6.5 流量控制阀.ppt

一、 节流阀 节流阀是流量阀中最简单的一种，其基本原理就是在液流通道上设置一个小孔或缝隙以形成“阻尼”，与其并联的溢流阀稳定了进油压力，当负载一定时，调节“阻尼”的大小便可确定通过“阻尼”的流量。“阻尼”不可调的叫固定节流阀，“阻尼”可变的称可调节流阀，将节流阀和单向阀并联可组合成单向节流阀。 （一）节流口的结构形式 1、针阀式 图中为针阀式节流元件。当针阀阀芯作轴向移动时，即可改变环形节流口的通流面积。其优点是结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径小，易堵塞，温度变化对流量稳定性影响较大。一般用于对性 能要求 不高的场合。 2、偏心槽式 阀芯上开有截面为三角形的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。其节流口的水力直径较针阀式节流口大，因此其防堵性能优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流口基本相同。这种结 构形式阀芯上的径向 力不平衡，旋转时比 较费劲，一般用于压 力较低，对流量稳定 性要求不高的场合。 3、轴向三角槽式 图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量，调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分布，径向力平衡，故调节时所需的力 也较小。但节流通 道有一定长度，油 温变化对流量有 一定影响。 （二）结构与工作原理 节流阀的符号 （三） 节流阀的流量特性分析 节流阀的流量变化规律是分析流量控制阀的性能的基础。节流阀的流量特性决定于节流口的结构形式。实际的节流孔口都介于薄壁小孔和细长孔之间，其通用的流量特性方程为：Q=CATΔpm。 （三） 节流孔口的流量特性分析 通过以上公式可以看出，通过节流阀的流量，是和节流口前后的压差、油温以及节流口形状等因素有关。通过节流孔口的流量Q与节流口前、后的压力差的关系Δp之间的关系称为节流孔口流量特性。 当节流阀调整好后（阀口过流面积调定），我们希望通过节流阀的流量较稳 定，使执行元件获得一个相对稳定的运动 速度，而实际上，由于种种因素的影响，流量是不可能恒定的。影响流量稳定的主要因素有以下几种。 1、刚性 在用节流阀调节执行元件的运动速度时，往往会因负载的波动引起阀前后压力差的变化，此时即便节流阀的过流面积不变，经节流口的流量也会发生变化，即流量不稳定。节流阀的刚性是指阀开口面积一定时，节流阀前后压力差Δp的变化量与流经阀的流量Q变化量之比，用T表示。 ② 对于同一个节流阀，阀口开度一定时，压力差Δp越大，T值也越大，流量也越稳定，图5-56中曲线Δp越大曲线越平缓。 ③ 指数m越小，T值越大，流量越稳定，在节流小孔中薄壁小孔的指数最小（m=0.5），细长孔最大（m =1）,因此节流口应尽量采用薄壁式。 2、油温变化的影响 油液温度的变化会引起液体粘度的变化，小孔流量通用公式中的系数C值就会发生变化，从而使流量发生变化。对于细长孔温度变化对流量的稳定影响最大，而薄壁小孔对温度变化最不敏感，故节流阀的阀口一般制成接近于薄壁孔式或缝隙形式。 3、节流阀的阻塞和最小稳定流量 试验表明，在压差、油温和粘度等因素不变的情况下，当节流阀的开度很小时，流量会出现不稳定，甚至断流，这种现象称为阻塞。 节流口的阻塞会使液压系统中执行元件的速度不均匀，因此每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限制，成为节流阀的最小稳定流量。 产生阻塞的主要原因是：节流口处的高速液流会产生局部高温，致使油液氧化生成胶质沉淀，甚至引起油中碳的燃烧而产生灰烬，这些生成物和油液中原有杂质结合，在节流口表面逐步形成附着层，它不断堆积又不断被高速液流冲掉，流量就不断发生波动，附着层堵死节流口时则出现断流。实践证明，阀口的水力半径越小，则越容易堵塞。 减小阻塞现象的有效措施是采用水力半径大的节流口，另外选择化学稳定性好和抗氧化稳定性好的油液，并注意精心过滤，定期更换。 节流阀的流量调节范围是指通过阀的最大流量和最小稳定流量之比，一般在50以上。 4 调节特性 节流阀的调节应该轻便、准确。在小流量调节时（如通流截面相对于阀芯位移的变化率较小），则调节的精确性较高。 当节流阀前后Δp 一定时， 改变A 可改变流经阀的流量， 起节流调速作用，如阀3。 当q 一定时，改变A 可改变 阀前后压力差Δp，起负载 阻尼作用，如阀1。 当q＝0 时，安装节流元件可 延缓压力突变的影响，起压 力缓冲作用，如阀2。 调速阀由定差减压阀与节流阀串连而成 压力油p1先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，(p2 - p3)与定差 减压阀的弹簧力进行 比较，因定差减压阀