容积调速回路在燃料设备中的应用原理

在电厂燃料设备中，液压调速回路有节流调速回路和容积式调速回路，它们都属于无级变速型调速回路。

（一）节流调速回路

节流调速回路的工作原理是：通过改变回路中流量控制元件的通流截面积的大小，来控制流入或流出执行元件的流量，以达到调节执行元件运动速度的目的。

在电厂燃料设备中，常用的是定压式节流调速回路，即系统工作压力不随外界负载而变化。根据节流阀的安装位置，又可分为进油路节流调速和回油路节流调速两种。

1.进油路节流调速

将流量阀装在执行元件的进油路上，称为进油路节流调速。图3-27所示是进油路节流调速原理，节流阀串联在液压泵的出口处，所以活塞前进和后退均属于进油路节流调速；也可将单向节流阀装在换向阀和液压缸进油腔之间，称为单向进油路节流调速。在进油路节流调速回路中，调节节流阀阀口的大小，便能控制进入液压缸的流量，进而起到调速的目的。

进油路节流调速的应用实例是，重车调车机大臂摘钩液压控制系统（图3-28）。节流阀限制了进入摘钩液压缸的流量，从而控制了摘钩液压缸活塞的动作，使摘钩更加平稳。

图3-27 进油路节流调速原理

图3-28 重车调车机进油路节流调速

1—节流阀 2—顺序阀

2.回油路节流调速

把节流元件装在定量液动机的回油路上，以进行调速的液压系统，称为回油路节流调速，如图3-29所示。回油路节流调速也是依靠单向节流阀来实现调速的，在进油过程中，液压油不经节流阀，而经单向阀直接进入液压缸，在回油过程中，液压油经节流阀节流后流入油箱，控制了液压缸的运动速度，回油路节流调速在燃料设备液压控制回路的应用较多，如翻车机液压压车、斗轮机尾车头升降液压控制回路等。图3-30和图3-31所示是斗轮机尾车头的升降原理，它既含有进油路节流调速又含有回油路节流调速。另外，此回路还采用了液控单向阀的保压回路。

图3-29 回油节流调速原理图

其具体工作过程如下所述：

（1）（尾车变幅升）回油路节流动作过程 如图3-30中的箭头所示，当电动机起动后，液压泵开始向系统供油，此时各电磁阀均处于不通电状态，其液压油经三位四通电磁换向阀1、2中位直接回到油箱。当操纵开关处于尾车“变幅升”位置时，三位四通电磁换向阀1左侧的电磁铁通电，液压油经三位四通电磁换向阀1、单向节流阀4右侧的单向阀及液控单向阀3进入变幅缸的无杆腔，使活塞杆伸出，有杆腔的液压油经右侧单向节流阀4中的节流阀、三位四通电磁换向阀1、2中位流回油箱。

（2）（尾车变幅降）回油路节流动作过程 如图3-31中的箭头所示，当操纵开关处于尾车“变幅降”位置时，三位四通电磁换向阀1右侧的电磁铁通电，液压油经三位四通电磁换向阀1右侧、单向节流阀4左侧的单向阀进入变幅缸有杆腔，同时打开液控单向阀3，使无杆腔的液压油经液控单向阀3、左侧的单向节流阀4中的节流阀以及三位四通电磁换向阀1、2中位流回油箱。

(www.xing528.com)

图3-30 （尾车变幅升）回油节流动作过程

1、2—三位四通电磁换向阀 3—液控单向阀 4—单向节流阀

图3-31 （尾车变幅降）回油节流动作过程

1、2—三位四通电磁换向阀 3—液控单向阀 4—单向节流阀 5—尾车变幅液压缸 6—尾车钩液压缸 7—溢流阀

（3）尾车钩液压缸动作过程 当操纵开关处于“脱钩”位置时，三位四通电磁换向阀2右侧电磁铁通电，液压油接通尾车钩液压缸6，并使液压缸伸出；当操纵开关处于“挂钩”位置时，三位四通电磁换向阀2左侧电磁铁通电，液压油经溢流阀流回油箱，而尾车钩液压缸与油箱相通，靠自重使液压缸缩回。

在该系统中，液控单向阀的作用是使尾车液压缸在任意位置停留。单向节流阀的作用是回油路节流调速，从而使变幅缸平稳运行。两个溢流阀的作用是调压和起安全保护作用。

（二）容积调速回路

1.容积调速回路的工作原理

容积调速回路的工作原理是：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量，来调节执行元件的运动速度。与节流调速回路相比，因为液压泵的输出液压油直接进入执行元件，没有溢流损失和节流损失，所以功率损失小；并且其工作压力随负载的变化而变化，所以效率高，发热少，适应于高速、大功率的系统。

2.开式和闭式容积调速回路

按回路循环方式的不同，容积调速回路分为开式和闭式两种回路。开式回路中，液压泵直接从油箱吸液压油供给执行元件，执行元件将液压油直接流回油箱，油箱的结构尺寸较大，因此液压油可以得到充分的冷却，但是，空气和脏物容易进入回路。

闭式回路中，液压泵将液压油输出，进入执行元件，又从执行元件的回油路中吸液压油。这种回路结构紧凑，只需很小的补给油箱，且可以避免空气和脏物的进入，但是冷却条件差且泄漏较多（局部损失较大），因此这种闭式油路常需要加上一个补给液压缸。

容积调速回路按照动力元件与执行元件的不同组合，可分为变量泵和定量马达的容积调速回路（图3-32a），定量泵和变量马达的容积调速回路（图3-32b），变量泵和变量马达的容积调速回路（图3-32c）三种基本形式。容积调速回路的实质就是采用变量泵改变流量或改变液压马达每转排量来实现调速的目的。

图3-32 容积调速回路

a）变量泵-定量马达容积调速回路 b）定量泵-变量马达容积调速回路 c）变量泵-变量马达容积调速回路

a）1—定量泵（补油泵） 2—变量泵 3—单向阀 4—顺序阀 5—定量马达 6—溢流阀 b）1—定量泵 2—变量马达 3—顺序阀 4—定量泵（补油泵） 5—溢流阀 c）1—双向变量泵 2—双向变量马达 3—溢流阀 4—定量泵（补油泵） 5—溢流阀 6、8—左侧单向阀 7、9—右侧单向阀

容积调速回路的最典型实例是，斗轮机斗轮回转及臂架回转调速系统，其具体工作过程及调试方法将再单元三第十章第五节中做详细讲解。