第八章 流量阀和节流调速回路

图中为其结构和图形符号。当压力油从油口P1 进入，经阀芯上三角槽节 流口，然后从油口P2 流出， 这时 起溢流阀作用。旋转 螺帽 即可改变阀的轴向位 置，从而使通流面积相应 的变化。当压力油从油口 P2进 入时，在压力油的作 用下阀芯克服软弹簧的作 用力而下移，油液不再经 过节流口而直接从油口P1 流出， 这时起单向阀超颖作工作用室 。金沐灶
（3）单向行程节流阀
如图所示，图中分别为原理图，结构图和图形 符号。单向行程节流阀由单向阀和用机械操纵的节 流阀组合而成。这种阀常用于需要实现快进→慢进 →快退的工作循环，也用来使执行元件在行程末端 减速，起缓 冲作用。
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下图为双单向节流阀结构图
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§ 8-3 采用节流阀的节流调速回路
通流面积a成正比 ，故调节节流阀通流面积就能调
节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小
稳定流量很小，故能得到较
低的稳定速度。这种调速
回路和调速范围大，一般
可超过100。从前式和图中
还能看出，当节流阀通流
面积a一定时,随着负载FL 的增加，节流阀两端压差
减小，活塞运动速度按抛 图8-8 进油路节流调
一、进油路节流调速回路
1、速度负载特性
从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压 缸的流量Q1和液压缸进油腔的有效面积A1，既：
V=Q1/A1 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流阀的 流量，而通过节流阀的流量 可由节流阀的流量特性方程 决定。即 Q式1中=Ka(P∆s-P液1)1压/2=泵Ka出(P口s超-压颖P工1作力)室 。金沐灶图 回路8-7 进油路节流调速
当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的
力平衡方程为： p1A1=p2+FL
式中 FL—负载力；p2—液压缸回油腔压力。 所以P1=FL/A1=PL,PL为克服负载所需的压力，称为 负载压力。再将P1代入前式得：
Q=K.a(Ps-FL/A1)1/2=(Ka/A11/2).(PsA1+PL) V=Q1/A1=（K.a/A13/2).(Ps.A-FL)1/2
阀应用于低压小
向
流量系统时，能
得到较为满意的
性能。
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e、轴向隙缝式
图中为轴向隙缝式节流口。在阀芯衬套上先铣
出一个槽，使该处厚度减薄，然后在其上沿轴向开
有节流口。当阀芯轴向移动时，就改变了通流面积
的大小。开口很小时通流面积为正方形，水力直径大
小。这种结构的性
厚壁小孔的流量特性方程为:
Q=K.a∆pm
式中 k-系数；a-小孔截面积;∆p-小孔两端压
差；m-指数。
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2、流量稳定性 （1）压差对流量的影响
当节流阀两端压差∆p改变时，通过它的流量也 要发生变化。三种结构形式的节流口中，通过薄壁 小孔的流量受到压差改变的影响最小，见下图。
图 8-2 压 差 与 通 过 流 量 超的颖关工作系室 金沐灶
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图8-9 回油路节流调速
1、速度负载特性
液压缸的运动速度为：v=Q2/A2=Q1/A1 液压缸排出的流量等于通过节流阀的流量，即：
Q2=Ka(∆P2)1/2=Ka(P2)1/2 式中 ∆P2—节流阀两端压差。 在这里,P1=P2,所以P2=PsA1/A2-FL/A2,故得：
Q2=K.a(PsA1/A2-FL/A2)1/2=(K.a/A1/2)(Ps.A1-FL)1/2 V=Ka/A23/2(PsA1-FL)1/2
2、容积调速。即改变变量泵的供油量Q和改变变量 液压马达的排量qm来实现调速；
3、容积节流调速。用自动改变流量的变量泵及节 流元件联合进行调速。
本章介绍以节流元件为基础的各种流量控制阀的结 构、原理以及节流调速回路的性能。
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§ 8-2 节流阀
流量控制阀包括节流阀、调速阀和溢流节流阀 等，其中以节流阀最为简单。
3、功率特性
液压泵输出同样保持不变，即Np=PsQp=常数。 液压缸输出有效功率为:
N1=FL.v=(psA1-P2A2)v=PsQ1-P2Q2
功率损失为：
∆N==pNs ∆p-QN+1=（p∆s.pQ1pA-p1/sAQ21）+p.2QQ12.=Ap2/s∆AQ1=+ps∆.p∆2QQ+2 ∆p1.QL 因此，在相同条件下，进、回油路节流调速回路的
物线规律下降。
超颖工作室 金速沐灶回路的速度负载特性
当FL=psA时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就 停止，液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。这种 调速回路的速度负载特性较软。通常用速度刚度T表 示负载变化对速度的影响程度。
T=-dFL/dv=ctgθ 再由前式可得出：
-dFL/dv=(2A13/2/K.a)(Ps-A1-FL) =2(Ps-A1-FL)/v 由上式可以看出： （1）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度
同理可求得回油路节流调速回路的速度刚度为：
T=-dFL/dv=(2A23/2/K.a)(PsA1-FL)1/2=2(PsA1-FL)/v 对以上各式比较可知，进油路节流调速回路和
回油路节流调速回路的速度负载特性和刚度基本相
同。
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2、最大承载压力
最大承载能力和进油路调速回路完全相同。
上式即为进油路节流调速回路的速度负载特 性方程，他它反映了速度v和负载FL的关系。若活 塞运动速度为v为纵坐标，负载为横坐标，将上式 按不同节流阀通流面积a作图，可得一组抛物线， 称为进油路节流调速回路的速度负载特性曲线。
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下图即为该回路的速度负载特性，从图中可看
出，当其它条件不变时，活塞运动速度v与节流阀
图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动 时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简 单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流 量，调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均 匀分布，径向力平衡，故调节时所需的力也较小。 但节流通道有一定 长度，油温变化对 流量有一定影响。 这是一种目前应用 很广的节流口形式。
三、节流口的形式和节流阀的典型结构
1、节流口的结构形式
a、针阀式
图中为针阀式节流元件。当针阀阀芯作轴向移 动时，即可改变环形节流口的通流面积。其优点是 结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径 小，易堵塞，温度 变化对流量稳定性 影响较大.一般用于 对性能要求不高的 场合。
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b、偏心槽式
二、节流阀的特性
1、节流阀的节流口有三种形式：薄壁小孔、细长
小孔和厚壁小孔。他们的流量特性各不相同。
薄壁小孔的特性方程为：
Q=Cqa(2∆P/ρ)1/2=K.a(∆P)1/2 式中 K=Cq(2/ρ)1/2. 细长小孔的流量特性方程为：
Q=πd4∆P/128µl=K.a∆P
式中 K=d2/32µl; a=πd2/4.
能与周向隙缝式节
流口的相似。
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2、节流阀的典型结构
（1）节流阀
图中是节流阀的结构和图形符号.结构中的节 流口是轴向三角槽式,油液从进油口P1进入,经阀芯 上的三角槽节流 口后,由出油口P2 流出。转动把手可 使阀芯作轴向移动, 以改变节流口的通 流面积。
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（2）单向节流阀
从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q或改变 液压缸有效面积A，都可以达到改变速度的目的。 但对于特定的液压缸来说，一般用改变输入液压缸 流量Q的办法来变速。而对于液压马达，既可用改 变输入流量也可用改变超颖工马作室达金排沐灶量的方法来变速。
概括起来，调速方法可分以下几种：
1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调 节输入执行元件的流量Q来实现调速；
功率损失相同，回油效率η=PL.QL/Ps.Qp 当然也相
同。
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三、进、回油路节流调速回路比较
进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承 载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下:
1、承受负值负载能力
所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件 运动方向相同。进油路节流调 速回路不能承受负值负载。如 果要使其承受负值负载，就得 在回油路上加背压阀（见图）， 使执行元件在承受负值负载时 其进油腔内的压力不致下降到 零，以免液体“拉断”。超颖工作室 金沐灶
3、功率特性
液压泵输出的功率为：Np=ps.Qp=常数 液压缸输出有效功率为: N1=FL.v=FLQL/A1=pL.QL 式中 QL称为负载流量，即进入液压缸的流量，这 里QL=Q1。回路的功率损失为： ∆N=Np-N1=psQp-pLQL=(QL+ ∆Q)ps-QL(ps- ∆p1) =式p中s. ∆∆QQ+—∆p溢1Q流L的溢流超颖量工作；室 P金沐s—灶 节流阀的压力损
第八章 流量阀和节流调速回路
调速方法概述 节流阀 采用节流阀的节流调速回路 节流调速的速度稳定 其它流量阀 同步回路
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§ 8-1 调速方法概述
一般液压传动机构都需要调节执行元件运动 速度。在液压系统中,执行元件液压缸或马达。在 不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸 的运动速度为 V=Q/A ; 液压马达的转速为 n=Q/qm。 式中 Q-输入执行元件的流量；A-液压缸的有效面 积；qm-液压马达的排量。
根据节流阀在油路中的位置的不同，调速回路 有以下三种基本形式： 进油路节流调速。节流阀串联在进入液压缸的油路 上。 回油路节流调速。节流阀串联在液压缸的回油路 上。 旁油路节流调速。节流阀装在与执行元件并联的支 路上。
一、进油路节流调速回路 二、回油路节流调速
三、进、回油路节流调速回路比较 四、旁油路节流调速超颖工回作室路金沐灶