液压控制元件-流量控制阀

1、西华西华西华大学大学大学1主讲主讲 宋春华宋春华第四章第四章 液压控制元件液压控制元件西华西华西华大学大学大学2流量控制阀流量控制阀西华西华西华大学大学大学3第四节第四节 流量控制阀流量控制阀 流量控制阀流量控制阀( (影片影片) )是通过改变阀口是通过改变阀口的大小的大小, ,改变液阻实现流量调节的阀，改变液阻实现流量调节的阀，流量大小取决于前后的压力差以及孔流量大小取决于前后的压力差以及孔口和缝隙面积。口和缝隙面积。节流阀节流阀 普通流量控制阀包括节流阀、调普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。速阀、溢流节流阀和分流集流阀。西华西华西华大学大学大学4n流量调节原理流量调

2、节原理mLpAKq式中： KL节流系数 A孔口或缝隙过流面积 p孔口或缝隙前后压差 m指数，0.5m1流经薄壁小孔的流量流经薄壁小孔的流量 q q = = c cd dA A( (2p2p/ /) )1/2 1/2 流经细长孔的流量流经细长孔的流量 q q =( =(d d 4 4/ /128l 128l ) )pp综合两式得通用节流方程综合两式得通用节流方程 西华西华西华大学大学大学5n 节流阀节流阀n结构原理结构原理 主要零件有阀芯、阀主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上开体和螺母。阀体上开有进油口和出油口。有进油口和出油口。阀芯一端开有三角尖阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺槽，另一端加

3、工有螺纹，旋转阀芯即可轴纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称向力，三角槽须对称布置。布置。西华西华西华大学大学大学6 节流阀的应用节流阀的应用当当节流阀前后节流阀前后p p 一定一定时，改变时，改变A A 可改变流经可改变流经阀的流量阀的流量起节流调起节流调速作用，如阀速作用，如阀3 3。当当q q 一定时，改变一定时，改变A A 可可改变阀前后压力差改变阀前后压力差pp起负载阻尼作起负载阻尼作用，如阀用，如阀1 1。当当q q0 0 时，安装节流时，安装节流元件可延缓压力突变的元件可延缓压力突变的影响影响起压力缓冲作起压

4、力缓冲作用，如阀用，如阀2 2。西华西华西华大学大学大学7n结构原理结构原理n调速阀是由定差减压阀与节流调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。阀串连而成。n压力油压力油p p1 1先经定差减压阀，然先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油出口压力油p p2 2、p p3 3经阀体流道经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，被引至定差减压阀阀芯的两端，( (p p2 2- -p p3 3) )与定差减压阀的弹簧力与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得的压力补偿作用，使得( (p p2 2- -p p3 3

5、) )基本不变。基本不变。n调速阀可以是定差减压阀在前，调速阀可以是定差减压阀在前，节流阀在后，也可以是节流阀节流阀在后，也可以是节流阀在前，定差减压阀在后。在前，定差减压阀在后。n 调速阀调速阀西华西华西华大学大学大学8n 旁通型调速阀旁通型调速阀 该阀又称为溢流节流阀，该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀由节流阀与差压式溢流阀并连而成，阀体上有一个并连而成，阀体上有一个进油口，一个出油口，一进油口，一个出油口，一个回油口。这里节流阀既个回油口。这里节流阀既是调节元件，又是检测元是调节元件，又是检测元件；差压式溢流阀是压力件；差压式溢流阀是压力补偿元件，它保证了节流补偿元件，它保证了

6、节流阀前后压力差阀前后压力差p p 基本不基本不变。变。旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上，其速度刚性较调速阀小，但因此时的系统压力为（负载压油路上，其速度刚性较调速阀小，但因此时的系统压力为（负载压力节流阀前后压差力节流阀前后压差pp ），），是变压系统，与调速阀调速回路相比，是变压系统，与调速阀调速回路相比，回路效率较高。回路效率较高。西华西华西华大学大学大学9n 分流集流阀分流集流阀 分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。它包括分流步

7、的流量控制阀，又称为同步阀。它包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种控制类型。阀、集流阀和分流集流阀三种控制类型。西华西华西华大学大学大学10 分流阀结构原理分流阀结构原理 它由两个固定节流孔它由两个固定节流孔1 1、2 2、阀体、阀芯和两个对、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口成两个可变节流口3 3、4 4。固定节流孔起检测流量固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起的作用，可变节流口起压力补偿作用，其过流压力补偿作用，其过流面积通过压力面积通过压力p p1 1和和p p2 2 的的反馈作用进行控制。无反馈作用进行控

8、制。无论负载压力论负载压力p p3 3、p p4 4如何变如何变化，都能保证化，都能保证q q1 1q q2 2 。西华西华西华大学大学大学11第五节第五节 液压伺服阀液压伺服阀 伺服阀是一种通过改变输入信号，连续、伺服阀是一种通过改变输入信号，连续、成比例的控制流量和压力的液压控制阀。成比例的控制流量和压力的液压控制阀。西华西华西华大学大学大学12n根据输入信号的方式不同，又分电液伺服阀和机液根据输入信号的方式不同，又分电液伺服阀和机液伺服阀。伺服阀。n电液伺服阀将小功率的电信号转换为大功率的液压电液伺服阀将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，实现执行元件的位移、速度、加速度及力能输出，

9、实现执行元件的位移、速度、加速度及力的控制。的控制。n机液伺服阀的输入信号是机动或手控的位移。机液伺服阀的输入信号是机动或手控的位移。n伺服阀控制精度高，响应速度快，特别是电液伺服伺服阀控制精度高，响应速度快，特别是电液伺服系统容易实现计算机控制，在航空航天、军事装备系统容易实现计算机控制，在航空航天、军事装备中得到广泛应用。但加工工艺复杂，成本高，对油中得到广泛应用。但加工工艺复杂，成本高，对油液污染敏感，维护保养难，民用工业应用较少。液污染敏感，维护保养难，民用工业应用较少。西华西华西华大学大学大学13n 电液伺服阀的组成和工作原理电液伺服阀的组成和工作原理（见（见动画动画） 电液伺服阀由

10、电气机械转换装置、电液伺服阀由电气机械转换装置、液压放大器和反馈（平衡）机构三液压放大器和反馈（平衡）机构三部分组成。部分组成。电气电气机械转换装置将输入的电信机械转换装置将输入的电信号转换为转角或直线位移输出，常号转换为转角或直线位移输出，常称为力矩马达或力马达。图中上部称为力矩马达或力马达。图中上部分为力矩马达。分为力矩马达。 液压放大器接受小功率的转角或位液压放大器接受小功率的转角或位移信号，对大功率的液压油进行调移信号，对大功率的液压油进行调节和分配，实现控制功率的转换和节和分配，实现控制功率的转换和放大。图中有喷嘴挡板（前置级）放大。图中有喷嘴挡板（前置级）和主滑阀两级。和主滑阀两级

11、。反馈平衡机构使阀输出的流量或压反馈平衡机构使阀输出的流量或压力与输入信号成比例。图中反馈弹力与输入信号成比例。图中反馈弹簧杆簧杆1111为反馈机构。为反馈机构。喷嘴挡板式电液伺服阀喷嘴挡板式电液伺服阀西华西华西华大学大学大学14n电液电液比例阀比例阀 电液比例阀是一种性能介于普通控制阀和电液电液比例阀是一种性能介于普通控制阀和电液伺服阀之间的新阀种。它既可以根据输入电信号伺服阀之间的新阀种。它既可以根据输入电信号的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向实现远距离控制、计算机控制，又在制造成本、实现远距离控制、计算机控制，又在制造成本、抗污染等方面优

12、于电液伺服阀。抗污染等方面优于电液伺服阀。 电液比例阀根据用途分为：电液比例压力阀，电液比例阀根据用途分为：电液比例压力阀，电液比例流量阀，电液比例方向阀。电液比例流量阀，电液比例方向阀。西华西华西华大学大学大学15 电液比例压力阀电液比例压力阀 图示为电液比例压力先导阀，它与普通溢流阀、减压阀、顺序图示为电液比例压力先导阀，它与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。改变输入电磁铁电流的大小，即可改变电磁吸力，从例顺序阀。改变输入电磁铁电流的大小，即可改变电磁吸力，从而改变先导阀前腔压力

13、，对主阀的进口或出口压力实现控制。而改变先导阀前腔压力，对主阀的进口或出口压力实现控制。 与普通压力先导阀不同：与普通压力先导阀不同： 1 1、与作用在阀芯上的液压力、与作用在阀芯上的液压力进行比较的是电磁吸力，不进行比较的是电磁吸力，不是弹簧力。是弹簧力。 2 2、此处弹簧为传力弹簧，无、此处弹簧为传力弹簧，无压缩量。压缩量。西华西华西华大学大学大学16 电液比例流量阀电液比例流量阀 图示为位移图示为位移弹簧力反馈型电液比例二弹簧力反馈型电液比例二通节流阀。主阀芯通节流阀。主阀芯5 5为插装阀结构。当比为插装阀结构。当比例电磁铁输入一定电流时，产生的电磁吸例电磁铁输入一定电流时，产生的电磁吸

14、力推动先导阀芯力推动先导阀芯2 2下移，先导阀阀口开启，下移，先导阀阀口开启，主阀进口压力油经主阀进口压力油经R R1 1和和R R2 2、先导阀阀口流先导阀阀口流至主阀出口。因阻尼至主阀出口。因阻尼R R1 1作用，使主阀芯上作用，使主阀芯上下腔产生压力差，致使主阀芯克服弹簧力下腔产生压力差，致使主阀芯克服弹簧力上移，主阀口开启。主阀芯向上位移使反上移，主阀口开启。主阀芯向上位移使反馈弹簧馈弹簧3 3受压缩，但反馈弹簧力与先导阀受压缩，但反馈弹簧力与先导阀芯上端电磁吸力相等时，先导阀芯和主阀芯上端电磁吸力相等时，先导阀芯和主阀芯受力平衡，主阀阀口大小与输入电流大芯受力平衡，主阀阀口大小与输入

15、电流大小成比例。改变输入电流大小，即可改变小成比例。改变输入电流大小，即可改变阀口大小，在系统中起节流调速作用。阀口大小，在系统中起节流调速作用。 特点：输入电流为零时，阀口是关闭的；主阀的位移量不受比例电特点：输入电流为零时，阀口是关闭的；主阀的位移量不受比例电磁铁行程的限制，阀口开度可以设计得较大，即阀的通流能力较大。磁铁行程的限制，阀口开度可以设计得较大，即阀的通流能力较大。西华西华西华大学大学大学17 电液比例换向阀电液比例换向阀电液比例换向阀由前置级（电液比例电液比例换向阀由前置级（电液比例双向减压阀）和放大级（液动比例双双向减压阀）和放大级（液动比例双向节流阀）两部分组成。向节流阀）两部分组成。前置级由比例电磁铁控制双向减压阀前置级由比例电磁铁控制双向减压阀阀芯位移。当比例电磁铁输入电流时，阀芯位移。当比例电磁铁输入电流时，减压阀芯移动，减压开口一定，经阀减压阀芯移动，减压开口一定，经阀口减压后得到稳定的控制压力。口减压后得到稳定的控制压力。放大级由阀体、主阀芯、左右端盖、放大级由阀体、主阀芯、左右端盖、阻尼螺钉和弹簧等零件组成。控制压阻尼螺钉和弹簧等零件组成。控制压力油经阻尼孔作用在主阀