5×105Pa，高压调速阀则达10×105Pa。

这样泵的供油压力pB相应地比采用节流阀时也要调得高些，故其功率损失也要大些。

这种回路其他调速性能的分析方法与采用节流阀时基本相同。

综上所述，采用调速阀的节流调速回路的低速稳定性、回路刚度、调速范围等，要比采用节流阀的节流调速回路都好，所以它在机床液压系统中获得广泛的应用。

节流调速回路的工作原理节流调速回路是工业自动化中广泛应用的一种控制方法，它通过调节节流阀的开度来控制系统的流量和压力，从而实现电机的调速控制。

在中国，这种调速方式被广泛应用于大型机械设备、工业生产线和矿山等领域。

工作原理：1. 节流调速回路能够通过改变节流阀的开度来控制系统的压力和流量。

当压力变化时，反馈信号会被发送给控制器。

控制器读取该信号并周期性地调整节流阀的开度，以使流量和压力保持在期望值的范围内。

2. 节流调速回路一般包含一个传感器、一个控制器和一个执行器。

传感器用于检测系统参数，例如流量、压力或温度等。

控制器根据测量数据和预设参数来控制节流阀的开度。

执行器根据控制信号来调整节流阀的开度，以达到期望的流量和压力。

3. 节流调速回路的反馈控制是它的核心部分。

该控制方法基于反馈原理，可以快速准确地响应系统参数的变化。

通过反馈控制，系统可以实时地调整节流阀的开度，使系统保持在稳定状态。

符合中国国情的例子：1. 节流调速回路被广泛应用于矿山行业。

在矿山中，大多数机械设备需要调整运行速度。

通过使用节流调速回路，可以实现精确的电机控制，从而提高生产效率和安全性。

2. 节流调速回路在水泵系统中的应用也非常广泛。

由于中国工业的快速发展，水泵设备的数量不断增加。

通过使用节流调速回路，可以减少水泵的能耗，降低维护成本，并增加设备寿命。

3. 节流调速回路还可以用于风电机组的调速控制。

在中国，风能资源丰富，风电机组的应用也越来越广泛。

通过使用节流调速回路，可以实现对风能转化的高效利用，提高电力生产效率。

总之，节流调速回路是一种非常重要的工业自动化控制方法。

在中国，这种技术被广泛应用于各个领域，通过有效的流量和压力控制，提高了生产效率，降低了能源消耗，为国家经济发展做出了巨大贡献。

调速回路原理图
调速回路的基本原理可以通过下图表示：
[调速回路原理图]
说明：
1. 发电机为主动力源，通过与调速器相连的机械部件，输出带动被控对象（如电机、涡轮等）。

2. 传感器用于感知被控对象的运行状态，通常通过测量输出信号的变化来反映实际运行速度。

3. 控制器接收传感器的反馈信号，与设定值进行比较，并输出误差信号。

4. 误差信号进一步经过滤波器进行处理，以去除噪声干扰，得到平滑的控制信号。

5. 控制信号经过放大器放大后，作为输入信号传送给执行器，由执行器对被控对象进行调节控制。

6. 被控对象在接收到执行器的控制信号后，相应地调整自身的运行状态。

7. 调速器根据被控对象的反馈信号与设定值之间的差异，不断调整输出信号，使得被控对象的实际运行速度逐渐接近设定值。

8. 循环中的负反馈机制使得调速回路能够实现稳定的自动调节，确保被控对象始终保持在设定值附近。

根据以上原理图，调速回路能够实现对被控对象速度的精确控制和稳定调节。

几种节流调速回路的应用区别1．进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。

在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。

2.回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。

3．旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。

这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。

二、进油及回油调速回路的差别（红色为压力上的区别）进油节流一般直接调整P腔系统过来的流量，起到减小流量从而减慢速度的作用；回油节流主要控制T腔液压油回油箱的流量，起到背压和平稳的作用；(2)进油路节流调速回路的流量阀前后有一定的压力差,当运动部件行至终点停止时,液压缸进油腔压力会升高,使流量阀前后压差减少。

这样即可在流量阀和液压缸之间设置压力继电器,利用该压力变化发出电信号,对系统下一步动作实现控制。

而在回油路节流调速回路中,液压缸进油腔的压力等于溢流阀的调定压力,没有上述压差及压力变化,不易实现压力控制,如果用在回油路上控制时,压力低,可靠性差。

1)承受负值负载的能力回油路节流调速回路的节流阀使液压缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，背压能阻止工作部件的前冲，即能在负值负载下工作；而进油路节流调速由于回油腔没有背压力，因而不能在负值负载下工作。