(2)泵-马达式容积调速回路
泵-马达式容积调速回路有变量泵-定量马达式、定量泵-变量马达式和变量泵-变量马达式三种形式。
①变量泵-定量马达式容积调速回路
a．油路组成及工作原理调速回路如图E(a)所示，此回路为闭式回路。3为安全阀，4为补充泄漏用的辅助泵（其流量为变量泵最大输出流量的10%～15%），其输出低压由溢流阀5调定。变量泵1输出的流量全部进入定量马达2。
如不计损失，液压马达的转速nm为
nm=qm/Vm=qp/Vm=Vp/Vmnp (7-20)
式中 qm——液压马达的输入流量；
qp——液压马达的输出流量；
Vp，Vm——液压泵、液压马达的排量；
np——液压泵的转速。
因Vm、np都为常数，所以调节变量泵的排量Vp就可调节液压马达的转速nm。
b．性能特点
i．速度-负载特性。实际上，因泵与马达均有泄漏，且其泄漏量与负载压力成正比，因此负载变化将直接影响液压马达速度的稳定性。即随负载转矩的增加液压马达的转速略有下降。但减少泵和（或）液压马达的泄漏量，增大液压马达的排量，均可提高回路的速度刚度。
ii．调速范围。由于变量泵的排量可以调得较小，因此这种调速回路有较大的调速范围。如果采用高质量的柱塞变量泵，其调速范围（nmax/nmin）可达40，并可实现连续的无级调速。当回路中的液压泵能改变供油方向时，液压马达能实现平稳的换向。
iii．转矩特性。在不计损失的条件下，液压马达的输出转矩为
Tm =psVm/2π=常数 (7-21)
由式(7-21)可看出，当安全阀的调定压力热不变时，因定量马达的排量是固定的，则在调速范围内各种速度下液压马达的输出转矩也不变，所以这种调速为恒转矩调速。
而其最大输出功率Pm为
Pm=2πnmTm=Vpnpps (7-22)
很显然，当ps、np都为常数，最大输出功率Pm随着变量泵的排量Vp变化而线性变化。如图E (b)所示。
②定量泵一变量马达式容积调速回路
a．油路组成及工作原理这种调速回路的油路结构如图F(a)所示。3为安全阀；4为补油用的辅助泵，5为辅助泵定压的溢流阀。溢流阀5的压力调得较低，使主泵1的吸油腔有一定的压力。采用辅助泵补油可改善主泵的吸油条件。
如不计损失，计算液压马达的转速nm的公式和式(7-20)完全相同，只是Vp值不变而Vm改变。因Vp、np都为常数，故液压马达的转速与排量Vm成反比，变化液压马达的排量即可调节液压马达的转速。
b．性能特点．
i．速度-负载特性。这种调速回路的速度-负载特性与变量泵-定量马达容积调速网路的完全相同。
ii．调速范围。从液压马达转速的计算公式可知，随着变量液压马达排量的减小，其转速提高，但其输出扭矩将减小，机械效率降低。当排量减小到一定程度后，其输出扭矩甚至不足以克服负载。因此，实际上液压马达排量的可调范围不大。即使是高质量的轴向柱塞马达，其排量的可调范围也只有4左右。所以这种调速回路的调速范围较小，一般只有4左右。
iii．转矩特性。液压马达的输出转矩仍然按式(7-21)计算，不同的是，此时液压马达的排量Vm是可变的，输出的转矩也是变化的，并且随着液压马达排量的增减而增减，如图F(b)所示。
液压马达的最大输出功率Pm的计算同式(7-22)，当安全阀的调定压力ps不变时，因Vp为定值（定量泵），液压马达的最大输出功率Pm与其排量无关，也为一定值。因此称回路的这一特性为恒功率特性，称这种调速为恒功率调速。
③变量泵-变量马达式容积调速回路
如图G(a)所示。其中1为辅助泵，2为辅助泵1定压的溢流阀，回路中设置了4个单向阀，单向阀3和5用于实现双向补油，而单向阀6和8使安全阀9能在两个方向起安全作用。双向变量泵4既可改变流量，又可以改变供油方向，用以实现液压马达7的调速和换向。
若双向变量泵4逆时针转动时，液压马达7的回油及辅助泵1的供油经单向阀3进入双向变量泵4的下油口，则其上油口排出的压力油进入液压马达7的上油口并使液压马达7逆时针方向转动，液压马达7下油口的回油又进入双向变量泵4的下油口，构成闭式循环回路。这时单向阀5和8关闭，3和6打开，如果液压马达7过载，可由安全阀9起保护作用。若双向变量泵4顺时针转动，则单向阀5和8打开，3和6关闭，双向变量泵4的上油口为进油口，下油口为排油口，液压马达也顺时针转动，实现液压马达的换向。这时著液压马达过载，安全阀9仍可起保护作用。
这种回路的液压马达输出转速、输出转矩和输出功率的表达式也与式(7-20)～式(7-22)相同，只不过其中泵和马达的排量都是可调的。
实际上，变量泵-变量马达式容积调速回路就是前两种回路的组合，液压马达的转速既可通过改变变量泵的排量又可以通过改变变量马达的排量来实现。因此拓宽了这种回路的调速范围(可达100)以及扩大了马达的输出转速和输出功率的可选择性。其调速特性曲线如图G(b)所示。一般执行元件都要求在启动时有低转速和大的输出转矩，而在正常工作时都希望有较高的转速和较小的输出转矩。因此，这种回路在使用中，先将液压马达的排量调到最大(Vm=Vmmax)，使马达能获得最大输出转矩，由小到大改变泵的排量，直到最大值(Vp=Vpmax)，此时液压马达转速随之升高，输出功率也线性增加，液压回路处于恒转矩输出状态；然后，保持Vp=Vpmax，由大到小改变马达的排量，则马达的转速继续升高，而其输出转矩却随之降低，马达的输出功率恒定不变，这时的液压回路处于恒功率工作状态。
这种调速回路常用于机床主运动、纺织机械、矿山机械和行走机械中，以获得较大的调速范围。 |
