《液压传动》溢流阀的性能

1、3. 溢流阀的性能（1）静态性能 启闭特性 溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与溢流量的关系。图5-15中实线表示开启特性，虚线表示闭合特性。图5-15 溢流阀的特性曲线 卸荷压力 当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时，额定流量下的压力损失称为卸荷压力。 调压范围 压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。（2）动态性能图5-16 溢流阀的特性曲线动态过渡过程:当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时，它的进口压力(它所控制的系统压力)，将迅速升高并超过额定压力的调定值，然后逐步衰减到最终稳定压力。

2、压力超调量p :最高瞬时压力峰值与额定压力调定值ps的差值。压力超调率：（ppS）100%。（一般压力超调率要求小于30%）t1响应时间，t2过渡过程时间。 t1越小，溢流阀的响应越快；t2越小，溢流阀的动态过渡过程时间越短。4 应用 作溢流阀，使系统压力恒定。 作安全阀，对系统起过载保护作用。 作背压阀 接在系统的回油路上，造成一定的回油阻力， 以改善执行元件的运动平稳性。 实现远程调压或使系统卸荷。 5-3.2 减压阀（动画）作用：减低系统压力，并有稳压作用。职能符号：工作原理： 应用：需获得稳定低压的回路。 当 p1 p调 时，阀芯上移，阀口关小，阻力增加，压降p 。 p2 = p1 -

3、p ， p1一定，p ， p2。 p1 p调 ,减压、稳压。图5-17 直动式减压阀aP1P2LP1P25-3.3 顺序阀（动画）作用：控制多个执行元件动作顺序。p p调 , 接通。 职能符号： (1) 内控顺序阀特点：内部控制，外部泄油。调节螺钉外泄油口LP1P2控制油口K上盖下盖阀体控制柱塞阀芯调压弹簧图5-20 顺序阀工作原理工作原理： P1P2控制油口K外控顺序阀工作原理(2) 外控顺序阀职能符号：特点：外部控制，外部泄油。 如果将下盖转过90，并打开控制油口K，则内控式顺序阀就变为外控式顺序阀。 P1P2LK工作原理： pK p调 ,进出口接通。5-3.4 压力继电器作用：利用系统中

4、压力变化，控制电路的通断。职能符号：工作原理： p p调 , 微动开关闭合， 发出电信号；p p调 , 微动开关断开， 电信号撤销。应用：1. 控制电磁阀动作。 2. 控制系统压力，出故障时，自动停车。 图5-21 压力继电器微动开关柱塞L顶杆AA螺钉P5-4 流量控制阀节流阀调速阀溢流节流阀 流量控制阀是依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通过阀的流量，达到调节执行元件（缸或马达）运动速度的目的。分类5-4.1 流量控制原理及节流口的形式 流量阀的流量特性决定于节流口的结构形式。常用的节流口介于薄壁孔和细长孔之间，为此节流阀的流量特性常用下式表示： 在一定压差p下，改变

5、节流口的通流截面积AT，即可改变通过阀的流量q，这就是流量控制的基本原理。 C 流量系数； AT 可变节流口通流截面积； p 节流口前后压差； 压差指数，0.5 1。式中：1流量控制原理2. 影响流量稳定的因素(1) 压差对流量稳定性的影响 液压系统在工作时，希望节流口的通流面积调定后，流量q 稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时流量不稳定更加严重。即当F变时， p变，q变。pA一定，当F变时，pB变。ABF(2) 温度对流量稳定性的影响 当温度T 变时，粘度变， q 变。(3) 节流口的阻塞 由于油液中含有杂质或油液因高温氧化后析出的胶质、沥青等粘附在节流口的表面上，当附着层达到

6、一定厚度时，会造成节流阀的流量时大时小，甚至断流。 薄壁孔不易附着、阻塞，受负载和温度变化影响小。所以，薄壁式节流口流量特性好。3常用节流口的形式图5-22 节流口的形式5-4.2 节流阀工作原理 :图5-23 普通节流阀调节手把a阀芯弹簧P1推杆P2b职能符号： 转动调节手把时，推杆和弹簧使阀芯作轴向移动，改变节流口的通流截面积从而调节输出流量。应用：运动平稳性要求不高的调速系统。节流阀的流量特性曲线特点：当负载F变时，p变， q变。 q 受负载变化的影响。5-4.3 调速阀职能符号：差压式减压阀p1Fp2vabcdxR节流阀fp3pme组成：节流阀差压式减压阀工作原理： 在节流阀的前面串接

7、一个差压式减压阀，使油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到pm。利用减压阀阀芯的自动调节作用，使节流阀前后压差ppmp2基本保持不变。 特点：当F变时，pT不变， q不受负载变化的影响。应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。流量特性曲线：5-4.4 溢流节流阀TP1P2溢流阀安全阀节流阀P1P2T图5-26 溢流节流阀 职能符号： 工作原理： 当负载压力变化时，由于溢流阀的补偿作用使节流阀两端的压差保持恒定，保证通过阀的流量基本上不受负载变化的影响。 特点：使系统功率损耗低，发热量小。但是，弹簧较硬，节流阀前后 压差p 加大（须0.3-0.5MPa），因此它的稳速性稍差。 组成：节流阀

8、差压式溢流阀+安全阀5-5 叠加阀、插装阀和比例阀5-5.1 叠加阀5-5.2 插装阀5-5.3 比例阀5-5.1 叠加阀 叠加式液压阀简称叠加阀，是集成式液压元件。叠加阀以自身的阀体作为连接体直接叠合成所需的液压传动系统。 叠加阀的工作原理与一般液压阀基本相同，但结构和连接尺寸不同。它的主油路通道和螺栓连接孔的位置与所选用的相应通径的换向阀相同，同一通径的叠加阀能按要求叠加起来组成各种不同控制功能的系统。叠加阀组成系统的特点：（1）结构紧凑，体积小，重量轻。 （2）安装简便，装配周期短。 （3）需要增减元件时，组装方便迅速。（4）元件之间无管连接，消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振 动和噪

9、声。（5）系统配置灵活、外观整齐，维护保养容易。（6）标准化、通用化和集成化程度较高。1叠加式溢流阀 图5-27 叠加式溢流阀1推杆 2弹簧 3锥阀 4阀座 5弹簧 6主阀芯 图5-27所示为Yl-F10D-PT型叠加式溢流阀的结构原理图，其中Y表示溢流阀，F表示压力等级（p20MPa）、10表示为10mm通径系列，D表示叠加阀、PT表示该元件进油口为P，出油口为T。叠加式溢流阀的工作原理与一般的先导式溢流阀基本相同。 b2叠加式调速阀 图5-28 叠加式调速阀 1单向阀 2弹簧 3节流阀 4弹簧 5减压阀 图5-28所示为QA-F610D-BU型单向调速阀，由左侧的单向阀和右侧的调速阀两部分

10、组成。当油液正向流动时，单向阀不通。压力为p 的油液从B口进入阀体，经减压阀5减压后压力降为p1，经节流阀3后压力降为p2 从B口流出阀体的同时经孔d、c 腔和孔b 作用到减压阀大阀芯的右侧；压力为 p1 的油液经孔a作用减压阀小阀芯的左侧和大阀芯左侧的环状面积上。减压阀芯在p1、p2 的压力和弹簧力的作用下处于平衡状态。当外界压力变化时，减压阀芯左右移动，维持节流阀前后的压差（p1 - p2）不变，从而保证通过节流阀的流量不受外载变化的影响。当油液反向流动时，油液从B口进入，顶开单向阀1从B口流出。5-5.2 插装阀 插装阀是将插装元件插入特定设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成一种多功能

11、的复合阀。因插装阀基本组件只有两个油口，因此被称为二通插装阀，简称插装阀。阀体盖板插装元件先导阀插装阀的优点：（1）通流能力大，特别适用 于大流量的场合。（2）阀芯动作灵敏。（3）密封性好，泄漏小，油 液流经阀的压力损失小。（4）结构简单，易于实现标 准化。 图5-29 二通插装阀1阀套 2阀芯 3弹簧插装阀的工作原理 由图5-29可见，插装元件由阀套1、阀芯2和弹簧3组成。A、B为主油路通口，C为控制油路通口。设A、B、C油口的压力及其作用面积分别为pA、pB、pC及A1、A2和A3，A3A1A2，FS 为弹簧作用力。如不考虑阀芯的重量和液动力，则当pA A1pB A2pC A3FS时，阀口

12、开启，油口A、B接通；当 pC A3FSpA A1pB A2 时，阀口关闭，油口A、B不通。 改变控制口C的压力pC便可控制A、B油口的通断。 插装阀通过不同的盖板和各种先导阀组合，便可构成方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。T插装阀用作方向控制阀图5-30 插装阀用作方向控制阀的示意图(a) 单向阀(b) 二位二通阀(c) 二位三通阀(d) 二位四通阀TT插装阀用作压力控制阀(a)(c)(b) 图5-31 插装阀用作压力控制阀的示意图(a) 溢流阀或顺序阀 (b) 减压阀 (c) 卸荷阀插装阀用作流量控制阀图5-32 插装阀用作流量控制阀的示意图(a) 节流阀 (b) 调速阀 (a) (b)

13、减压阀节流阀5-5.3 比例阀比例溢流阀比例换向阀比例流量阀 电液比例控制阀（简称比例阀）是一种根据输入的电气信号，连续地、按比例地对油液的压力、流量和方向进行远距离控制的液压控制阀。 比例阀是利用比例电磁铁取代普通液压阀的手调装置或电磁铁，与普通液压控制阀可以互换。 按照用途不同比例阀可分为比例压力阀、比例流量阀与比例方向阀三大类。1. 比例溢流阀 用比例电磁铁取代直动式溢流阀的手调装置，便构成直动式比例溢流阀，如图5-33所示。力马达5中的电磁铁通电后产生吸力经推杆4、钢球3和弹簧2作用在锥阀1上，电磁力与电流强度成比例，当锥阀左端的液压力大于电磁力时，锥阀被顶开溢流。连续地改变控制电流的大小，即可连续地按比例地控制锥阀的开启压力。 图5-33 电磁比例溢流阀1锥阀 2弹簧 3钢球 4推杆 5力马达 6阀体 (a) (b)PT2. 比例换向阀 用比例电磁铁取代电液换向阀中的普通电磁铁，便构成如图5-34所示的电液比例换向阀。它由电磁力马达2和4、比例减压阀及液动换向阀组成。比例减压阀在这里作为