4.4流量控制阀 在液压传动系统中,用来控制液动机的流量,从而实现其工作机构速度调节的元件,叫作流量控制阀,简称流 量阀 要求:调节方便且有足够的调节范围,有最小的稳定流,压力对流量的影响应小些,泄漏量小,调速方便 种类:节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀以及这些阀与单向阀、行程阀等组合而成的流量阀。 壁小孔 节流形式 长 4.4.1节流形式和流量特性 簿壁小孔 细长孔 1.节流形式 介于薄壁小孔与细长孔之间的孔 2流量公式 q=CA ,细长孔344 q 薄壁小孔: 式中:C流量系数;A孔面积;4进出口压力差; 7重度;—动力粘度;L—细长孔长度 K=C g 小孔流量普遍公式位:q=KAΔpP其中薄壁孔 2;细长孔32,m 9=f(4)特性如右图 由特性图可知 (1)q与A有关,且为线形关系,故改变A可改变流量q; 长礼 (2)当4变化时→q变化薄壁孔时,影响程度较细长孔时小, 2P对q影响越小越好 (3)温度对流量的影响:温度影响粘度严,从公式中,可知温度(或 粘度)对细长孔的流量有影响,而对薄壁孔无影响 总之,薄壁孔节流要比细长孔好,细长孔多作成阻尼孔。又因4变化 B.△ 时→变化→液动机速度变化,所以简单的节流只适应于负载变化不 大,且对液动机运行速度要求不严的系统 流量控制阀压力一流量特性图 3.节流阀口的飛式
4.4 流量控制阀 在液压传动系统中，用来控制液动机的流量，从而实现其工作机构速度调节的元件，叫作流量控制阀，简称流 量阀。 要求：调节方便且有足够的调节范围，有最小的稳定流，压力对流量的影响应小些，泄漏量小，调速方便 种类：节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀以及这些阀与单向阀、行程阀等组合而成的流量阀。 4.4.1 节流形式和流量特性 1.节流形式 2.流量公式 薄壁小孔： ，细长孔 式中：C——流量系数；A——孔面积； ——进出口压力差； ——重度； ——动力粘度；L——细长孔长度。 小孔流量普遍公式位： 。其中薄壁孔 ， ；细长孔 ， 。 特性如右图。 由特性图可知： （1）q与A有关，且为线形关系，故改变A可改变流量q； （2）当 变化时 q变化。薄壁孔时，影响程度较细长孔时小， 对q影响越小越好； （3）温度对流量的影响：温度影响粘度 ，从公式中，可知温度（或 粘度）对细长孔的流量有影响，而对薄壁孔无影响。 总之，薄壁孔节流要比细长孔好，细长孔多作成阻尼孔。又因 变化 时 q的变化 液动机速度变化，所以简单的节流只适应于负载变化不 大，且对液动机运行速度要求不严的系统。 3.节流阀口的形式
扑兰扑 移动 常见节流口的形状〔图4-41) a)什式节口;b)偏心槽式节流:)物向三角式节况口;d剧边缝你式节旗口e)物向缝隙式节0 4.影响节流阀流量稳定性的因素 在液压系统工作时,当节流口的通流面积调好后,希望通过节流阀的流量9稳定不变,以保证执行元件的速度 稳定。但实际上,通过节流阀的流量受到节流前后压差、油温以及节流口形状等因数的影响,有一定的波动。 (1)压差对流量的影响 由公式(4-14)可知,当节流阀两端压差发生变化时,通过它的流量要发生变化。三种结构形式的节流口中, 通过薄壁小孔的流量受压差的变化影响最小 (2)温度对流量的影响 油温的变化引起油的粘度改变,因此通过细长小孔的流量对温度变化很敏感。而油温对通过薄壁小孔的流量影 响很小 (3)节流口形状的影响 在节流阀的使用过程中,油中杂质、极化分孑以及因油的氧化所产生的胶质、沥青等杂质吸附或沉积在节流口 的边缘上,会改变节流口的通流面积,造成不同程度的堵塞,从而使流量发生变化。实践证明,阀口的水力半径越 小,则越易堵塞。 5.节流口的堵塞现象及最小稳定流量 节流阀在小开度条件下工作时,特别当进出油腔压力差很大时,虽然不改变开度大小,也不改变两端油液压差 和油液的粘度(油温不变的情况下),而往往会岀现流量脉动现象,脉动现象有时是周期性的。而且当开度继续减 小时,脉动现象就越严重,最后甚至岀现断流,使节流阀完全丧失工作能力。节流阀在小开度下流量不稳定和出现 断流现象,统称为节流阀的阻塞现象。 造成节流阀小开度阻塞现象的主要原因有二:一是由油中污物堵塞了节流口造成的;二是由油液中极化分子和金属 表面的吸附现象造成的 提高节流阀抗堵塞性能的措施: 要保证油的精密过滤; 应选择适当的节流阀前后压差 采用大水力半径薄刃式节流口 正确选择工作油液和组成节流缝隙的材料。 4.4.2节流阀 分类:固定式(固定式节流阀);可调式(图4-39,图4-40,轴向三角形可调式节流阀) 其主要用途是在定量泵液压系统中与溢流阀配合,组成节流调速回路,即进油路、岀油路和旁油路节流调速回 路(第六章中将详细介绍),调节执行元件的速度
4.影响节流阀流量稳定性的因素 在液压系统工作时，当节流口的通流面积调好后，希望通过节流阀的流量 稳定不变，以保证执行元件的速度 稳定。但实际上，通过节流阀的流量受到节流前后压差、油温以及节流口形状等因数的影响，有一定的波动。 （1）压差对流量的影响 由公式（4-14）可知，当节流阀两端压差发生变化时，通过它的流量要发生变化。三种结构形式的节流口中， 通过薄壁小孔的流量受压差的变化影响最小。 （2）温度对流量的影响 油温的变化引起油的粘度改变，因此通过细长小孔的流量对温度变化很敏感。而油温对通过薄壁小孔的流量影 响很小。 （3）节流口形状的影响 在节流阀的使用过程中，油中杂质、极化分子以及因油的氧化所产生的胶质、沥青等杂质吸附或沉积在节流口 的边缘上，会改变节流口的通流面积，造成不同程度的堵塞，从而使流量发生变化。实践证明，阀口的水力半径越 小，则越易堵塞。 5.节流口的堵塞现象及最小稳定流量 节流阀在小开度条件下工作时，特别当进出油腔压力差很大时，虽然不改变开度大小，也不改变两端油液压差 和油液的粘度（油温不变的情况下），而往往会出现流量脉动现象，脉动现象有时是周期性的。而且当开度继续减 小时，脉动现象就越严重，最后甚至出现断流，使节流阀完全丧失工作能力。节流阀在小开度下流量不稳定和出现 断流现象，统称为节流阀的阻塞现象。 造成节流阀小开度阻塞现象的主要原因有二：一是由油中污物堵塞了节流口造成的；二是由油液中极化分子和金属 表面的吸附现象造成的。 提高节流阀抗堵塞性能的措施： 要保证油的精密过滤； 应选择适当的节流阀前后压差； 采用大水力半径薄刃式节流口； 正确选择工作油液和组成节流缝隙的材料。 4.4.2 节流阀 分类：固定式（固定式节流阀）；可调式（图4—39，图4—40，轴向三角形可调式节流阀）。 其主要用途是在定量泵液压系统中与溢流阀配合，组成节流调速回路，即进油路、出油路和旁油路节流调速回 路（第六章中将详细介绍），调节执行元件的速度
固定式节流阀 1一节片;2—凸台;3-持俏 周向转动式节流阀〔图4-39 1一调节手轮;2一心;3一套;4一 ≠ 可调式节流阀 单向节流阀〔图4-40 1一心; 3—坤簑;4一调节手 1.6—油口;2一调节螺昼;3一顶扦;4—作;5 油向三角槽 4.4.3调速阀 前已讲述,节流阀流量与阀口截面积A有关,且与阀前后压力差有关。当A固定后,而學变化,其流量q 仍可变化,不能使液动机运动速度稳定,于是产生了调速阀 调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的阀,节流阀q与4有关。若能解决节流阀的进出口压力差不随 负载变化,则q就可保持基本不变。调速阀中的定差减压阀就起4基本不变之作用 1组成及工作原理 (1)组成(见下图) n1的压力始终由溢流阀决定,保持不变。调速阀出口的压 力P3由液压缸负载决定 (2)工作原理 当定差减压阀心处于平衡时,不计摩擦力,则有 p24+p24=P324+k(x0+x) 即:P2A=P24+k(x0+x) k(xo+x) P2-p3=Ap A 式中:4、A、冯分别是、c、b腔阀心作用面 K弹簧刚度(刚度较小) 调速阀工作原理图〔图4-42)
4.4.3 调速阀 前已讲述，节流阀流量与阀口截面积A有关，且与阀前后压力差 有关。当A固定后，而 变化，其流量q 仍可变化，不能使液动机运动速度稳定，于是产生了调速阀。 调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的阀。节流阀q与 有关。若能解决节流阀的进出口压力差 不随 负载变化，则q就可保持基本不变。调速阀中的定差减压阀就起 基本不变之作用。 1.组成及工作原理 （1）组成（见下图） 的压力始终由溢流阀决定，保持不变。调速阀出口的压 力 由液压缸负载 决定。 （2）工作原理 当定差减压阀心处于平衡时，不计摩擦力，则有： 即： 或： 式中： 、 、 ——分别是d、c、b腔阀心作用面 积； K——弹簧刚度（刚度较小）；
x0—弹簧予紧压缩量; x—减压阀口开度(变化不大,且列少x)。 故2-23=C0%,若A为某定值,则流经节流阀口的流量?=kAAP为一常量(事实基本如此) 若231=P32+k(x+x)>P24→减压阔心下移→x↑ 节流闼 →P1,反之P3则2,故P2-P3=c 2调速阀与节流阀的特性比较 中、低压时≥05MPa 高压时≥MFa 右图可知 (1)节流阀的流量随其阀进 出口压力差影响较大,而调速淘则在4P2Am后,9不受 的影响 (2)调速淘42液动机约2) 泵(2)→溢流阀→x隙→油箱 心安全闹作用:P过大时→安全阀口开→油液流入油箱;22→溢流阀上移→X变大→由X缝隙溢流増加 1,起过载保护作用
——弹簧予紧压缩量； 动画演示 ——减压阀口开度（变化不大，且 ）。 故 ，若A为某定值，则流经节流阀口的流量 为一常量（事实基本如此）。 若 ↑ 减压阀心下移 ↑ ↑，反之 ↓则 ↓，故 。 2.调速阀与节流阀的特性比较 右图可知： （1）节流阀的流量随其阀进 出口压力差 影响较大，而调速阀则在 后， 不受 的影响； （2）调速阀 时，其特性与节流阀相同（原因： 较小的 不能克服弹簧力，使减压阀心在最下面， 值最大，不 起减压阀作用，此时调速阀相当于只有节流阀）。 3.应用、优缺点 （1）应用：应用于执行元件负载变化大（ 变化大）而要求运动速度稳定的系统，也可用于容积调速回路 中。可接于执行元件的进油路中、回油路上、旁（支）油路上。（见下图示） （2）缺点 因 不随 而变，而q不变，泵总在溢流阀（使用调速阀时，阀前必须安装溢流阀，溢流阀的调定压力必须 满足最大负载要求，因而调速阀入口油压始终很高，泵的工作压力始终是溢流阀的调定压力）调定压力下工作，则 功耗不变，造成油温上升，泄漏↑，经济性↓，故应用于功率小的系统。 4.4.4 溢流节流阀 溢流节流阀是由节流阀与定差溢流阀并连而组成的。 1.组成（如图示） 2.工作原理 液流： 泵（ ） 安全阀作用： 过大时 安全阀口开 油液流入油箱； ↓ 溢流阀上移 X变大 由X 缝隙溢流增加 ↓，起过载保护作用
当负载变大使2为2时→溢流阀下移→X变小→n变大 为1 P1-P2 n1 此时通过节流的流量9=k4(n1-2)和负载变大前流 量84()相、(一节流囗过流面积)1 于此同时,当22变大为22时,x变小,溢流阀口面积有原来 的A变为4,则通过溢流阀口的流量9数=KA(1-P0),其 L 中变小,P1变大,P0为溢流口压力无变化,q值基本没变 化。动画演示 谥流节流阔的工作原理〔图4-44) 由上述可知 (1)泵的流量始终保持定值(因为q"、9均基本上不随负载变,故=q+9基本保持定值) (2)P2↑(或)→1↑(或!),即泵供油压力随负载压力而相应变化,则泵的输出功率也相应变大 (或变小),因为功率=压力×流量。 结论:溢流节流调速适用于对速度稳定要求不太高,功率较大的进油调速系统,其调速稳定性要比调速阀差 4.4.5分流集流阀 在液压系统中,往往要求两个或两个以上的执行元件同时运动,并要求它们保持相同的位移或速度(或固定的 速比)。我们将这种运动关系称作位置同步或速度同步。位置同步保证执行元件在运动中或停止时都保持相同的位 置;速度同步则只能保证执行元件的速度或固定的速比相同。凡是位置同步的机构,也必定是速度同步,但速度同 步的机构,不一定是位置同步。 由于两个或两个以上执行元件的负载不均衡,摩擦阻力不相等,以及制造误差,内外泄漏量和液压损失的不- 致等,经常使执行元件不能同步运行。因此,在这些系统中需要采用同步措施,以消除或克服这些影响,保证液压 执行元件的同步运动。分流集流阀即是节流同步措施中的一种同步元件。 a a)-分流阀符号;b)集流阀符号:c)分流集流阀符号 分流集流阀有约29~5%的同步误差,分流集流阀主要用在精度要求不太高的同步控制场合
当负载变大使 ↑为 时 溢流阀下移 X变小 变大 为 。 此时通过节流阀的流量 和负载变大前流 量 相等。（ ——节流阀口过流面积） 于此同时，当 变大为 时，x变小，溢流阀口面积有原来 的Ax变为 ，则通过溢流阀口的流量 。其 中 变小， 变大， 为溢流口压力无变化， 值基本没变 化。 动画演示 由上述可知： （1）泵的流量始终保持定值（因为 、 均基本上不随负载变，故 基本保持定值）； （2） ↑（或↓） ↑（或↓），即泵供油压力随负载压力 而相应变化，则泵的输出功率也相应变大 （或变小），因为功率＝压力×流量。 结论：溢流节流调速适用于对速度稳定要求不太高，功率较大的进油调速系统，其调速稳定性要比调速阀差 些。 4.4.5 分流集流阀 在液压系统中，往往要求两个或两个以上的执行元件同时运动，并要求它们保持相同的位移或速度（或固定的 速比）。我们将这种运动关系称作位置同步或速度同步。位置同步保证执行元件在运动中或停止时都保持相同的位 置；速度同步则只能保证执行元件的速度或固定的速比相同。凡是位置同步的机构，也必定是速度同步，但速度同 步的机构，不一定是位置同步。 由于两个或两个以上执行元件的负载不均衡，摩擦阻力不相等，以及制造误差，内外泄漏量和液压损失的不一 致等，经常使执行元件不能同步运行。因此，在这些系统中需要采用同步措施，以消除或克服这些影响，保证液压 执行元件的同步运动。分流集流阀即是节流同步措施中的一种同步元件。 分流集流阀有约 的同步误差，分流集流阀主要用在精度要求不太高的同步控制场合