7.1节流口流量特性

D
h≤B；B — 阀体沉割槽的宽度。
直角凸肩节流口
(2)针阀式（锥形凸肩）节流口 针阀式（锥形凸肩） 针阀式
h
特点：结构简单， 可当截止阀用。调节 范围较大。由于过流 断面仍是同心环状间 隙，水力半径较小， 小流量时易堵塞，温 度对流量的影响较 大。一般用于要求较 低的场合 。
针阀（锥形） 图7.2(a) 针阀（锥形）节流口
图7.2(d) 周向缝隙式节流口
(6)轴向缝隙式节流口 轴向缝隙式节流口 本结构为薄壁节流口，壁厚约0.07~0.09mm，流量受 温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min 。 阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易 形，工艺复杂是本结构的缺点。
图7.2(e) 轴向缝隙式节流口
l h φ
α
D
图7.2(c) 三角槽式节流口 本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流 量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。因小 因小 流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。 流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。
l h
α
D
h b
α φ φ
a
(5)周向缝隙式节流口 周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积 大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳 定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。
减轻堵塞现象的措施有： · 采用大水力半径的薄刃式节流口 采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越 大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不 易堵塞。 适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串联。一 · 适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串联 般取∆P＝0.2～0.3MPa。 · 精密过滤并定期更换油液 精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的 精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。 · 节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属 节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，以 减小吸附层的厚度。
7.1.2 影响流量稳定性的因素
液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，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，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温 度等因素有关。 （1）压差变化对流量稳定性的影响 ） 当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随 之改变，节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。
（2）油温变化对流量稳定性的影响 ） 油温升高，油液粘度降低。对于细长孔， 油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升 高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。 高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。所以节流通道长 时温度对流量的稳定性影响大。 时温度对流量的稳定性影响大。 对于薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这 是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与 雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式 越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。
T
∂Q 1 = 1 /( ) = ∂∆ P m
∆ P （7.2） Q
1 ∂∆ p 1 = = T = ∂∆ Q ∂Q tg α ∂∆ p
刚度的物理意义如下： 当△p有某一增量时，Q值 相应的也有某一增量，Q 的增量值越大，说明流量 的变化也就越大，从（7.2） 式看，刚度就越小。反之， 则刚度大。
1 细长孔
Q
3
m=1
α3 α2
簿壁口
α1
2
m=0.5
∆p1
∆p2
∆p
由式（7.2）可知： 流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大； 压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大； 系数m越小，刚度越大。薄壁孔（m＝0.5）比细长孔（m ＝1）的流量稳定性受∆P变化的影响要小。因此，为了 获得较小的系数m，应尽量避免采用细长孔节流口，应使 节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。
（3）阻塞对流量稳定性的影响 ）
节流阀的阻塞现象 一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现 阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀 的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。此 时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。 流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流 口的结构都有关。
产生堵塞的主要原因是： ①油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节 流缝隙处； 流缝隙处； 由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子， ②由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子， 被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层， 被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响 了节流缝隙的大小。以上堆积、 了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度 会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。 时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周 而复始，就形成流量的脉动; 而复始，就形成流量的脉动 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。 ③ 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。
D
θ
(a)
(3)偏心式节流口 偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过 流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容 易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用 在低压场合。
(4)轴向三角槽式节流口 轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动， 即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。
7.1 节流口的流量特性
7.1.1 节流口流量公式
对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:
Q = K ⋅ A ⋅ ∆p
式中: :
m
（7.1） Q
m=1
细长孔
∆p m
K
A
阀口通流面积； 阀口前、后压差； 由节流口形状和结构决 定的指数，0.5＜m＜l ； 节流系数。
图7.1 节流口的 流量流量-压力特性
簿壁口 m=0.5
∆p
在流体力学中，我们遇到过两大类节流口。 一类是细长孔，m=1 细长孔， 细长孔 m=1。在液压工程中，往往把这类节 流口当作固定(不可调)节流器使用。 薄壁节流口,m=0.5 另一类是薄壁节流口,m=0.5。用紊流计算这一类节流 薄壁节流口 口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。 关于薄壁 薄壁节流口的流量公式，在流体力学中已然推导 薄壁 和证明过，我们只引用其结论即可。令 K = Cq 2 / ρ , m=0.5流过薄壁小孔的流量公式由式（7.1）变为:
7.1.3
节流口的形式与特征 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性
在很大程度上决定着流量控制阀的性能。 (1)直角凸肩节流口 直角凸肩节流口 本结构的特点是过流 面积和开口量呈线性结构 关系，结构简单，工艺性 好。但流量的调节范围较 小，小流量时流量不稳 定，一般节流阀较少使 用。 B h
Q = Cd ⋅ A ⋅
2
ρ
( p1 − p2 )
Q
m=1
细长孔
式中: Cd—流量系数； ρ—油液密度。
簿壁口 m=0.5
∆p
上式也可写成
Q = C d A(
2
ρ
∆p ) m
在上式中Βιβλιοθήκη Baidum为常数，且[(2/ρ)/∆p]m也是常数，调节A， 则可调节通过节流阀的流量Q。 需要说明的是流量系数Cd并不是常数，节流口的结构、 形状、压力差、油温都对Cd有影响。精确的Cd值需靠试验 确定。一般Cd=0.6~0.8 m C =0.6~0.8。m值也受多种因素影响，一般 m=0.5~1。一般薄壁节流口的m为0.5左右。尽管式（7-1） 包含着一些非确定因素，但它毕竟给我们提供了一个对流 量进行概略计算的简明表达式。