液压与气压传动实验(3)

实验三 节流调速回路性能

一、实验目的

1、通过实验深入了解三种节流阀节流调速回路的性能差别。 2、加深理解节流阀与调速阀的节流调速回路的性能差别。

P5·A1

二、实验内容和原理

1、 进油路节流阀调速回路

如图3—1在进油路节流阀调速回路中 工作油缸的活塞受力平衡方程式：

P3A1?P5A1?R

式中：

P3——工作油缸无杆腔压力（MPa）；

3—1进油路节流阀调速回路

P5——加载油缸有杆腔压力（MPa）；

A1——工作油缸（或加载油缸）无杆腔有效面积（cm2）; (注：工作油缸与加载油缸结构尺寸相同)；

R——工作油缸和加载油缸的摩擦力之和（N） 进油路节流阀的前后压差?P

?P?PA?P3?PA?P5?R A1式中：PA——油泵出口压力（或溢流阀调定压力）。 通过节流阀进入油缸的流量Q

Q?K·A·?Pm?K·A(PA?P5?Rm) A1式中：K——流量系数；

A——节流阀的有效节流面积（cm2）；

m——压力指数，节流口为薄壁口时m=0.5。 所以工作油缸活塞运动的速度v：

v?QK·AR?(PA?P5?)m A1A1A1式中：K、A1、R、m都为定常值。A在节流阀调定后也不变化。所以只要P5变化即负

载变化时，工作油缸活塞运动的速度就随之变化，即此速度是负载压力的单值函数。因此，通过改变负载压力，即可得到进油路节流阀调速回路的速度负载特性。

v?f(P5)

2、回油路节流阀调速回路

如图3—2在回油路节流阀调速回路中，工作油缸的活塞受力平衡方程式：

P3·A1?P4·A2?P5·A1?R

P4

式中：P4——工作油缸有杆腔压力（MPa）；

A2——工作油缸有杆腔有效面积（cm2）； 其余同前。

回油路节流阀前后压差?P：

?P?P4?0?通过节流阀的流量Q：

(P3?P5)A1?R

A2(p3?p5)A1?Rm]

A2Q?K·A·?Pm?K·A[所以，工作缸活塞运动速度v：

v?QKA(P3?P5)A1?Rm?[] A2A2A2与实验1相同

v?f(P5)

3、旁油路节流阀调速回路

如图3—3在旁油路节流阀速回路中，工作油缸活塞受力平衡方程式：

P3·A1=Ps·A1+R

油路节流阀前后压差?P：

?P?P3?O?(P5?通过节流阀流回油箱的流量?Q：

R)?0 A1?Q?K·A·?Pm?K·A(P5?进入工作油缸的流量Q ：

Rm) A1Q?QB??Q?QB?K·A(P5?式中：QB——油泵额定流量。 所以工作缸活塞运动速度v：

Rm) A1v?QQBK·AR??(P5?)m A1A1A1A1式中的QB当采用定量泵时为常量，所以可以得到与实验1相同的结论：

v?f(P5)

4、进油路调速阀调速回路

如图3—4在负载变化时，虽然加在调速阀两端的压差变化，但由于调速阀中减压阀的作用，使通过的流量不变，所以活塞的运动速度不随负载的变化而产生变化。所以

v?Q?f(P5)?常数 A1三、实验装置和作用

液压原理图见图1—2中节流调速回路性能部分。 1、系统工作部分： 油泵1：动力源；

溢流阀2：调定油泵出口压力； 换向阀3：给工作缸换接油路；

节流阀7、8、9进油路、回油路、旁油路三种调速回路的节流阀； 调速阀6：进油路调速回路的调速阀；

压力表4、5指示油泵出口压力，节流阀前后压力和调速阀前后压力值； 秒表：记录工作油缸在一定行程的时间； 油缸；19执行机构。 2．加载部分： 油泵18：动力源；

溢流阀11：调定油泵18出口压力； 换向阀17：换接加载缸油路；

油缸20：油缸19的外负载(模拟负载)； 压力表12：指示油泵18的出口压力。

四、实验步骤

1、进油路节流阀调速回路

①空载起动，待油温不再上升时开始实验。

②关闭调速阀6，节流阀9，全部打开节流阀8，组成进油路节流阀调速回路。

③调节溢流阀2使测压点4-1的压力值为3MPa，换向阀17置右位，调节溢流阀11使测压点12—1的压力值为0.5MPa。

④转动压力表开关使压力表的测压点为4—3、5—2、12—3，调节节流阀7为小开度。 ⑤换向阀3置左位，用秒表记下工作缸活塞运动一定行程L所需时间t，同时记下活塞运动过程中压力表4、5、12的压力值，换向阀3置右位，回程。

⑥加载压力每隔0.5MPa为一个测点，到2.5MPa共五个测点，重复上述步骤。 ⑦改变节流阀7为中开度和大开度，各重复上述步骤一次。 2、回油路节流阀调速回路：

①关闭调速阀6、节流阀9、全部打开节流阀7，组成回油路节流阀调速回路。 ②改变节流阀8的开度为小开度、中开度和大开度三种。 ③各压力表测压点为4—3，5—3,12—3，其余同实验1。 3、旁油路节流阀调速回路

①关闭调速阀6，全部打开节流阀7和8，组成旁油路节流阀调速回路： ②改变节流阀9的开度为小开度、中开度和大开度三种。 ③各压力表测压点为5—2(5—3)、12—3，其余同实验1。 4、进油路调速阀调速回路

①关闭节流阀7、9，全部打开节流阀8，组成进油路调速阀调速回路： ②改变调速阀6的开度为小开度、中开度和大开度三种。

③各压力表测压点为4—3(4—2)，5—2，12—3，其余同实验1。

五、实验数据和曲线

1、 进油路节流阀调速回路

①将实验数据填入表3—1 ②特性曲线：

在方格纸上画出速度负载特性曲线v = f(P5)。 系统压力PA = 4Mpa； 活塞行程L = 200mm。

表3—1 油温?= （C） 节流阀 开度 A0 加载调定 压 力 P（MPa） 0.5 1 小 1.5 2 2.5 0.5 中 1 1.5 活塞运动 活塞运动 时 间 T(s) 速 度 V(mm/s) 加载缸无 杆腔压力 P5(MPa) 节流阀 前压力 P1(MPa) 节流阀 后压力 P3(MPa) 02 2.5 0.5 1 大 1.5 2 2.5

2、回油路节流阀调速回路

①将实验数据填入表3—2中。 ②特性曲线：

画出速度负载特性曲线V=f(P5)在方格纸上。 系统压力PA=4MPa，活塞行程L=200mm。

表3—2 油温?= （C）

?节流阀 开 度 A0 加载调定 压 力 P（MPa） 0.5 1 活塞运动 时 间 t(s) 活塞运动 速 度 V(mm/s) 加载缸无 杆腔压力 P5(MPa) 节流阀 前压力 P4(MPa) 节流阀 后压力 P6(MPa) 小 1.5 2 2.5 0.5 1 中 1.5 2 2.5