液压第六章4流量控制阀

1、流量控制阀流量控制阀一、概述一、概述 流量控制阀是通过改变阀口通流面积的大小，流量控制阀是通过改变阀口通流面积的大小，即改变液阻来实现流量调节的液压阀。即改变液阻来实现流量调节的液压阀。 流量调节的目的是改变进入执行元件的流量，流量调节的目的是改变进入执行元件的流量，调节执行元件的运动速度，以满足液压系统的工作调节执行元件的运动速度，以满足液压系统的工作要求。流量控制阀是节流调速回路中的基本调节元要求。流量控制阀是节流调速回路中的基本调节元件。件。短片短片 流量控制阀包括流量控制阀包括 节流阀、调速阀、旁通型调速阀和分流集流阀节流阀、调速阀、旁通型调速阀和分流集流阀等。等。 二、节流阀二、节流

2、阀 （一）节流阀的工作原理（一）节流阀的工作原理v节流阀是一种最简单、最基本的流量控制阀。图节流阀是一种最简单、最基本的流量控制阀。图6-356-35所示是一种典型的节流阀结构图，它主要由所示是一种典型的节流阀结构图，它主要由阀芯阀芯3 3、阀体、阀体2 2、螺母、螺母1 1等零件组成。等零件组成。v2 2、节流阀装配动画节流阀装配动画、v为了平衡阀芯上的液压径向力，轴向三角槽须对为了平衡阀芯上的液压径向力，轴向三角槽须对称布置，三角槽数称布置，三角槽数n n22。 （二）主要性能（二）主要性能 1.1.流量特性流量特性v通过节流阀的流量及其前后压差的关系可表示为通过节流阀的流量及其前后压差的

3、关系可表示为 式中式中 K K节流系数，节流系数， A A节流阀通流面积节流阀通流面积 p p阀口前后压差；阀口前后压差； m m由孔口形式决定的指数，由孔口形式决定的指数， 0.5 0.5m m11。mpKAqqA4A3A2A1 最小稳定流量最小稳定流量v造成堵塞现象的主要原因是造成堵塞现象的主要原因是 1 1）油液中的污物堵塞节流口，）油液中的污物堵塞节流口， 2 2）油液中的极化分子和金属表面的吸附作用导致节）油液中的极化分子和金属表面的吸附作用导致节流缝隙表面形成吸附层，使节流口的大小和形状受流缝隙表面形成吸附层，使节流口的大小和形状受到破坏。到破坏。 3 3）阀口压差较大时，因阀口温

4、升高，液体受挤压的）阀口压差较大时，因阀口温升高，液体受挤压的程度增强，金属表面易受摩擦而形成电位差，引起程度增强，金属表面易受摩擦而形成电位差，引起堵塞。堵塞。v减轻堵塞现象的措施有减轻堵塞现象的措施有 1 1）选择水力半径大的薄刃节流口。）选择水力半径大的薄刃节流口。 2 2）精密过滤并定期更换油液。）精密过滤并定期更换油液。 3 3）选择合适的节流口前后压差。）选择合适的节流口前后压差。 节流阀堵塞现象使其在小流量下工作时流量不稳定，节流阀堵塞现象使其在小流量下工作时流量不稳定，以至执行元件出现爬行现象。所以，节流阀应有以至执行元件出现爬行现象。所以，节流阀应有一个能正常工作的最小流量限

5、制，即最小稳定流一个能正常工作的最小流量限制，即最小稳定流量。量。 （三）节流阀的应用（三）节流阀的应用 1.1.起节流调速作用起节流调速作用v在定量泵供油的节流调速系统中，节流阀与溢流阀配合在定量泵供油的节流调速系统中，节流阀与溢流阀配合使用，调节执行元件的运动速度。其调速原理将在第七使用，调节执行元件的运动速度。其调速原理将在第七章的速度调节回路中讲述。章的速度调节回路中讲述。 2. 2.起负载阻尼作用起负载阻尼作用v有些液压系统流量是一定的，改变节流阀的开口面积将有些液压系统流量是一定的，改变节流阀的开口面积将导致阀的前后压力差的改变。此时节流阀起负载阻尼作导致阀的前后压力差的改变。此时

6、节流阀起负载阻尼作用，称之为液阻。节流口面积越小液阻越大。节流元件用，称之为液阻。节流口面积越小液阻越大。节流元件的阻尼作用被广泛用于液压元件的内部控制中。的阻尼作用被广泛用于液压元件的内部控制中。 3.3.起压力缓冲作用起压力缓冲作用 在液流压力容易发生突变的地方安装节流元在液流压力容易发生突变的地方安装节流元件可以延缓压力突变的影响，防止液压冲击，起件可以延缓压力突变的影响，防止液压冲击，起保护元件作用。典型的例子是压力表前的阻尼保护元件作用。典型的例子是压力表前的阻尼孔孔可调式压力表开关；又如液压缸中的节流缓可调式压力表开关；又如液压缸中的节流缓冲装置。冲装置。三、调速阀和旁通型调速阀三

7、、调速阀和旁通型调速阀v对于执行元件负载变化大和速度稳定性要求高的对于执行元件负载变化大和速度稳定性要求高的调速系统，必须对节流阀进行压力补偿，来保持调速系统，必须对节流阀进行压力补偿，来保持节流阀前后压差不变，起到稳定流量的作用。节流阀前后压差不变，起到稳定流量的作用。v常见的结构有调速阀和旁通型调速阀常见的结构有调速阀和旁通型调速阀。（一）调速阀（一）调速阀 1.1.调速阀的工作原理调速阀的工作原理v调速阀是由调速阀是由节流阀与定差减压阀串联节流阀与定差减压阀串联组成。组成。v若定差减压阀阀芯受力平衡处于某一位置时，节流阀若定差减压阀阀芯受力平衡处于某一位置时，节流阀进出口压力差进出口压力

8、差ppp p2 2-p-p3 3F Ft t/A/A为一确定值为一确定值, ,v定差减压阀的阀口开度一定，使压力定差减压阀的阀口开度一定，使压力p p1 1减至减至p p2 2，因此，因此流经调速阀，即节流阀流量与节流阀的开口面积成正流经调速阀，即节流阀流量与节流阀的开口面积成正比。比。v调速阀工作原理图调速阀工作原理图、调速阀动画原理图调速阀动画原理图 调速阀产品照片调速阀产品照片v 调速阀的工作原理图调速阀的工作原理图 v当节流阀阀口过流当节流阀阀口过流v面积面积A AT T一定时，通一定时，通v过调速阀的流量过调速阀的流量q q基基v本上保持不变，而本上保持不变，而v与调速阀前后的压与调

9、速阀前后的压v差差pp无关，无关，T 当压差当压差pp很小时，很小时，v节流阀和调速阀的节流阀和调速阀的v流量特性相同。这流量特性相同。这v是因为压差很小时，是因为压差很小时，v减压阀阀芯在弹簧减压阀阀芯在弹簧v力作用下始终处于力作用下始终处于v最下端位置，阀口全开，不起减压作用，调速阀退化成最下端位置，阀口全开，不起减压作用，调速阀退化成节流阀。所以调速阀的最低工作压差应保持在节流阀。所以调速阀的最低工作压差应保持在0.40.40.5MPa0.5MPa以上，使定差减压阀工作。以上，使定差减压阀工作。T 3 3 调速阀的应用调速阀的应用v调速阀在液压系统中应用和节流阀相仿，调速阀在液压系统中应

10、用和节流阀相仿，它适用于执行元件负载变化大和速度稳定它适用于执行元件负载变化大和速度稳定性要求较高的节流调速系统；也可用在容性要求较高的节流调速系统；也可用在容积积- -节流调速回路中。具体应用见第七章。节流调速回路中。具体应用见第七章。 （二）旁通型调速阀二）旁通型调速阀v图是旁通型调速阀的工作原理图、旁通图是旁通型调速阀的工作原理图、旁通型调速阀动画图。它由差压式溢流阀型调速阀动画图。它由差压式溢流阀1 1和和节流阀节流阀3 3并联连接而成，阀体上有一个进并联连接而成，阀体上有一个进油口，二个出油口，它也能保证通过阀油口，二个出油口，它也能保证通过阀的流量基本上不受负载变化的影响。的流量基

11、本上不受负载变化的影响。图图、图图2 2v旁通型调速阀上附有安全阀旁通型调速阀上附有安全阀2 2，当出口处压力，当出口处压力p p2 2增大到等于安全阀增大到等于安全阀2 2的调整压力时，安全阀的调整压力时，安全阀2 2打开，打开，使使p p2 2（因而也使（因而也使p p1 1）不再升高，防止系统的过载。）不再升高，防止系统的过载。v旁通型调速阀是通过旁通型调速阀是通过p p1 1随随p p2 2的变化来使流量基本的变化来使流量基本上保持恒定的。用于调速时只能安装在执行元件上保持恒定的。用于调速时只能安装在执行元件的进油路上，工作时如执行元件上负载变化，泵的进油路上，工作时如执行元件上负载变

12、化，泵出口处压力随之变化，系统为变压系统。出口处压力随之变化，系统为变压系统。v与调速阀调速回路相比，系统功率损耗低、发热量与调速阀调速回路相比，系统功率损耗低、发热量小、效率高。同时因为旁通型调速阀工作时一直有小、效率高。同时因为旁通型调速阀工作时一直有液流溢流，并在结构上附有安全阀，因此溢流节流液流溢流，并在结构上附有安全阀，因此溢流节流调速回路可省去单独安装溢流阀，使系统简化。调速回路可省去单独安装溢流阀，使系统简化。v旁通型调速阀中流过的流量比调速阀大（一般是系旁通型调速阀中流过的流量比调速阀大（一般是系统的全部流量），阀芯运动时阻力较大，弹簧较硬，统的全部流量），阀芯运动时阻力较大，

13、弹簧较硬，其结果使节流阀前后压差其结果使节流阀前后压差pp加大（达加大（达03030.5MPa0.5MPa），），因此它的稳速性稍差。因此它的稳速性稍差。 四、分流集流阀四、分流集流阀 v有些液压系统由一台液压泵同时向几个执行元件有些液压系统由一台液压泵同时向几个执行元件供油，要求不论各执行元件的负载如何变化，执供油，要求不论各执行元件的负载如何变化，执行元件能够保持相同（一定比例）的运动速度，行元件能够保持相同（一定比例）的运动速度，即速度同步。分流集流阀就是用来保证多个执行即速度同步。分流集流阀就是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。元件速度同步的流量控制阀，又称为同步

14、阀。v分流集流阀是利用负载压力反馈的原理来补偿因分流集流阀是利用负载压力反馈的原理来补偿因负载变化引起流量变化的一种流量控制阀。它只负载变化引起流量变化的一种流量控制阀。它只能控制流量的分配，不能控制流量的大小。能控制流量的分配，不能控制流量的大小。 分流集流阀包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种不同控制分流集流阀包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种不同控制类型。分流阀安装在执行元件的进口，集流阀安装在执行类型。分流阀安装在执行元件的进口，集流阀安装在执行元件的回油路。元件的回油路。v 分流阀和集流阀只能分流阀和集流阀只能v 保证执行元件单方向保证执行元件单方向v 的同步运动，而要求的同步运动，而

15、要求v 执行元件双向同步则执行元件双向同步则v 可以采用分流集流阀。可以采用分流集流阀。 1. 1.分流阀的工作原理与基本结构分流阀的工作原理与基本结构v 图所示为分流阀的结构原理图。图所示为分流阀的结构原理图。分流阀动画图、分流阀动画图、分流集流阀分流集流阀装配动画图装配动画图 2. 2.集流阀的工作原理与基本结构集流阀的工作原理与基本结构v 保证两执行元件的回油流量相等或为一定比例，并汇集两保证两执行元件的回油流量相等或为一定比例，并汇集两股回油在一起的流量控制阀，叫集流阀。它的工作原理与分股回油在一起的流量控制阀，叫集流阀。它的工作原理与分流阀相同，但在结构上把固定节流孔布置在集油口的一边，流阀相同，但在结构上把固定节流孔布置在集油口的一边，而且，阀芯两端控制腔和而且，阀芯两端控制腔和 同端的可变节流口的油腔同端的可变节流口的油腔 相通。相通。 集流阀动画图集流阀动画图