(2)泵-馬達式容積調(diào)速回路

    泵-馬達式容積調(diào)速回路有變量泵-定量馬達式、定量泵-變量馬達式和變量泵-變量馬達式三種形式。

    ①變量泵-定量馬達式容積調(diào)速回路

a．油路組成及工作原理調(diào)速回路如圖E(a)所示，此回路為閉式回路。3為安全閥，4為補充泄漏用的輔助泵（其流量為變量泵最大輸出流量的10%～15%），其輸出低壓由溢流閥5調(diào)定。變量泵1輸出的流量全部進入定量馬達2。

    如不計損失，液壓馬達的轉(zhuǎn)速n_m為

                           n_m=q_m/V_m=q_p/V_m=V_p/V_mn_p                 (7-20)

式中  q_m——液壓馬達的輸入流量；

      q_p——液壓馬達的輸出流量；

V_p，V_m——液壓泵、液壓馬達的排量；

      n_p——液壓泵的轉(zhuǎn)速。

    因V_m、n_p都為常數(shù)，所以調(diào)節(jié)變量泵的排量V_p就可調(diào)節(jié)液壓馬達的轉(zhuǎn)速n_m。

    b．性能特點

    i．速度-負載特性。實際上，因泵與馬達均有泄漏，且其泄漏量與負載壓力成正比，因此負載變化將直接影響液壓馬達速度的穩(wěn)定性。即隨負載轉(zhuǎn)矩的增加液壓馬達的轉(zhuǎn)速略有下降。但減少泵和（或）液壓馬達的泄漏量，增大液壓馬達的排量，均可提高回路的速度剛度。

    ii．調(diào)速范圍。由于變量泵的排量可以調(diào)得較小，因此這種調(diào)速回路有較大的調(diào)速范圍。如果采用高質(zhì)量的柱塞變量泵，其調(diào)速范圍（n_max/n_min）可達40，并可實現(xiàn)連續(xù)的無級調(diào)速。當(dāng)回路中的液壓泵能改變供油方向時，液壓馬達能實現(xiàn)平穩(wěn)的換向。

    iii．轉(zhuǎn)矩特性。在不計損失的條件下，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩為

                              T_m =p_sV_m/2π=常數(shù)                 (7-21)

    由式(7-21)可看出，當(dāng)安全閥的調(diào)定壓力熱不變時，因定量馬達的排量是固定的，則在調(diào)速范圍內(nèi)各種速度下液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩也不變，所以這種調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

    而其最大輸出功率P_m為

                                P_m=2πn_mT_m=V_pn_pp_s                (7-22)

    很顯然，當(dāng)p_s、n_p都為常數(shù)，最大輸出功率P_m隨著變量泵的排量V_p變化而線性變化。如圖E (b)所示。

    ②定量泵一變量馬達式容積調(diào)速回路

    a．油路組成及工作原理這種調(diào)速回路的油路結(jié)構(gòu)如圖F(a)所示。3為安全閥；4為補油用的輔助泵，5為輔助泵定壓的溢流閥。溢流閥5的壓力調(diào)得較低，使主泵1的吸油腔有一定的壓力。采用輔助泵補油可改善主泵的吸油條件。

    如不計損失，計算液壓馬達的轉(zhuǎn)速n_m的公式和式(7-20)完全相同，只是V_p值不變而V_m改變。因V_p、n_p都為常數(shù)，故液壓馬達的轉(zhuǎn)速與排量V_m成反比，變化液壓馬達的排量即可調(diào)節(jié)液壓馬達的轉(zhuǎn)速。

    b．性能特點．

    i．速度-負載特性。這種調(diào)速回路的速度-負載特性與變量泵-定量馬達容積調(diào)速網(wǎng)路的完全相同。

    ii．調(diào)速范圍。從液壓馬達轉(zhuǎn)速的計算公式可知，隨著變量液壓馬達排量的減小，其轉(zhuǎn)速提高，但其輸出扭矩將減小，機械效率降低。當(dāng)排量減小到一定程度后，其輸出扭矩甚至不足以克服負載。因此，實際上液壓馬達排量的可調(diào)范圍不大。即使是高質(zhì)量的軸向柱塞馬達，其排量的可調(diào)范圍也只有4左右。所以這種調(diào)速回路的調(diào)速范圍較小，一般只有4左右。

   iii．轉(zhuǎn)矩特性。液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩仍然按式(7-21)計算，不同的是，此時液壓馬達的排量V_m是可變的，輸出的轉(zhuǎn)矩也是變化的，并且隨著液壓馬達排量的增減而增減，如圖F(b)所示。

    液壓馬達的最大輸出功率P_m的計算同式(7-22)，當(dāng)安全閥的調(diào)定壓力p_s不變時，因V_p為定值（定量泵），液壓馬達的最大輸出功率P_m與其排量無關(guān)，也為一定值。因此稱回路的這一特性為恒功率特性，稱這種調(diào)速為恒功率調(diào)速。

③變量泵-變量馬達式容積調(diào)速回路

如圖G(a)所示。其中1為輔助泵，2為輔助泵1定壓的溢流閥，回路中設(shè)置了4個單向閥，單向閥3和5用于實現(xiàn)雙向補油，而單向閥6和8使安全閥9能在兩個方向起安全作用。雙向變量泵4既可改變流量，又可以改變供油方向，用以實現(xiàn)液壓馬達7的調(diào)速和換向。

    若雙向變量泵4逆時針轉(zhuǎn)動時，液壓馬達7的回油及輔助泵1的供油經(jīng)單向閥3進入雙向變量泵4的下油口，則其上油口排出的壓力油進入液壓馬達7的上油口并使液壓馬達7逆時針方向轉(zhuǎn)動，液壓馬達7下油口的回油又進入雙向變量泵4的下油口，構(gòu)成閉式循環(huán)回路。這時單向閥5和8關(guān)閉，3和6打開，如果液壓馬達7過載，可由安全閥9起保護作用。若雙向變量泵4順時針轉(zhuǎn)動，則單向閥5和8打開，3和6關(guān)閉，雙向變量泵4的上油口為進油口，下油口為排油口，液壓馬達也順時針轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)液壓馬達的換向。這時著液壓馬達過載，安全閥9仍可起保護作用。

這種回路的液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率的表達式也與式(7-20)～式(7-22)相同，只不過其中泵和馬達的排量都是可調(diào)的。 

    實際上，變量泵-變量馬達式容積調(diào)速回路就是前兩種回路的組合，液壓馬達的轉(zhuǎn)速既可通過改變變量泵的排量又可以通過改變變量馬達的排量來實現(xiàn)。因此拓寬了這種回路的調(diào)速范圍(可達100)以及擴大了馬達的輸出轉(zhuǎn)速和輸出功率的可選擇性。其調(diào)速特性曲線如圖G(b)所示。一般執(zhí)行元件都要求在啟動時有低轉(zhuǎn)速和大的輸出轉(zhuǎn)矩，而在正常工作時都希望有較高的轉(zhuǎn)速和較小的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，這種回路在使用中，先將液壓馬達的排量調(diào)到最大(V_m=V_mmax)，使馬達能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，由小到大改變泵的排量，直到最大值(V_p=V_pmax)，此時液壓馬達轉(zhuǎn)速隨之升高，輸出功率也線性增加，液壓回路處于恒轉(zhuǎn)矩輸出狀態(tài)；然后，保持V_p=V_pmax，由大到小改變馬達的排量，則馬達的轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，而其輸出轉(zhuǎn)矩卻隨之降低，馬達的輸出功率恒定不變，這時的液壓回路處于恒功率工作狀態(tài)。

    這種調(diào)速回路常用于機床主運動、紡織機械、礦山機械和行走機械中，以獲得較大的調(diào)速范圍。