第五章 液压控制阀(溢流阀)讲解
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3 溢流阀的性能
1.静态性能
(1)压力调节范围 压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节
时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及 迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允 许流量为其额定流量，在额定流量下工作时，溢流阀 应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平 稳性要求，一般规定为额定流量的15%。
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 式中，X0为弹簧的预压缩量，x为弹 簧附加压缩量（也是阀芯开启位移 或阀口的开度）。
3
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 由上式可知，当阀芯处于不同位置 时，溢流压力是变化的。然而由于 弹簧的附加压缩量x相对于预压缩量 x0来说是较小的，所以可认为溢流 压力p基本保持恒定，即p保持为 KX0/A。这就是溢流阀起定压溢流 作用的工作原理。（若忽略压力损 失，p就是溢流阀的进口压力）
调压弹簧9
9
⑴ 当进油口油压较低时，小于锥阀芯左腔的弹簧弹力，先导阀 处于关闭状态，流经阻尼孔油液没有形成通路。由主阀芯的上、 下腔和锥阀芯的右腔形成一个密封容积（腔），所以腔内各点 的压力均相等。且都等于阀的入口油压。主阀芯在上下油液压 差和弹簧力的作用下处于最下端位置。即P口和T口不通。
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⑵当进油口油压升高， 使锥阀芯的右腔油液 压力大于左腔的弹簧 弹力，先导阀打开 （经过一段振荡过程 后停在某一平衡位置). 压力油便经阻尼孔5
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回油口O与泄漏油流经的 弹簧腔相通，L口堵塞，称为 内泄。内泄时回油口的背压将 作用在阀芯上端面，这时与弹 簧力相平衡的将是进出油口的 压差。若将泄漏油腔与O口连 通的通道堵塞，将L口打开， 直接将泄漏油引回油箱，这种 连接方式称为外泄。
直动式溢流阀是利用阀芯
上端的弹簧力直接与下端面的 液压力相平衡来控制溢流压力 的。一般直动式阀只做成低压、 流量不大的溢流阀。
通道a 锥阀座上的小孔 锥阀的右腔
左腔 主阀芯的中心孔 回油口O流回油箱。
11
即流经阻尼孔5油液形 成了通路，液压油流经 阻尼孔5时产生压力降， 主阀芯上腔油液压力低 于阀的进口油压，也就 是压低 ，于当成主这两阀 个说部芯 方明分下 向:从:少腔 向P量的口(油进约入占的1%油)液经分先 上的油导压阀差后值流小向于回上油腔口的O弹,大簧部力分，主阀芯仍在最下端。 随着进则油经口主油阀压的的阀升口高流，向压回力油差口也O升。高。当上下腔的 压力差大于上腔的作用力（弹簧力时，主阀芯抬起， 上升到某一平衡位置。P、O连通，实现溢流。使溢 流阀的进口油压不再升高，保持调压弹簧9的预紧力。
调节螺母
L
6
压力控制阀的图形符号
压力控制阀的图形符号中， 用一个方框表示阀体，方框内的箭 头表示阀体内的阀芯，方框两端与 箭头平行方向的两根直线线段表示 油液的管路，在箭头方向后面的表 示进油管路，在箭头方向前面的表 示出油管路，方框另外两端面上表 示阀芯控制动作的动力源形式，其 中虚线表示液压控制的控制油管路 ；弹簧按常用示意图的画法表示。
(2)启闭特性
启闭特性是指溢流阀在稳 态情况下从开启到闭合的 过程中，被控压力与通过 溢流阀的溢流量之间的关 系。它是衡量溢流阀定压 精度的一个重要指标，一 般用溢流阀处于额定流量、 调定压力ps时，开始溢流 的开启压力pk及停止溢流 的闭合压力pB分别与ps的 百分比来衡量，前者称为 开启比，后者称为闭合比。
图4-18 溢流阀的启闭特性曲线
(3)压力-流量特性
溢流阀工作时，随着 溢流量的变化，系统压力 会产生一些波动，不同溢 流阀的压力波动程度不同。 因此一般用溢流阀稳定工 作时的压力-流量特性来描 述溢流阀的静态特性。
右图为溢流阀的压力流量特性曲线，也称作静 态特性曲线。图中Pn为溢 流阀调节压力，Pk1、溢流阀
滑阀式直动溢流阀结构图如右图：
1-调节螺钉； 2-螺帽 ； 3-弹簧 ； 4-螺母 ； 5-阀体； 6-阀座； 7-阀芯； 8-螺堵
初始状态：阀芯在弹簧力的作用下 处于最下端位置，进出油口隔断， 进口油液经径向孔、轴向小孔a作用 在阀芯7的锥形底面上。
调节螺母
L
1
5.3.1.1 直动型溢流阀
压力阀是通过控制油液压力与弹簧力相平衡的原理 工作的，当没有压力或压力较低时，油液不足以克服弹簧 力，不能将阀芯推动，因而进出口不能接通，这就是所谓 的常闭式；反之，为常开式。
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直动式溢流阀结构简单，灵敏度高。但压力受 溢流量的影响较大，不适于在高压、大流量下工作。 因为当溢流量的变化引起阀口开度即弹簧压缩量发 生变化时，弹簧力变化较大，溢流阀进口压力也随 之发生较大的变化，所以直动式溢流阀调压稳定性 差。
因此，直动式溢流阀一般只用于低压小流量系 统，或者作为先导阀使用。
一、先导式溢流阀的工作原理：
油液从P口进入 充满主阀芯的下腔， 并作用与主阀芯的 下端 同时油液经 阻尼孔5 进入并充满 主阀芯的上腔 再经通道a和锥阀座 上的小孔进入并充满 锥阀芯的右腔
油液作用于主阀芯 的上端和锥阀芯的 右腔锥面上
溢流阀的静态特性曲线
溢流阀的理想特性曲 线最好是一条Pn平行于流 量坐标的直线，也就是只 有p达到Pn是才溢流，且 不管溢流多少，压力始终 保持Pn。实际溢流阀的特 性不可能如此，而只能要 求它的特性曲线尽可能接 近这条理想曲线。
4
此时，阀芯上移，阀口打开， P、O口接通，系统中的部分油液 便通过阀口（视为节流口）经排油 口O流回油箱，使系统压力不在升 高；当溢流量（液压泵出口的流量 经溢流阀回油箱的流量）相对于进 入系统中的油液量过大而使压力降 低时，弹簧便驱动阀芯下移，减小 阀口的开度，降低溢流量，以提升 压力。如此反复，使溢流量与进入 系统的油液增加量基本恒定，进口 压力也就基本保持恒定了。
条件分析：当阀芯底部的压力小于 弹簧调定压力，阀芯不动，进出油 口不通 ，溢流阀不工作；当阀的进 口压力升高，使得阀芯7锥形底面的 油液压力大于弹簧调定压力，阀芯 上移，进出油口相通，溢流阀工作。
调节螺母
L
2
溢流阀的开启压力为pk，即 pk. A=KX0 或 pk=KX0/A
当阀芯处于某一位置时，阀芯的受 力平衡为：
3 溢流阀的性能
1.静态性能
(1)压力调节范围 压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节
时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及 迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允 许流量为其额定流量，在额定流量下工作时，溢流阀 应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平 稳性要求，一般规定为额定流量的15%。
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 式中，X0为弹簧的预压缩量，x为弹 簧附加压缩量（也是阀芯开启位移 或阀口的开度）。
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p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 由上式可知，当阀芯处于不同位置 时，溢流压力是变化的。然而由于 弹簧的附加压缩量x相对于预压缩量 x0来说是较小的，所以可认为溢流 压力p基本保持恒定，即p保持为 KX0/A。这就是溢流阀起定压溢流 作用的工作原理。（若忽略压力损 失，p就是溢流阀的进口压力）
调压弹簧9
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⑴ 当进油口油压较低时，小于锥阀芯左腔的弹簧弹力，先导阀 处于关闭状态，流经阻尼孔油液没有形成通路。由主阀芯的上、 下腔和锥阀芯的右腔形成一个密封容积（腔），所以腔内各点 的压力均相等。且都等于阀的入口油压。主阀芯在上下油液压 差和弹簧力的作用下处于最下端位置。即P口和T口不通。
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⑵当进油口油压升高， 使锥阀芯的右腔油液 压力大于左腔的弹簧 弹力，先导阀打开 （经过一段振荡过程 后停在某一平衡位置). 压力油便经阻尼孔5
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回油口O与泄漏油流经的 弹簧腔相通，L口堵塞，称为 内泄。内泄时回油口的背压将 作用在阀芯上端面，这时与弹 簧力相平衡的将是进出油口的 压差。若将泄漏油腔与O口连 通的通道堵塞，将L口打开， 直接将泄漏油引回油箱，这种 连接方式称为外泄。
直动式溢流阀是利用阀芯
上端的弹簧力直接与下端面的 液压力相平衡来控制溢流压力 的。一般直动式阀只做成低压、 流量不大的溢流阀。
通道a 锥阀座上的小孔 锥阀的右腔
左腔 主阀芯的中心孔 回油口O流回油箱。
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即流经阻尼孔5油液形 成了通路，液压油流经 阻尼孔5时产生压力降， 主阀芯上腔油液压力低 于阀的进口油压，也就 是压低 ，于当成主这两阀 个说部芯 方明分下 向:从:少腔 向P量的口(油进约入占的1%油)液经分先 上的油导压阀差后值流小向于回上油腔口的O弹,大簧部力分，主阀芯仍在最下端。 随着进则油经口主油阀压的的阀升口高流，向压回力油差口也O升。高。当上下腔的 压力差大于上腔的作用力（弹簧力时，主阀芯抬起， 上升到某一平衡位置。P、O连通，实现溢流。使溢 流阀的进口油压不再升高，保持调压弹簧9的预紧力。
调节螺母
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压力控制阀的图形符号
压力控制阀的图形符号中， 用一个方框表示阀体，方框内的箭 头表示阀体内的阀芯，方框两端与 箭头平行方向的两根直线线段表示 油液的管路，在箭头方向后面的表 示进油管路，在箭头方向前面的表 示出油管路，方框另外两端面上表 示阀芯控制动作的动力源形式，其 中虚线表示液压控制的控制油管路 ；弹簧按常用示意图的画法表示。
(2)启闭特性
启闭特性是指溢流阀在稳 态情况下从开启到闭合的 过程中，被控压力与通过 溢流阀的溢流量之间的关 系。它是衡量溢流阀定压 精度的一个重要指标，一 般用溢流阀处于额定流量、 调定压力ps时，开始溢流 的开启压力pk及停止溢流 的闭合压力pB分别与ps的 百分比来衡量，前者称为 开启比，后者称为闭合比。
图4-18 溢流阀的启闭特性曲线
(3)压力-流量特性
溢流阀工作时，随着 溢流量的变化，系统压力 会产生一些波动，不同溢 流阀的压力波动程度不同。 因此一般用溢流阀稳定工 作时的压力-流量特性来描 述溢流阀的静态特性。
右图为溢流阀的压力流量特性曲线，也称作静 态特性曲线。图中Pn为溢 流阀调节压力，Pk1、溢流阀
滑阀式直动溢流阀结构图如右图：
1-调节螺钉； 2-螺帽 ； 3-弹簧 ； 4-螺母 ； 5-阀体； 6-阀座； 7-阀芯； 8-螺堵
初始状态：阀芯在弹簧力的作用下 处于最下端位置，进出油口隔断， 进口油液经径向孔、轴向小孔a作用 在阀芯7的锥形底面上。
调节螺母
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5.3.1.1 直动型溢流阀
压力阀是通过控制油液压力与弹簧力相平衡的原理 工作的，当没有压力或压力较低时，油液不足以克服弹簧 力，不能将阀芯推动，因而进出口不能接通，这就是所谓 的常闭式；反之，为常开式。
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直动式溢流阀结构简单，灵敏度高。但压力受 溢流量的影响较大，不适于在高压、大流量下工作。 因为当溢流量的变化引起阀口开度即弹簧压缩量发 生变化时，弹簧力变化较大，溢流阀进口压力也随 之发生较大的变化，所以直动式溢流阀调压稳定性 差。
因此，直动式溢流阀一般只用于低压小流量系 统，或者作为先导阀使用。
一、先导式溢流阀的工作原理：
油液从P口进入 充满主阀芯的下腔， 并作用与主阀芯的 下端 同时油液经 阻尼孔5 进入并充满 主阀芯的上腔 再经通道a和锥阀座 上的小孔进入并充满 锥阀芯的右腔
油液作用于主阀芯 的上端和锥阀芯的 右腔锥面上
溢流阀的静态特性曲线
溢流阀的理想特性曲 线最好是一条Pn平行于流 量坐标的直线，也就是只 有p达到Pn是才溢流，且 不管溢流多少，压力始终 保持Pn。实际溢流阀的特 性不可能如此，而只能要 求它的特性曲线尽可能接 近这条理想曲线。
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此时，阀芯上移，阀口打开， P、O口接通，系统中的部分油液 便通过阀口（视为节流口）经排油 口O流回油箱，使系统压力不在升 高；当溢流量（液压泵出口的流量 经溢流阀回油箱的流量）相对于进 入系统中的油液量过大而使压力降 低时，弹簧便驱动阀芯下移，减小 阀口的开度，降低溢流量，以提升 压力。如此反复，使溢流量与进入 系统的油液增加量基本恒定，进口 压力也就基本保持恒定了。
条件分析：当阀芯底部的压力小于 弹簧调定压力，阀芯不动，进出油 口不通 ，溢流阀不工作；当阀的进 口压力升高，使得阀芯7锥形底面的 油液压力大于弹簧调定压力，阀芯 上移，进出油口相通，溢流阀工作。
调节螺母
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溢流阀的开启压力为pk，即 pk. A=KX0 或 pk=KX0/A
当阀芯处于某一位置时，阀芯的受 力平衡为：