液压传动讲义第7章 流量控制阀

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1、7流量控制阀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、伺服阀本章小结本章提要：本章主要内容为①节流口的流量特性;②流量负反馈；③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；④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。本章重点是流量负反馈、调速阀的工作原理和性能。其中阀的工作原理尤为重要。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。教学内容：本章介绍了节流口的流量特性，重点介绍了流量负反馈，节流阀、调速阀和分流阀的原理、结构、主要性能和应用。简单介绍了其它液压

2、阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀的工作原理及应用。教学重点：1．节流口的流量特性；2．流量负反馈原理；3．调速阀的原理。教学难点：1．流量负反馈原理；2．调速阀的原理。教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念，利用实验，了解流量阀的结构及工作原理，掌握流量负反馈原理。教学要求：掌握节流口的流量特性；掌握流量负反馈原理；掌握流量控制阀的工作原理节流阀；了解其它类型控制阀的工作原理。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的。流量控制阀是节流调速系统中的基本

3、调节元件。在定量泵供油的节流调速系统中，必须将流量控制阀与溢流阀配合使用，以便将多余的流量排回油箱。流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。对流量控制阀的主要性能要求是：l）当阀前后的压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小；2）当油温发生变化时，通过节流阀的流量变化要小；3）要有较大的流量调节范围，在小流量时不易堵塞，这样使节流阀能得到很小的稳定流量，不会在连续工作一段时阀后因节流口堵塞而使流量减小，甚至断流；4）当阀全开时，液流通过节流阀的压力损失要小；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。本章除讨论普通的流量阀之外，还简要介绍插装阀、电

4、液比例阀和电液伺服阀。7.1节流口的流量特性7.1.1节流口的流量特性公式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式Q=KA0ΔPm（7.1）图7.1节流口的流量特性曲线式中A0——节流口的通流面积（m2）；Δp——节流口前、后的压差（Pa）；K——节流系数，由节流口形状、流体流态、流体性质等因素决定，数值由实验得出[对薄壁锐边孔口，对细长孔，Cd为流量系数，为动粘度，d和L为孔径和孔长。m——由节流口形状和结构决定的指数，0.5＜m＜l，当节流口接近于薄刃式时，m=0.5，节流口越接近于细长孔，m就越接近于1。上式说明通过节流口的流量与节流口的截面积及节流口两端的压力差的m

5、次方成正比。它的特殊情况是m=0.5。在阀口压力差基本恒定的条件下，调节阀口节流面积的大小，就可以调节流量的大小。节流孔口的流量-压差特性曲线如图7.1所示。7.1.2影响流量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来表征。由式（7.l）可求得节流口的流量刚度T为：（7.2）流量的刚度反映了节流口在负载压力变化时保持流量稳定的能力。它定义为节流

6、口前后压差ΔP的变化与流量Q的波动值的比值。节流口的流量刚度越大，流量稳定性越好，用于液压系统时所获得的负载特性也越好。由式（7.2）可知：·节流口的流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度就越大；·当节流口压差一定时，刚度与流量成反比，通过节流口的流量越小，刚度也越大；·系数m越小，刚度越大。m越大，ΔP变化后对流量的影响就越大，薄壁孔（m＝0.5）比细长孔（m＝1）的流量稳定性受ΔP变化的影响要小。因此，为了获得较小的系数，应尽量避免采用细长孔节流口，即避免使流体在层流状态下流动；而是尽可能使节流口形式接近于薄壁孔口，也就是说让流体在节流口处的流动处在紊流状态，以获得较

7、好的流量稳定性。（2）油温变化对流量稳定性的影响当开口度不变时，若油温升高，油液粘度会降低。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。而对于薄壁孔，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。表面上看只要把节流口关得足够小，便能得到任意小的流量。但是油