液压系统 流量控制阀

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
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.
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。
• 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
∴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 。
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
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↑
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：
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。
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
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。
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
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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。
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。
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。
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