1、 3.1液体流经孔口液体流经孔口-缝隙的流量缝隙的流量-压力特性压力特性 3.2 动力元件动力元件 3.3流量控制阀流量控制阀 3.4案例分析案例分析模块三模块三 速度控制回路速度控制回路模块三 速度控制回路第一节第一节 液体流经孔口液体流经孔口-缝隙的流量缝隙的流量-压力特性压力特性 一、小孔流量一、小孔流量 孔口分类 l/d0.5时，称为薄壁小孔 0.5l/d4时，称为短孔 l/d4时，称为细长孔。模块三 速度控制回路式中Cq流量系数，可由实验确定；AT小孔过流断面面积(mm2)；p小孔前后的压力差(p=p1-p2)MPa。 图3-1所示为进口边做成锐缘的典型薄壁孔。利用伯努利方程，可以计
2、算出通过薄壁孔的流量为：模块三 速度控制回路图图 3-13-1模块三 速度控制回路流经短孔的流量依然使用上式计算，但流量系数Cq不同。 流经细长孔的液流，由于粘性而流动不畅，故多为层流。其流量计算可以作为圆管层流流量推导出来，结果为：式中d小孔内径(mm)；液体动力粘度(Pas)；l小孔长度(mm)；p小孔前后的压力差(p=p1-p2)(MPa)。模块三 速度控制回路小孔流量通用公式常用于分析小孔的流量压力特性。小孔流量通用公式常用于分析小孔的流量压力特性。综合各小孔流量计算公式，归纳通用公式，即：模块三 速度控制回路二、缝隙流量二、缝隙流量 液压装置的各零件之间，特别是有相对运动的各零件之间
3、存在着一定的缝隙(或称间隙)，液流流经缝隙就会产生泄漏，这就是缝隙流量。图3-2流经固定平行平板缝隙的流量。缝隙流动有两种情况： 一种是由缝隙两端的压力差造成的流动，称为压差流动； 另一种是形成缝隙的两壁面作相对运动所造成的流动，称为剪切流动。这两种流动经常同时存在。模块三 速度控制回路1.平行平板缝隙的流量(1)流过固定平行平板缝隙的流量图3-2所示若其缝隙高度为h，宽度为b，长度为l，经理论推导可得：从上式可以看出，在压差作用下，流过缝隙的流量与缝隙高度的三次方成正比，这说明液压元件内缝隙的大小对其泄漏量的影响是很大的。模块三 速度控制回路图图 3-23-2模块三 速度控制回路(2)流过相
4、对运动平行平板缝隙的流量为在一般情况下，相对运动平行平板缝隙中既有压差流动，又有剪切流动。因此，流过相对运动平板缝隙的流量为压差流量和剪切流量的代数和，即“”号的确定方法如下：剪切流动和压差流动方向相同时取“+”，相反时取“-”。模块三 速度控制回路2.圆环缝隙 图3-3同心圆环缝隙的液流在液压元件中，液压缸的活塞和缸体内孔之间，液压阀的阀芯和阀孔之间，都存在圆环缝隙。圆环缝隙有同心和偏心两种情况，它们的流量公式是有所不同的。(1)同心圆环缝隙的流量图3-3所示为同心圆环缝隙的流动。 同心圆环缝隙流量公式：模块三 速度控制回路图图 3-33-3模块三 速度控制回路(2)(2)偏心圆环缝隙的流量
5、若圆环的内外圆不同心，偏心距为偏心圆环缝隙的流量若圆环的内外圆不同心，偏心距为e e，则形成偏心圆环缝隙。其流量公式为则形成偏心圆环缝隙。其流量公式为式中内外圆同心时的缝隙厚度(mm)； 相对偏心率， 由上式可以看出，当0时，即为同心圆环缝隙流量。随着偏心量的增加，通过的流量也随之增加。当1，即e=时，为最大偏心状态，其压差流量为同心圆环缝隙压差流量的2.5倍。 可见在液压元件中，为了减少圆环缝隙的泄漏，应尽量使相互配合的零件处于同心状态。 模块三 速度控制回路第二节第二节 动力元件动力元件 液压泵：是将机械能转变成液压能的装置,为系统提供一定压力、一定流量的液体 。一、液压泵模块三 速度控制
6、回路液压泵液压泵定量泵定量泵变量泵变量泵齿轮泵齿轮泵叶片泵叶片泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵螺杆泵螺杆泵叶片泵叶片泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵1、液压泵分类：、液压泵分类：模块三 速度控制回路 单向定量泵单向定量泵 双向定量泵双向定量泵 单向变量泵单向变量泵 双向变量泵双向变量泵2.2.液压泵的职能符号液压泵的职能符号模块三 速度控制回路3.液压泵的工作原理（1 1）具有周期性变化的密封）具有周期性变化的密封容腔，密封容腔由小变大容腔，密封容腔由小变大时吸油，由大变小时压油。时吸油，由大变小时压油。（2 2）具有配流装置。它保证）具有配流装置。它保证密封容腔由小变大时
7、只与密封容腔由小变大时只与吸油管接通；密封容腔由吸油管接通；密封容腔由大变小时只与压油管相通。大变小时只与压油管相通。 容积式泵的工作原理图容积式泵的工作原理图模块三 速度控制回路4.液压泵的主要性能参数 工作压力： 额定压力: 最高压力： 排量（q）： 泵的理论流量(QT)： 泵的额定流量： 容积效率pv： 总效率总：模块三 速度控制回路1-1-壳体壳体 2-2-前端盖前端盖 3-3-传动轴传动轴 4,5-4,5-轴承套轴承套 6-6-后端盖后端盖 7-7-主动齿轮主动齿轮 8-8-从动齿轮从动齿轮 9-9-密封圈密封圈 二、齿轮泵二、齿轮泵1、 模块三 速度控制回路2 2、齿轮泵的工作原理
8、、齿轮泵的工作原理 模块三 速度控制回路 单作用非卸荷式单作用非卸荷式变量泵变量泵 分分类类 双作用卸荷式双作用卸荷式 定量泵定量泵三、叶片泵三、叶片泵模块三 速度控制回路1、单作用叶片泵e图3-25 单作用叶片泵工作原理1-压油口 2-转子 3-定子 4-叶片 5-吸油口12345模块三 速度控制回路 改变定子和转子间的偏心量e，就可改变泵的排量(变量泵) 转子受有不平衡的径向液压力,且径向不平衡力随泵的工作压力提高而提高，因此这种泵的工作压力不能太高 排量和流量: 流量脉动.理论分析表明，叶片数为奇数时脉动率较小，故一般叶片数为13或15 BeDV2VBeDnq2模块三 速度控制回路1-1
9、-传动轴传动轴 2-2-叶片叶片 3-3-配流盘配流盘 4-4-转子转子 5-5-定子定子 1 12 23 34 45 52、双作用液片泵模块三 速度控制回路双作用液片泵工作原理双作用液片泵工作原理模块三 速度控制回路第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 功用：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从功用：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。而控制执行元件的运动速度。节流阀节流阀 调速阀调速阀 分流阀分流阀 模块三 速度控制回路节流阀节流阀1、节流阀组成：、节流阀组成：阀体、阀芯、阀体、阀芯、弹簧、调节手轮等弹簧、调节手轮等2、工作原理：、工作原理：调节手轮，阀芯移动，
10、调节手轮，阀芯移动， A变化，变化，q变化。变化。模块三 速度控制回路特点：特点： 进口压力油通过弹簧腔径向小孔和进口压力油通过弹簧腔径向小孔和 阀体上的阀体上的 斜孔同时作用在阀芯的上斜孔同时作用在阀芯的上 下两端下两端 。 即使在高压下，调节阀口比较方便。即使在高压下，调节阀口比较方便。节流阀特点节流阀特点模块三 速度控制回路调速阀调速阀 q = CAp F变化，变化，p变化变化 ， A = C ，q仍变化仍变化 v稳定性要求较高时，用调速阀稳定性要求较高时，用调速阀 模块三 速度控制回路 调速阀的组成调速阀的组成 组成：定差减压阀与节流阀串联而成组成：定差减压阀与节流阀串联而成模块三 速
11、度控制回路调速阀的工作原理调速阀的工作原理模块三 速度控制回路调速阀的流量特性调速阀的流量特性 对调速阀，当对调速阀，当p p相当于节流阀相当于节流阀 中低压中低压 ，=0.5MPa 最小压差最小压差pmin pmin 1Mpa 调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响，但温度变化调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响，但温度变化 对流量仍有影响。对流量仍有影响。 模块三 速度控制回路第四节第四节 案例分析案例分析节流调速回路：节流调速回路：通过改变节流口的通流截面积来调节流量。通过改变节流口的通流截面积来调节流量。1.系统组成 定量泵、节流阀、溢流阀和执行元件。2.工作原理一、一、进口节流调速回路
12、进口节流调速回路定压式节流调速回路 节流调速回路节流调速回路模块三 速度控制回路3. 回路特性1) 机械特性 液压缸速度与外负载的关系。11Aqv pCAqqTT11ApCAT1pppP11)(AppCAPTFApAp2211112, 0AFpp11)(AAFpCAvPT分子分母同乘A 模块三 速度控制回路速度-负载特性方程v与AT ，pP ，F有关，当AT 一定，F，v；同样F，AT，v。速度-负载特性曲线速度刚度： 曲线上某点斜率的倒数Fvkv1tan1111)(AFApCAvPT模块三 速度控制回路速度刚度) 1()(1111FApACAFvPT)()(1111FApAFApCAPPT)
13、(1FApvPvFkv1111)(FApCAAPTvFApP1当AT 一定, F kv ；当F=C, AT kv ；pP, A1， , kv 。结论：在速度低、负载小时速度刚度好。模块三 速度控制回路2) 功率特性a. 功率损失P 溢流损失： qpPP溢节流损失： 1qpqpPTTT节1qpqpPTP回路功率损失： b.回路效率 损失的功率变成热，使油温升高。 回路输入功率（泵输出）： 回路输出功率（缸输入）： PPPqpP 111qpP 模块三 速度控制回路PPcqpqp11cPqq,1cPpp,1溢流量越少，效率越高。负载越大，效率越高。cAFp,11qqqP1回路效率:模块三 速度控制回
14、路缸在恒载下工作时:节溢PPPPP1PPPqpP 节P溢P1P，一定一定时当111pFAFp （定量泵qP不变，pP一定）PPPqpP 总功率：功率特性图111qpP 有效功率：P1q1，q1, P1 。溢流损失： qpPP溢节流损失： 1qpPT节q1, P节1qqqPq1, P溢1pppP节不变。AT, q1 , v。pCAqqTT1模块三 速度控制回路缸在变载下工作时，变变时，1pF油缸流量随载荷增加而下降。有用功111qpP 有极值总效率低。变)(11ppCApCAqqPTTT1pppP变。.0, 0011PpF时，, 01pppP时，. 0, 0, 011PqqT节P溢P1P模块三
15、速度控制回路液压缸最大速度和最小速度之比。TTTTTcRAApCApCAAqAqvvRminmaxminmax1min11max1minmax回路的调速范围取决于节流阀的调节范围。优点：结构简单、价格低廉。缺点：效率低。应用：负载变化不大，低速、小功率的场合。模块三 速度控制回路二、出口节流调速回路二、出口节流调速回路定压式节流调速回路 特点： 速度-负载特性同进口节流调速回路一样。区别：1.有背压，运动平稳性好。2.能承受负值负载。3.发热影响小。 模块三 速度控制回路进出口节流调速回路定压式节流调速回路 模块三 速度控制回路三、旁路节流调速回路三、旁路节流调速回路Tpqqq1调节AT ， q1 变，v变。变压式节流调速回路 安全阀 模块三 速度控制回路区别：1.速度负载特性差。2. 功率利用合理，效率高。3.调速范围小。4.运动平稳性差。 应用：负载较大，运动平稳性要求不高的场合。 模块三 速度控制回路 采用调速阀代替节流阀调速，可以改善速度-负载特性，其它特性同节流阀调速一样。
