液压与气压传动教程 液压技术 第5章 液压控制阀(11)

1. 1. 调速阀

图5-33调速阀

(a)工作原理图(b)职能符号(c)简化职能符号(d)特性曲线

1—减压阀2—节流阀

油温的变化也将引起油粘度的变化，从而导致通过节流阀的流量发生变化，为此出现了温度补偿调速阀。

调速阀是在节流阀2前面串接一个定差减压阀1组合而成。图5—33为其工作原理图。液压泵的出口（即调速阀的进口）压力p1由溢流阀调整基本不变，而调速阀的出口压力p3则由液压缸负载F决定。油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到p2，p2经通道e、f作用到减压阀的d腔和c腔；节流阀的出口压力p3又经反馈通道a作用到减压阀的上腔b，当减压阀的阀芯在弹簧力Fs、油液压力p2和p3作用下处于某一平衡位置时（忽略摩擦力和液动力等），则有：

p 2A1+p 2A2=p 3A+Fs （5-16）

式中：A、A1和A2分别为b腔、c腔和d腔内压力油作用于阀芯的有效面积，且A=A1+A2。

故 p2-p3=p =Fs/A （5-17）

因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为Fs基本保持不变。故节流阀两端压力差p2 - p3也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。

2. 2. 温度补偿调速阀

普通调速阀的流量虽然已能基本上不受外部负载变化的影响,但是当流量较小时,节流口的通流面积较小,这时节流口的长度与通流截面水力直径的比值相对地增大,因而油液的粘度变化对流量的影响也增大,所以当油温升高后油的粘度变小时,流量仍会增大,为了减小温度对流量的影响,可以采用温度补偿调速阀。

图5-34温度补偿原理图

温度补偿调速阀的压力补偿原理部分与普通调速阀相同,据q=ΔKApm可知,当Δp不变时,由于粘度下降,K值(m≠0.5的孔口)上升,此时只有适当减小节流阀的开口面积，方能保证q不变。图5-34为温度补偿原理图,在节流阀阀芯和调节螺钉之间放置一个温度膨胀系数较大的聚氯乙烯推杆,当油温升高时,本来流量增加,这时温度补偿杆伸长使节流口变小,从而补偿了油温对流量的影响。在20～60℃的温度范围内，流量的变化率超过10%,最小稳定流量可达20mL/min(3.3×10 -7m3/s)。

四、溢流节流阀(旁通型调速阀) 溢流节流阀也是一种压力补偿型节流阀,图5-35(a) 为其工作原理图及职能符号。

图5-35溢流节流阀

(a)工作原理图(b)职能符号

1—液压缸2—安全阀3—溢流阀4—节流阀

从液压泵输出的油液一部分从节流阀4进入液压缸左腔推动活塞向右运动,另一部分经溢流阀的溢流口流回油箱,溢流阀阀芯3的上端a腔同节流阀4上腔相通,其压力为p2;腔b和下端腔c同溢流阀阀芯3前的油液相通,其压即为泵的压力p1,当液压缸活塞上的负载力F增大时,压力p2升高,a腔的压力也升高,使阀芯3下移,关小溢流口,这样就使液压泵的供油压力p1增加,从而使节流阀4的前、后压力差(p1-p2)基本保持不变。这种溢流阀一般附带一个安全阀2,以避免系统过载。

溢流节流阀是通过p1随p2的变化来使流量基本上保持恒定的,它与调速阀虽都具有压力补偿的作用,但其组成调速系统时是有区别的,调速阀无论在执行元件的进油路上或回油路上,执行元件上负载变化时,泵出口处压力都由溢流阀保持不变,而溢流节流阀是通过p1随p2(负载的压力)的变化来使流量基本上保持恒定的。因而溢流节流阀具有功率损耗低,发热量小的优点。但是,溢流节流阀中流过的流量比调速阀大(一般是系统的全部流量),阀芯运动时阻力较大,弹簧较硬,其结果使节流阀前后压差Δp加大(需达0.3～0.5MPa),因此它的稳定性稍差。