液压阀工作原理动画

1、1本章主要内容为:节流口的流量特性;流量负反馈;节流阀.调速阀.分流阀等三种流量控制阀的 原理、结构、主要性能和应用；其它液压阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺 服阀的工作原理及应用。本章重点是节流口的流量特性.流量负反馈.调速 阀的工作原理和性能。学习时应从液压桥路和流量负反 馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。#直禺鸟气禺倍幼-一._L第比章说量控制凤| :流量控制阀简称流量阀，它通过改变节流 J 口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力 J 的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执 I 行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、I ;调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普通的流 : 量阀之外，

2、还要简要介绍插装阀、电液比例阀 2和电液伺服阀。直禺鸟气禺倍幼-一.；第七章魂董控制阀对流量控制阀的主要性能要求是：1）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。2）油温变化时，流量变化小。3）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到 很小的稳定流量。4）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调 节力矩要小。犬学#7/1节疣!的说 特性(7.1)Qm=l细长孔簿壁口m=0.57丄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 = KAm式中：A阀口通流面积；p阀口前、后压差；m由节流口形状和结构决 定的指数，0.5ml ； 节流系数。在流体力

3、学中，我们遇到过两大类节流口。一类是细士孔，m-lo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。另一类是谆壁节施口用紊流计算这一类节流口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。关于菲壁节流口的流量公式，在流体力学中已然推导 和证明过，我们只引用其结论即可。令K = C（师 ， 加二0.5流过薄壁小孔的流量公式由式（7.1）变:式中：q流量系数;P油液密度。2上式也可写成Q = cdm在上式中若加为常数，且(2/p)Ar也是常数，调节4, 则可调节通过节流阀的流量0。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。

4、一般Cd=0.60.&加值也受多种因素影响，一般 加二0.51。一般薄壁节流口的加为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。7影响流曇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F来表征。7 = 1/(7.2)、1 AP)=m Q1_ dAp _1dQ tgadApdAp刚度的物理

5、意义如下： 当有某一增量时，。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。由式（7.2）可知：A流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；A压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；A系数加越小，刚度越大。薄壁孔（加= 0.5）比细长孔（加 =1）的流量稳定性受AP变化的影响要小。因此，为了获得 较小的系数加，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。(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，当油温升高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。所

6、以节流通道长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。(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: 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； 由于油液老化或受到挤压后产生

7、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，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度 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; 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。减轻堵塞现象的措施有: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周多个节流口串联。- 般取P=0203MPa。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垃用电位差较小的金属 以减小吸附层的厚度。7丄3节流口的形式与特征节

8、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BhP（或p匕），此压力差将两挂钩 阀芯1、2推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由 挂钩阀芯1、2的内棱边和阀套5、6的外棱边组成；Qi p3Q 卩4(b)(c)集流时，因PVP（或P0 进油口泄油口L出油口PP2定差减压阀节流阀阀芯推杆比例电磁铁717.63电液伺月艮阀电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于高 速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控 制系统中O电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和

9、流量型伺服阀之分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移妇与的输入电流信号 z成比例，为了保证主阀芯的定位控制，主阀和先导阀之间设有位 置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置-力反馈两 种。7.63.1直接位置反馈电液伺服阀u|卜力马达= Kti _ 1 BDNeKteI定节流孔3、_5先导级放大元件.一i LJ1动圈式直接位 置反馈伺服阀 桥路图动圈窗伺服阀导阀芯6导阀口 11、BA导阀口 12主阀芯2一固定节流孔3主阀驱动腔b一磁钢10线圈7调零弹簧8一主阀驱动腔a固定节流孔575动圈式伺服阀主阀芯2主阀芯2导阀芯6导阀口 11、(c)导阀口 12主阀芯

10、2磁钢107”调零弹簧8一主阀驱动腔a主阀驱动腔b(a)1078781.2、3.4采用阀芯.阀套直接比较法；导阀芯导阀套直接比较.通过刚性连接直接（测量）反馈； 放大元件为导阀部分、缸是主阀两端部分；指令元件是线圈，被控对象是主阀芯，使主阀芯位移跟 踪动圈時指4位移。7878扌旨乂扌旨导阀芯阀 套比较X类L开环翟制（放夬部分 扰！动主阀芯纖矍制对象及主阀担力直接反馈伺服阀控制框图787.63.2喷嘴挡板式力反馈电液伺服阀力马达挡板（导阀芯）喷嘴反馈弹簧杆主滑阀固定节流孔弹簧管 （扭簧;先导级油 缸左腔先导级油 缸左腔要求：主阀芯位移自动跟踪输入的电流，与 输入电流成比例。S /力矩马达Kt导磁

11、体双喷嘴挡板阀(a)(b)(a)(b)1 _ 1 今-P(a)(b)力矩比较元件弹賛管及反馈杆AT（B丹全桥）动力元件主阀位移牛IS41力矩马达/弹簧管（扭簧:FULLLd喷嘴主滑阀固定节流孔先导级油（导阀芯）&先导级油 缸左腔反馈弹簧杆6 7.63.3电液伺服阀的应用X fFJ工作台放大器R反馈电位器小 结调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理工作的，用于调 节和稳定流量。流量负反馈的核心是将被控流量转化为力信号 与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较 元件一般是流量调节阀芯或先导阀。流量负反馈比压力负反馈更为复杂，关键在于要将流量 转化成便于比较的力以后，再反馈到阀芯上。将流量转化成 力的过程称为流量的传感测量，转换部件称为流量传感器。 流量阀的流量测量方法有两种：压差法”和位移法” o 用“压差法”测量时，先将流量转化成压力差，再用测压法 测量，因此用于稳定流量的调速阀被称为“定差”阀。“位 移法”测量时，先将流量转化成位移，再用弹簧将其转化为 反馈力。小 结节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，