第五讲 液压阀的共有特性

第五讲 液压阀的共有特性
主讲：朱建公 教授
液压控制阀的概念 液压控制阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量 的液压元件。
液压控制阀的功用 按功用可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。 一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能
压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力和流量， 而方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向
减小液压卡紧力的措施：
1）提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心
2）在阀芯台肩上开出平衡径向力的均压槽 3）使阀芯或阀套在轴向或圆周方向上产生高 频小振幅的振动或摆动 4）精细过滤油液。
尽管阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基 本共同之点的
液压阀的共有特性
结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱使阀心
动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。
工作原理上，所有阀的开口大小，进、出口间的压差以及流过
阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的 参数各不相同而已。
瞬态液动力
瞬态液动力是滑阀在移动过程中（即 开口大小发生变化时）阀腔中液流因 加速或减速而作用在阀芯上的力。
Fst m0 dv dq l dt dt
瞬态液动力的方向: 视油液流入还是流出阀腔而定
图a中油液流出阀腔，则阀口开度加大时长度为l 的 那部分油液加速，开度减小时油液减速，两种情况 下瞬态液动力作用方向都与阀芯的移动方向相反， 相当于一个阻尼力。这时式中的l 取正值，并称之为 滑阀的“正阻尼长度” 图b的l 取负值，相当于一个负的阻尼力
基本要求
动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小 流体流过时压力损失小 密封性能好 结构紧凑，安装、调整、维护方便，通用性好
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液压阀的基本参数
工程压力[承载能力]
工程流量[通流能力] 工程通径[安装尺寸]
阀口特性
阀口形式
阀口流量公式及流量系数
对于各种阀其通过阀口流量均可用下式表示：
q Cq A 2p /
其中流量系数Cq： 滑阀结构时，阀口为锐边Cq=0.6~0.65、阀口有倒角Cq=0.8~0.9 锥阀结构时， Cq=0.77~0.82
液动力
液动力是液流经过阀口时，由于流动方向和流速的改变，阀芯上 受到的附加作用力。 液动力存在影响阀芯操控性能
影响液压控制阀对压力或流量的调节精度
稳态液动力
稳态液动力是阀芯移动完毕，开口固定之后，液流流过阀口时因动 量变化而作用在阀芯上的力。图示为油液流过阀口的两种情况：
滑阀上的“负阻尼长度”是造成滑阀工作不稳定 的原因之一
滑阀卡紧力 （现象）
由于阀芯或阀孔存在的几何形状及相对位置误差，使液体在流 过阀芯与阀孔间隙时产生了径向不平衡力。从而引起阀芯移动 时的轴向摩擦阻力，如果阀芯驱动力不足以克服这个阻力，就 会发生所谓的卡紧现象。
引起液压卡紧的原因： 1）脏物进入缝隙 2）油温升高时阀芯膨胀而卡死 3）滑阀副几何形状误差和同轴度变化所引起的径向不平衡液压力
Fsb qv c o s 其方向都是促使阀口趋于关闭
稳态液动力的补偿 在高压大流量下，这个力很大，使阀芯的操纵成为突出的问题。 必须采取措施补偿或消除。 特种形状的阀腔、阀套上开斜孔、开多个径向小孔使流出和流入 阀腔液体的动量互相抵消，从而减小轴向液动力；
改变阀芯的颈部尺寸，使液流流过阀芯时有较大的压降，以便在 阀芯两端面上产生不平衡液压力，抵消轴向液动力等