用节流阀和调速阀的进油节流调速回路速度-负载特性研究

　　0 前言

　　在各种机械设备的液压传动系统中， 调速回路占有非常重要的地位， 特别是对于运动速度要求高的设备，调速回路往往起着决定作用。 节流调速回路是调速回路的一种， 是用来调节液压系统执行元件输出速度的基本方法。 进油节流调速回路有两种基本的组成结构：采用节流阀和调速阀构成调节回路。 多数液压传动教材都对这两种方式进行了分析， 得出了调速阀比节流阀能起到更稳定的调节速度的作用，如图 1 所示。 但是，这个结论的成立是有前提条件的，在应用时很容易被忽略。

　　本文采用自行设计的液压系统回路， 在液压实验台上连接后，通过数组实验得出实验数据，研究了分别采用节流阀和调速阀的进油节流调速回路的速度负载特性， 得出了采用调速阀的进油节流调速回路的适用条件。

　　1 实验原理图

　　目前， 大多数的高等院校都购置了各种形式和规格的液压实验台，可以完成一些基本的液压系统实验。本文的实验采用 XIOU 液压 PLC 控制试验台来完成，其回路为自行设计和连接， 这样做的目的除了能进行一些验证性的实验以外， 还可以增加学生的动手能力以及一些研究性的尝试， 更好地加强了对液压系统的认识和理解，设计好的液压系统回路如图 2 所示。

　　其中，液压缸 9 为工作液压缸，通过调节节流阀 5或调速阀 6 的开口大小构成两种调速回路。 电磁换向阀 3 用于液压缸 9 的换向， 溢流阀 2 起限压和溢流作用。 液压缸的负载由溢流阀 11 调整。 测定工作液压缸活塞运动速度时，使 1YA 得电，3YA 同时失电，液压油进入工作液压缸左腔推动活塞右行， 最高工作压力由溢流阀 2 调定，速度由节流阀 5 或调速阀 6 调整。 工作液压缸右腔回油经溢流阀 11 回油池， 调定溢流阀 11的压力，产生回油背压，形成工作液压缸的负载。 工作液压缸活塞运动速度测定完毕， 使 2YA、3YA 同时得电，液压油进入工作液压缸右腔，工作液压缸左腔回油经电磁阀 7、3 回油池。

　　2 进油节流调速回路的速度特性方程

　　流入液压缸的流量， 即流经节流阀或调速阀的流量为：

　　Q₁=kA_{T 进}（p_p-p₁）m 　　（1）

　　液压缸活塞的运动速度为：

　　式中 Q₁———流过节流阀的流量；

　　k———与节流阀（或调速阀）的节流口形状及液压油黏性等有关的系数；

　　A_{T 进}———节流口的通流面积；

　　p_p———液压泵的出口压力；