模块七 流量控制阀及流量控制回路

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1、本章提要•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。流量控制阀简称流量阀。它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀（ThrottleValve）、调速阀（SpeedRegulatingValve）、分流集流阀（FlowDivide

2、r）等。本章除讨论普通的流量阀之外，还要简要介绍插装阀(CartridgeValve)、比例阀(ProportionalValve)、伺服阀（ServoValve）。对流量控制阀的主要性能要求是：l）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。本章教学内容7.1节流口的流量特性7.2流量负反馈7.3节流阀7.4调速阀7.5分流阀7.6插装阀比例阀伺服阀本章小结习题对于节流孔口(Orifice)

3、来说，可将流量公式写成下列形式:mQKAp（7.1）式中:Q细长孔m=1A阀口通流面积；p阀口前、后压差；簿壁口K节流系数；m=0.5由节流口形状和结构决m定的指数，0.5＜m＜l。Δp图7.1节流口的流量-压力特性令KC2/，m=0.5流过薄壁小孔(thin-walledorifice)d的流量公式由式（7.1）变为:Q细长孔m=12QCA(pp)d12簿壁口m=0.5式中:Cd—流量系数；ρ—油液密度。Δp图7.1节流口的流量-压力特性2m上式也可写成QCdA(p)m在上式中若m为常数，且(2/)p也是常数，调节A，则可调节通过

4、节流阀的流量Q。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。一般Cd=0.6~0.8。m值也受多种因素影响，一般m=0.5~1。一般薄壁节流口的m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。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(DifferentialPressure)变化对流量稳定性的影响当节流口前后压差变化时

5、，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T来表征。Q1pT1/()(7.2)pmQ1p1TQQtgp细长孔m=1Q刚度的物理意义如下：当△p有某一增量时，Q值33相应的也有某一增量，Q的增2簿壁口量值越大，说明流量的变化也21m=0.5就越大，从式(7.2)看，刚度就1越小。反之，则刚度大。Δp1Δp2Δp1p1TQQtgp细长孔m=1Q刚度的物理意义如下：当△p有某一增量时，Q值33相应的也有某一增量，Q的增2簿壁口量值越大，说明流量的变化也21m=0.5就越大，从式(7.2)看，刚

6、度就1越小。反之，则刚度大。Δp1Δp2Δp（2）油温(OilTemperature)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(Backup)对流量稳定性的影响一般节流阀，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，

7、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：①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；②由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，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;③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：节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Sq