液压与气压传动教程 液压技术 第5章 液压控制阀(10)

图5-29典型节流口的结构形式

图5-30节流元件的作用

在液压传动系统中节流元件与溢流阀并联于液泵的出口,构成恒压油源,使泵出口的压力恒定。如图5-30(a)所示,此时节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻,液压泵输出流量qp不变,流经节流阀进入液压缸的流量q1和流经溢流阀的流量Δq的大小由节流阀和溢流阀液阻的相对大小来决定。若节流阀的液阻大于溢流阀的液阻,则q1＜Δq;反之则q1＞Δq。节流阀是一种可以在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。因此可以通过调节节流阀的液阻,来改变进入液压缸的流量,从而调节液压缸的运动速度;但若在回路中仅有节流阀而没有与之并联的溢流阀,如图5-30(b)所示,则节流阀就起不到调节流量的作用。液压泵输出的液压油全部经节流阀进入液压缸。改变节流阀节流口的大小,只是改变液流流经节流阀的压力降。节流口小,流速快;节流口大,流速慢,而总的流量是不变的,因此液压缸的运动速度不变。所以,节流元件用来调节流量是有条件的,即要求有一个接受节流元件压力信号的环节(与之并联的溢流阀或恒压变量泵)。通过这一环节来补偿节流元件的流量变化。

液压传动系统对流量控制阀的主要要求有:

(1)较大的流量调节范围,且流量调节要均匀。

(2)当阀前、后压力差发生变化时,通过阀的流量变化要小,以保证负载运动的稳定。

(3)油温变化对通过阀的流量影响要小。

(4)液流通过全开阀时的压力损失要小。

(5)当阀口关闭时,阀的泄漏量要小。

二、普通节流阀

图5—31 普通节流阀

1、 1、 作原理

图5—31所示为一种普通节流阀的结构和图形符号。这种节流阀的节流通道呈轴向三角

槽式。压力油从进油口P1流入孔道和阀芯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，以改变节流口的通流截面积来调节流量。阀芯在弹簧的作用下始终贴紧在推杆上，这种节流阀的进出油口可互换。

图5-32不同开口时节流阀的流量特性曲

2、节流阀的刚性 节流阀的刚性表示它抵抗负数变化的干扰,保持流量稳定的能力,即当节流阀开口量不变时,由于阀前后压力差Δp的变化,引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变化越小,节流阀的刚性越大,反之,其刚性则小,如果以T表示节流阀的刚度,则有：

T=dΔp/dq (5-13)

由式q=KAΔpm，可得：

T=Δpm-1Kam (5-14)

从节流阀特性曲线图5-32可以发现,节流阀的刚度T相当于流量曲线上某点的切线和横坐标

夹角β的余切,即

T=cotβ (5-15)

由图5-32和式(5-14)可以得出如下结论:

(1)同一节流阀,阀前后压力差Δp相同,节流开口小时,刚度大。

(2)同一节流阀,在节流开口一定时,阀前后压力差Δp越小,刚度越低。为了保证节流阀具有足够的刚度,节流阀只能在某一最低压力差Δp的条件下,才能正常工作,但提高Δp将引起压力损失的增加。

(3)取小的指数m可以提高节流阀的刚度,因此在实际使用中多希望采用薄壁小孔式节流口,即m=0.5的节流口。

三、调速阀和温度补偿调速阀

普通节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下通过它的工作流量受工作负载（亦即其出口压力）变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合，由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行补偿，即采取措施使节流阀前后压力差在负载变化时始终保持不变。由q = K Ap m可知，当p基本不变时，通过节流阀的流量只由其开口量大小来决定，使p基本保持不变的方式有两种：一种是将定压差式减压阀与节流阀并联起来构成调速阀；另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来构成溢流节流阀。这两种阀是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。