液压系统 流量控制阀

职能符号：
• 简化符号
特性曲线
Δp—阀的进出口压差
因为压差很小时，减压阀阀芯被推到最下，阀口全开，不起 减压作用。此时性能和节流阀一样，不能维持流量稳定。 要求：调速阀正常工作Δp > 0.4~0.5MPa （ Δp < 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样） 应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。 应用：
AT－节流孔口通流面积 C－孔口的形状系数 当孔口为薄壁小孔时,C ,C＝ 当孔口为薄壁小孔时,C＝
△p－节流孔前后压力差
当孔口为细长孔时， /32μl。 当孔口为细长孔时，C＝d2/32μl。 m－由孔口形状决定的指数(0.5≤m≤1) 由孔口形状决定的指数(0.5≤m≤1) 当孔口为薄壁小孔时， 0.5，当孔口为细长孔时， 当孔口为薄壁小孔时，m＝0.5，当孔口为细长孔时，m＝1.
• 节流阀的压力特性
• 如图所示的液压系统未装节流阀，推动活塞前进所需工作压 力为1MPa；装了节流阀控制活塞前进速度，溢流阀被打开， 一部分油液经溢流阀流入油箱，节流阀入口压力会上升到溢 流阀的调定压力。
1MPa
前前前
前前前
1MPa 3MPa
3MPa M
3MPa M
(a)
(b)
50L/min
思考题
• 阀的铭牌不清楚时，不用拆开，如何判断哪个是 溢流阀和减压阀及顺序阀？ 答：第一步认出减压阀。减压阀是常开的，进出油口 第一步认出减压阀。 第一步认出减压阀 相通；而溢流阀和顺序阀是常闭的。根据这一特点， 向各阀进油口注入油液，能从出油口通畅地排油者， 必是减压阀。 第二步判断是溢流阀还是顺序阀。 第二步判断是溢流阀还是顺序阀。溢流阀有2个油 口：进油口P，出油口T；顺序阀还有1个外泄油口Y。 所以油口数多的是顺序阀，少的是溢流阀。 油口数多的是顺序阀， 油口数多的是顺序阀 少的是溢流阀。
细长孔
薄壁孔
节流阀特性曲线
因为油液中的杂质附在节流口而局部堵塞， 因为油液中的杂质附在节流口而局部堵塞，使流量发生 变化。薄壁小孔最不易堵塞。 变化。薄壁小孔最不易堵塞。 为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。 为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。 薄壁小孔较为理想
节流口的形式
优点：壁薄， 优点：壁薄，直径大 。
轴向缝隙式 优点：壁更薄，直径更大，不易堵塞， 优点：壁更薄，直径更大，不易堵塞，流量受温度影响小 。 缺点：仍受径向力不平衡力。 缺点：仍受径向力不平衡力。 ∴因优点明显大于缺点，应用较上广泛 。 因优点明显大于缺点，
节流阀
结构：
主要由阀体、阀 芯、推杆、手轮和弹 簧组成。
阀体
针阀 针阀式 优点：简单、容易制造、 优点：简单、容易制造、 径向力平衡 缺点：直径小，通道长， 缺点：直径小，通道长，温度 变化对流量影响较大。 变化对流量影响较大。 偏心槽式 优点：简单、容易制造、 优点：简单、容易制造、 缺点：通道长， 缺点：通道长，流量受温度变 化影响，且径向力不平衡。 化影响，且径向力不平衡。
温度补偿调速阀 p
1
p
2
组成：在上述调速阀中节流阀的推杆部分加上一根 组成： 温度补偿杆（一般用聚氯已烯塑料）。 温度补偿杆（一般用聚氯已烯塑料）。 工作原理：利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。 工作原理：利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。
T↑
q↑ l↑
节流口A↓
q↓
从而使q 从而使q稳定
液压缸 安全阀
影响流量稳定性的因素： 影响流量稳定性的因素： q = CAT ∆p m
（1）节流口前后的压力差 △p 结论： 结论：薄壁小孔受△p变化的 影响最小。 影响最小。 （2）油温 细长孔—— 反比于μ 细长孔—— C反比于μ 变化μ变化C变化） （T变化μ变化C变化） 薄壁孔—— 薄壁孔—— C与μ无关 （3）节流口的堵塞
1MPa 3MPa
前前前
3MPa M
调速阀
结构： 节流阀 定差式减压阀
＋
p3
Fs p3 p2
减压阀 减压口 p1
调速阀
节流 口 节流阀
p2
减压阀阀芯受力平衡方程： 减压阀阀芯受力平衡方程：
p2 A + p2 A2 = p3 A + Fs 1 Fs 即： p2 − p3 = ∆p = A
因为弹簧刚度较低， 因为弹簧刚度较低 ， 且工作过 程中减压阀阀芯位移很小，可 程中减压阀阀芯位移很小 ， 以认为Fs 基本保持不变。 故节 以认为 F 基本保持不变。 流阀两端压力差p 流阀两端压力差 p2 -p3 也基本 保持不变， 保持不变 ， 这就保证了通过节 流阀的流量稳定。 流阀的流量稳定。
出出 流流流流流流
推推 平平平平平 滑滑
入出
弹弹
工作原理：
流流流流流流
工作时，油 液从进油口流入， 经节流阀阀口， 从出油口P2流出。 调节手轮通 过推杆使阀芯作 轴向移动，实现 改变节流口的通 流截面积来调节 流量。
推推 平平平平平 滑滑
出出
入出
弹弹
• 如图所示为单向节流阀， 与普通节流阀不同的是： 它只能控制一个方向上的流量大小， 而在另一个方 向则无节流作用。
溢流节流阀 旁通型调速阀） （旁通型调速阀）
p p2
节 流 口
p1 p
1
2
溢流阀
节流 阀
p1
30L/min
20L/min p→ 0 50L/min p→ 5MPa 5MPa 50L/min
(a)
(b)
(a) 无节流； (b) 有节流
定量泵在无负载， 且设回路无压力损失的状况下， 其节流前后的差异。
• 由以上分析，节流阀 入口压力由溢流阀调 定，出口则取决于液 压缸所推动的负载。 则负载的变化使得节 流阀进出口压力差变 化，则通过节流阀的 流量也有变化，从而 活塞的速度不稳定。 所以节流阀只适用于 负载和温度变化不大 或速度稳定性要求较 低的系统。ຫໍສະໝຸດ Fs、 Fs、A P3 A2
A1
分析： 分析： （1）阀芯稳定工作时: 阀芯稳定工作时:
p2 A + p2 A2 = p3 A + Fs 1
Fs p2 − p3 = A C
Fs、 Fs、A P3 A2
（2）当负载FL↑ 当负载F P2 ↑
P3 ↑ x↑
减压阀芯下移
A1
p2 − p3
C 不变
q不随负载的变化而变化， 不随负载的变化而变化， 使速度稳定性↑ 使速度稳定性↑
∴一般用于性能要求不高的场合。 ∴用于低压场合 。 一般用于性能要求不高的场合。
轴向三角槽式 优点：简单、容易制造、 优点：简单、容易制造、直 径适中，径向力平衡。 径适中，径向力平衡。
周向缝隙式
缺点：通道有一定长度， 缺点：通道有一定长度，流量 缺点：阀心受径向力不平衡力。 缺点：阀心受径向力不平衡力。 受油温变化影响，因性能较好， 受油温变化影响，因性能较好， 调节力小。 调节力小。 ∴一般用于小流量场合 。 ∴应用很广 。
6.4 流量控制阀
• 速度控制的概念 • 执行元件的速度 • 对液压执行元件而言， 控制“流入执行元件的流 量”或“流出执行元件的流量”都可控制执行元 件的速度。 液压缸活塞移动速度为
Q v= A
任何液压系统都要有泵， 而定量泵的输出流量 永远是固定不变的。控制流量以控制速度是使流入 执行元件的流量小于泵的流量， 故常将其称为节流 调速。
流量控制阀
作用： 通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控 制执行元件的运动速度。 分类： 节流阀 调速阀
职能符号：
节流口的流量特性
节流口可归结为三种基本类型： ●节流口可归结为三种基本类型： 薄壁小孔 细长孔 短孔 l / d≤0.5 d＞ l / d＞4 0.5＜ 0.5＜l / d≤4
q = CAT ∆p m