二通流量阀和三通流量阀介绍.docx

目前多数液压教材与参考书，有不少内容，比较地没有能跟上近10多年来液压技术进步的步伐，显得比较陈旧。这里就借网友的提问，以介绍原理为主线，将二通调速阀与三通调速阀方面的情况作一介绍。在具体介绍之前，有一个基本的背景材料：二通调速阀、三通调速阀都是与定量泵配合，来调节负载所需要的流量（即用于定量泵系统）。也就是说多余流量，要从系统溢流阀（对于二通调速阀）流回油箱，或三通调速阀自己的第三个油口流出（在工业用系统中一般流回油箱，在工程机械系统中，有时要派其他用场）。1）二通调速阀（见插图）由可以改变阀口过流面积大小的节流阀，与定差减压阀串联而成。由图可见，该阀只有一个进油口和一个出油口，所以称为二通调速阀。阀中的节流阀口是一种液阻，它服从液阻流量公式的制约。即通过液阻的流量，主要与节流阀口的调定面积（可以根据需要加于改变）A和阀口前后的压差PP成正比，即由面积与压差这两个主要因素决定。如果只是调节阀口面积，不采取其他措施保持阀口前后压差不变，则尽管调定的阀口面积不变，但负载变化（表明阀口前后压差变化）时，流往负载的流量就会发生我们所不希望的变化。2）二通流量阀中的定差减压阀，就是专门用来在负载压力变化时保持节流阀口前后压差不变(又称二通压力补偿器)，这样流量就只决定于节流阀阀口面积。这个定差减压阀不是常规的减压阀（常规减压阀实际上是定值减压阀，简称减压阀）可以这样来理解。例如，对于总压力为120bar的系统，假设定差减压阀保持的节流口压差为5bar，而如果负载压力为110，则油液流进二通阀的那个口子E（补偿阀口）上的压差就是12011055bar。如果现在负载小了，例如变成60，这时定差减压阀阀芯（图中最明显得那个一头大（作用着节流阀后的压力）一头小（小头加上一个环形面积，总面积等于大头，作用着节流阀前压力） 的阀芯）就会首先感受到这个变化，由于大头压力降低，阀芯就会往左移动一点，也就是将补偿阀口E关小一点，使得节流阀前的压力也随着节流阀后压力的降低而降低，使得节流阀前后压差还基本为5bar。这就是所谓的负载补偿功能。二通就是靠这个本事尽职的。3）这一笔新的帐是：补偿口E处的压差就是12060555bar。你看，补偿阀口E一方面尽职维持节流阀阀口前后压差不变，一方面拿回扣（55550）50，也就是将负载降低的1106050全部装进自己的口袋在补偿阀口以发热的形式损失掉！所以讲，二通阀是以消耗能量来维持节流阀阀口前后压差不变，代价不小。4）不过话要说回来，二通阀还是比较能干的，它可以根据人们的需要，在进油（串联于负载前）、旁路（并联于负载前）和回油（负载之后）三个位置上干活，比较听话。11）三通阀中，请了另一位保护神来维持节流阀阀口前后压差不变。如图（先不要看结构原理图右端的先导阀，当作没有这个小阀RY），就是定差溢流阀（又称三通压力补偿器）。也就是说，从结构上看，三通是由节流阀与并联的定差溢流阀组成。三通阀除了进油口（来自泵出口）出油口（去负载）外，还有一个多余流量的出口（对于一般工业用液压系统，多余流量流回油箱；对于工程机械系统，有时还有派其他用场，压力不等于零），所以称为三通调速阀。21）三通中的定差溢流阀阀芯形式上也是一个大小头结构，从这个阀芯受力平衡的分析中得出它能维持节流阀口前后压差不变等情况，与二通调速阀是相似的。31）这里与二通调速阀最大的不同是，油液根本就不流过定差溢流阀的主阀（并联），而是从环城高速绕过去的！这就是说，泵的出口压力不像在二通调速阀时那样由系统溢流阀确定为一个定值，而是仅仅只比负载压力高一点点，也就是高一个节流阀阀口压差，这个压差是受定差溢流阀筐制的，例如58bar。负载变，泵的出口压力跟着变，这就是所谓的负载适应（负载敏感）。这实际上是回归到液压技术的原来面貌系统压力由负载决定。这个负载适应，就是三通调速阀的亮点阀控系统中节能的冠军！41）当然话也要说回来，阀控系统节能冠军身价也是比较高的，人们不能随便使用。其使用条件是；办公室只能在泵的出口，其它地方不去；只管一个负载，2个以上负载它不管。51）由于三通调速阀的系统，泵出口压力随负载而变，权利够大的了，所以要有保护机制，否则系统有危险。这个问题只要加上一个先导阀就行了（将图中刚才暂时不看的RY请回来）。当系统压力上升到先导阀的限制压力时，先导阀就与定差溢流阀的阀芯联合组合，变成常规的先导式溢流阀保护系统，不再是定差溢流阀！12）对于两通调速阀，一般的图书，大多只介绍先减压后节流的方式（见附图），实际上历史上就存在另一种形式，即先节流后减压。由于当时技术水平比较低下，两者没有多少差别，后者就被淘汰。近几年工程机械用负载补偿4通多路阀中，为了克服流量饱和的不良影响，搞出一个抗流量饱和多路阀，其中就是常用先节流后减压的模式。22）对于工业液压系统用单向的调速阀、一般的比例流量阀，实现负载补偿或者常用串联定差减压阀（二通阀原理），或者采用并联定差溢流阀（三通阀原理），在一个系统中不能两者兼而有之。而在工程机械用液压系统中，却是将两者结合起来使用，每一个多路阀片常用串联的定差减压阀，总体上依靠高压优先梭阀网络的帮助，用并联定差溢流阀，使系统压力与多联中当时时刻的最高负载相适应。其他进一步的事，这里只能提一提，不便多说，如果需要另开专题。13）工程机械中的单路稳流阀，原理上就是节流阀为固定小孔的三通调速阀；23）工程机械中的优先