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欢 迎 使 用 《液压与气压传动》 多媒体授课系统 7 流量控制阀及其它液压阀 7.1 节流口的流量特性 7.3 节流阀 7.4 调速阀 7.6 插装阀 自学与扩展 流量控制阀及其它液压阀 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度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。流量控制阀是节流调速系统中的基本调节元件。 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： ①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间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。 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口来说，可将流量公式写成下列形式 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。 7.1.2.1 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。它定义为节流口前后压差Δp的变化与流量Q的波动值的比值。由式(7.1)可求得节流口的流量刚度T为 由式(7.2)可知： (1)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； (2)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； (3)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越接近于薄壁孔口，也就是说让流体在节流口处的流动处在紊流状态，以获得较好的流量稳定性。 7.1.2.2 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。 7.1.2.3 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。但是油中不可避免有脏物，节流口开得太小就容易被脏物堵住，使通过节流口的流量不稳定。 产生堵塞的主要原因是：①油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、炭渣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，而节流缝隙的金属表面上存在电位差，故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： (1)采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越大，节流通道越短以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。 (2)适当选择节流口前后的压差。一般取Δp =0.2～0.3MPa。因为压差太大，能量损失大，将会引起流体通过节流口时的温度升高，从而加剧油液氧化变质而析出各种杂质，造成阻塞；此外，当流量相同时，压差大的节流口所对应的开口量小，也易引起阻塞。若压差太小，又会使节流口的刚度降低，造成流量的不稳定。 (3)精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。 (4)构成节流口的各零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，以减小吸附层的厚度。选用抗氧化稳定性好的油液，并控制油液温度的升高，以防止油液过快地氧化和极化。 7.1.3 节流口的形式与特征 节流口