第5章 液压控制元件-5.4流量控制阀课件

5、4流量控制阀

功用分类5.3.1流量控制阀功用功用：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀分类节流阀调速阀分流阀温度补偿调速阀流量控制原理及节流口形式

节流口的形式：薄壁小孔：细长小孔：厚壁小孔：K:有液体的形状、尺寸和液体性质决定的系数，对于薄壁孔细长孔：

m:由孔的长径比决定的指数，薄壁孔m=0.5，细长孔:m=1,厚壁孔m=0.5~15.4.1流量控制原理及节流口形式影响稳定性的因素：压差温度节流口堵塞压差p

压差p的影响即负载变化的影响。节流阀的通流面积调整好后，若负载发生变化，执行元件工作压力随之变化，与执行元件相连的节流阀前后压差p发生变化，则通过阀的流量q也随之变化，即流量不稳定。薄壁孔

值最小，故负载变化对薄壁孔流量的影响也最小。

节流阀的流量特性(1/4)

温度的变化温度变化时，流体的粘度发生变化。小孔流量通用公式中的流量系数C值就发生变化，从而使流量发生变化。对于细长孔节流口，粘度变化会影响液流通过的流量。对于薄壁孔节流口，当雷诺数大于临界值时，流量系数不受温度影响，但当压差小、通流截面积小时，流量系数C与雷诺数Re有关，通过节流口的流量也要因温度的变化而变化。

节流口堵塞在压差、油温和粘度等因素不变的情况下，当节流口的开度很小时，由于污染或流体中的极化分子与金属表面的吸附现象，使节流缝隙表面形成牢固的边界吸附层，改变了节流缝隙的几何形状和大小，造成了节流口堵塞现象，使通过节流口的流量出现周期性脉动，甚至造成断流，影响节流阀正常工作。流量控制原理及节流口形式节流口形式：针阀式偏心槽三角槽式周向缝隙式轴向缝隙式节流口形式针阀式偏心槽式轴向三角槽式周向缝隙式轴向缝隙式为针式节流口，针阀作轴向移动，调节环形通道的大小以调节流量。图b是偏心式，在阀心上开了一个截面为三角形截面（或矩形截面）的偏心槽，转动阀心就可调节通道的大小以调节流量。图c是轴向三角沟式，在阀心上开了一个或两个斜的三角沟，轴向移动阀心时，就可改变三角沟通流面积的大小。图d是周向缝隙式，阀心上开有狭缝，油或气可通过狭缝流入阀心的内孔，再经左边的孔流出，转动阀心就可改变缝隙通流面积的大小以调节流量。图e是轴向缝隙式，在套筒上开有狭缝，轴向移动阀心就可改变缝隙的通流面积的大小以调节流量。

流量控制原理及节流口形式液压系统对流量控制阀的主要要求:较大的流量调节范围且流量调节要均匀。当阀前后压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小。油温变化对通过阀的流量影响要小。液流通过全开阀时的压力损失要小。当阀口关闭时，阀的泄漏量要小。节流元件的作用5、4、2节流阀

结构

工作原理

特点普通节流阀组成普通节流阀工作原理

工作原理：压力油从进油口P1流入孔道a和阀芯1左端的三角槽进入孔道b,再从出油口P2流出。调节手柄3，可通过推杆2使阀芯作轴向移动，以改变节流口的流通面积来调节流量。节流阀特点特点：∵进口压力油通过弹簧腔径向小孔和阀体上的斜孔同时作用在阀芯的上下两端∴即使在高压下，调节阀口比较方便。节流阀的流量特性曲线刚性：抵抗负载变化的干扰和保持流量稳定的能力，反映节流阀开口量不变时，由于阀前后压力差的变化，引起通过节流阀的流量发生变化的情况。结论:相同时，节流开口小，刚度大压力差越小，刚度越低，为使节流阀具有足够的刚度，越小越好2、温度补偿节流阀的组成在上述调速阀中节流阀的推杆部分加上一根温度补偿杆（一般用聚氯已烯塑料），且将阀口变成薄刃形（轴向缝隙式）。

温度补偿调速阀的工作原理利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。

k↑q↑T↑（黏度下降）<>从而使q稳定

L↑A↓q↓

当流体从P1口进入时，阀心保持在调节杆所限定的位置上，流体只能经过阀心上的三角形沟槽流向P2，这时阀起节流作用；而当从P2口流进时，阀心被压下，流体流向P1口，这时阀起单向阀作用。通过调节调节杆的移动来改变阀心的位置，从而改变节流口的开度调节通过的流量。

2、单向节流阀5、4、3节流阀的压力和温度补偿

∵

F变化，△p变化，A=C，q仍变化利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差，使其保持不变。

5、4、3节流阀的压力和温度补偿

1、调速阀组成：定差减压阀与节流阀串联而成（a）工作原理图（b）职能符号（c）简化职能符号（d）特性曲线1—减压阀2—节流阀调速阀的工作原理

调速阀的进口压力p1由溢流阀调整基本不变，而调速阀的出口压力p3则由液压缸负载F决定。油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到p2，p2经通道e、f作用到减压阀的d腔和c腔；节流阀的出口压力p3又经反馈通道a作用到减压阀的上腔b，当减压阀的阀芯在弹簧力Fs。调速阀的工作原理、因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为Fs基本保持不变。故节流阀两端压力差也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。调速阀的工作原理

F↑,p3↑，减压阀阀芯下移，x↑，减压作用↓，p2↑，使△p=p2-p3，基本不变反之：F↓，p3↓减压阀阀心上移，x↓，减压作用↑，p2↓仍使△p=p2-p3基本不变↑∴F〈皆有△p=c，若A=c，则q

=c↓调速阀的工作原理

温度补偿调速阀的组成在上述调速阀中节流阀的推杆部分加上一根温度补偿杆（一般用聚氯已烯塑料），且将阀口变成薄刃形（轴向缝隙式）。

2、温度补偿调速阀

组成工作原理温度补偿调速阀的工作原理利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。

k↑q↑T↑（黏度下降）<>从而使q稳定

L↑A↓q↓3、溢流节流阀

组成工作原理溢流节流阀组成（a）工作原理图（b）职能符号1—液压缸2—安全阀3—溢流阀4—节流阀溢流节流阀组成（a）工作原理图（b）职能符号1—液压缸2—安全阀3—溢流阀4—节流阀溢流节流阀工作原理

压力补偿型节流阀，从液压泵输出的油液一部分从节流阀4进入液压缸左腔推动活塞向右运动，另一部分经溢流阀的溢流口流回油箱，溢流阀阀芯3的上端a腔同节流阀4上腔相通，其压力为p2；腔b和下端腔c同溢流阀阀芯3前的油液相通，其压即为泵的压力p1。溢流节流阀工作原理

当液压缸活塞上的负载力F增大时，压力p2升高，a腔的压力也升高，使阀芯3下移，关小溢流口，这样就使液压泵的供油压力p1增加，从而使节流阀4的前、后压力差（p1-p2）基本保持不变。这种溢流阀一般附带一个安全阀2，以避免系统过载。溢流节流阀结论

溢流节流阀是通过p1随p2（负载的压力）的变化来使流量基本上保持恒定的。因而溢流节流阀具有功率损耗低、发热量小的优点。但是，溢流节流阀中流过的流量比调速阀大（一般是系统的全部流量），阀芯运动时阻力较大，弹簧较硬，其结果使节流阀前后压差Δp加大（需达0.3～0.5MPa），因此它的稳定性稍差。溢流节流阀应用5.4.分流集流阀

功用：不管负载如何变化，执行元件能够保持相同的运动速度，称同步阀

(1)分流阀的工作原理图5.42a为等量分流阀的结构原理图，图5.42b为等量分流阀的图形符号。进口压力为，流量为，进入阀后分为两路分别通过两个面积相等的固定节流孔1、2，并且分别进入油室a、b腔，然后由可变节流口3、4经出口通往两个执行元件。分流集流阀(2/4)在分流工况时，如图5.41c所示，由于p0大于p1和p2，所以阀心5、6处于相互分离状态，互相勾住。若负载压力p3＜p4，如果阀心仍留在中间位置，必然使p1＜p2。这时连成一体的阀心将左移，可变节流口3减小，使上升，直至p1=p2，阀芯停止运动，由于两个固定节流孔1和2的面积相等，所以通过两个固定节流孔的流量q1=q2，而不受出口压力p3及p4变化的影响。在集流工况时，如图5.41d所示，由于p0小于p1和p2，所以阀心5、6处于相互压紧状态。设负载压力p3＜p4，如果阀心仍留在中间位置，必然使p1＜p2。这时压紧成一体的阀心将左移，可变节流口4减小，使下降，直至p1=p2，阀心停止运动，故q1=q2，而不受出口压力p3及p4变化的影响。

分流集流阀(4/4)若两个执行元件负载相等则分流阀的出口压力p3=p4，因为阀中两支流通道的尺寸完全对称，所以输出的流量亦对称，q1=q2=q0/2，且p1=p2。当由于负载不对称而出现p3≠p4，且设p3＞p4时，阀心来不及运动而处于中间位置，必定使q1＜q2，进而有p0－p1＜p0－p2，则使p1＞p2。此时阀心在不对称压力的作用下左移，使可变节流口3增大，节流口4减小，从而使q1增大，q2减小，直至q1=q2，p1=p2。阀心才在一个新的平衡位置上稳定下来，输往两个执行元件中的流量相等，速