第五章液壓控制閥.

1、第五章液壓控制閥第一節(jié) 閥內(nèi)流動的基本規(guī)律一、液壓控制閥的分類按用途分類壓力控制閥；流量控制閥；方向控制閥。按控制方式分類開關(guān)（或定值控制）閥：借助于手輪、手柄、凸輪、電磁鐵、彈簧等來開關(guān)液流通路，定 值控制液流的壓力和流量的閥類，統(tǒng)稱普通液壓閥。伺服控制閥：其輸入信號（電氣、機械、氣動等）多為偏差信號（輸入信號與反饋信號的 差值），可以連續(xù)成比例的控制液壓系統(tǒng)中壓力流量的閥類，多用于要求高精度、快速響應(yīng)的 閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。比例控制閥：這種閥的輸出量與輸入信號成比例。它們是一種可按給定的輸入信號變化的 規(guī)律，成比例的控制系統(tǒng)中液流的參數(shù)的閥類，多用于開環(huán)液壓程序控制系統(tǒng)。數(shù)字控制閥：用數(shù)字信

2、息直接控制的閥類。按結(jié)構(gòu)形式分類滑閥（或轉(zhuǎn)閥）；錐閥；球閥；噴嘴擋板閥；射流管閥。按連接方式分類： 螺紋聯(lián)接閥；法蘭連接閥；板式連接閥：將板式閥用螺釘固定在連接板（或油路板、集成塊）上；疊加式連接閥；插裝式連接閥。二、閥口流量公式及流量系數(shù)1、滑閥流量系數(shù)對于各種滑閥、錐閥、球閥、節(jié)流孔口，通過閥口的流量均可用下式表示:(51)式中， r為流量系數(shù)； i為閥口通流面積；I'為閥口前、后壓滑閥的流量系數(shù)設(shè)滑閥開口長度為 x （見圖），閥 芯與閥體（或閥套）內(nèi)孔的徑向間 隙為，閥芯直徑為 /，則閥口 通流面積為-.式中，為滑閥開口周長， 又稱過流面積梯度，它表示閥口過 流面積隨閥芯位移的變

3、化率。對于 孔口為全周邊的圓周滑閥， 爐=曲。若為理想滑閥（即 =0），則有二：。對于孔口為部分周長時（如：孔口形狀為圓形、方形，弓形、階梯形、三角形、曲線形等），為了避免閥芯受側(cè)向作用力，都是沿圓周均布幾個尺寸相同的閥口，此時只需將相應(yīng)的過流面積的計算式代入式（5 1），即可相應(yīng)的算岀通過閥口的流量。cc式（5 1）中的流量系數(shù)L與雷諾數(shù)有關(guān)。當 Re>260時，L為常數(shù)；若閥口為銳邊，則 =0.8-0.9。圓柱滑閥的雷諾數(shù) Re表示為Re - 4榨vf u式中，丁為油液流經(jīng)滑閥閥口的平均速度；：為油液的運動粘度；為滑閥閥口處液流的平均深度' v 11。當丿一匸上>>

4、;x時，于是1卞”-2、錐閥流量系數(shù)如圖所示，具有半錐角-且倒角寬度為J的錐閥閥口，其閥座平均直徑為 J、；、'S，當閥口開度為x時，閥芯與閥座間過流間隙高度為 門I u H 在平均直徑 處，閥口的過流面積為A - iiwxsin «(1 sin 2cz)(53)VVd一般，xvv ' '，則V(5 4)把閥芯和閥座間圓錐形裝縫隙展開成扇形平面，即可看作兩平行圓板間徑向流動的一部分，其雷諾數(shù)定義為Re% x sin aVV式中,'為閥口平均流速。如此求得考慮了粘性摩擦、流動慣性和起V始效應(yīng)的錐閥閥口流量系數(shù)為廣-1站丄同j +Q 13*RcAsmct3

5、5p3J 1%il(5 5)c當 Re很大時，10.77-0.82點擊看演示 （a）（ b）缶.（完整閥腔）流出閥口時（見左圖）的穩(wěn)態(tài)液動力為-cos -* vL COS90*1(5 6)可見， 的方向與':cos '的方向相反，即指向閥口關(guān)閉的方向。（完整閥腔）流入閥口時（見右圖）的穩(wěn)態(tài)液動力為-用Wi cos90"-旳 cos9)=例巧 cos(5 7)可見， 的方向與cos '的方向一致，即仍指向閥口關(guān)閉的方向tiMI&aA -曲占赧 A點擊看演示 （a）（ b）人（不完整閥腔）流出時（見左圖）的穩(wěn)態(tài)液動力為（取圖中陰影部分為控制容積）'

6、J _ 衛(wèi)門；.：'（ 5 - 8）可見，的方向與.cos的方向相反，即指向閥口關(guān)閉的方向。（不完整閥腔）流入時（見右圖）的穩(wěn)態(tài)液動力為（取圖中陰影部分為控制容積）心二川（5-9）可見，的方向仍與cos"相反，然而此時''指向閥口開啟的方向?；y上穩(wěn)態(tài)液動力的補償（一）-15* R%七*弋<1 fctS » SJW Ui 岬m v酵M *1»點擊察看演示圖對于高壓大流量的閥，將因穩(wěn)態(tài)液動力的數(shù)值很大，而使滑閥操縱困難。因此，必須采取措施進行補償。常用的補償方法有:7開多個徑向小孔 （見圖）：穩(wěn)態(tài)液動力計算公式（5- 10）表明，如果射

7、流角八 則此力為零。將閥套上的通油空由一個大孔改成多個直徑為'的小孔，并排成螺旋狀，使孔與孔之間的重疊量為 S,以保證流量與位移的線性關(guān)系。對一個孔來說，在開小口時：，而窗孔完全打開時-。這樣，只有還未完全開啟的一個孔的液流會產(chǎn)生液動力，從而 使之大大減小?；y上穩(wěn)態(tài)液動力的補償（二）上 利用壓力降來補償穩(wěn)態(tài)液動力（見圖）：增大閥芯兩端頸部直徑 ，使環(huán)狀通道面積減小，液 流流經(jīng)環(huán)狀通道時產(chǎn)生壓力降， 其液壓力反作用于閥芯的 軸肩 上，該液壓力的方向與穩(wěn)態(tài)液動 力的方向相反。根據(jù)實驗，當 A'JU，：時，可 以補償穩(wěn)態(tài)液動力的一半。此法 簡單，但只在大流量時才有效。幾 斜孔法（見

8、圖）：將閥的進口（或出口）做成 斜孔，使液流進入（或流出）閥腔時帶有一定的軸 向分力，以抵消節(jié)流窗口處的部分穩(wěn)態(tài)液動力。躺加卜皚（三）滑閥上穩(wěn)態(tài)液動力的補償4 *»' b h - q I>特性腔法補償穩(wěn)態(tài)液動力：圖a所示為負力窗口結(jié)構(gòu)，因油腔的回油在閥芯兩端頸部錐面上發(fā)生動量變化，是從閥腔流出的液流所具有的軸向動量設(shè)計得比流入動量大，而產(chǎn)生一個開啟力（負力），另外在閥腔中還產(chǎn)生一股順時針方向的回 流，也使負力有所增加。此負力可抵消一部分由矩形凸肩節(jié)流窗口所產(chǎn)生的使閥芯關(guān)閉的穩(wěn)態(tài)液動力。如果 兩端頸部的錐角選擇恰當，補償?shù)男Ч芨?。與此類似，還可采用圖b所示的回油凸肩來補

9、償穩(wěn)態(tài)液動力,特別在大流量時這種補償方法更有效。蟲設(shè)計補償結(jié)構(gòu)時應(yīng)避免穩(wěn)態(tài)液動力被過補償（見右圖）過補償時液動力將變?yōu)殚_啟力，對閥的工作穩(wěn)定性不利。3、作用在圓柱滑閥上的瞬態(tài)液動力瞬態(tài)液動力使滑閥在移動過程中（即開口大小發(fā)生變化時）閥腔中液流因加速或減速作用于閥芯上的力（見圖）。此力只與閥芯移動速度有關(guān)（即與閥口開度的變化率有關(guān)），與閥口開度本身無關(guān)。若流過閥腔的瞬時流量為'，閥腔的截面積為 ，閥腔內(nèi)加速或減速部分油液的質(zhì)量為，閥芯的速度為，則有故得1( 5 - 11)顯然，瞬態(tài)液動力:與滑閥的移動速度成正比，因此它起到粘性阻尼力的作用。瞬態(tài)液動力的方向，視油液流入還是流出閥腔而定（見

10、圖a），閥口開度加大時長度為 L的那部分油液加速，開度減小時油液減速，兩種情況下瞬態(tài)液動力的方向都與閥芯移動的方向相反，起阻止閥芯移動的作用，相當于一個正阻尼力，阻尼系數(shù)取正值；油液流入閥腔（見圖 b），閥口開度變化時，瞬態(tài)液動力的方向均與閥芯移動方向相同，起幫助閥芯移動的作用，相當于一個負阻尼力，阻尼系數(shù)取負值。在閥芯所受的各種作用力中，瞬態(tài)液動力所占比重不大，在一般液壓閥中通常忽略不計。只當分析計算動態(tài)響應(yīng)較高的閥（如伺服閥或高相應(yīng)的比例閥）時，才予考慮。4、作用在錐閥上的液動力1）、作用在錐閥上的液動力外流式錐閥（見圖）上作用的穩(wěn)態(tài)軸向推力假定錐閥入口處的流速為-!、壓力為,錐閥出口處的

11、流速為、壓力為大氣壓（'=0 ,錐閥口的開口量為X,半錐角為二，閥座孔的斷面積為:',7：、'-?？紤]到錐閥開度 X不大，則可認為液流射流角r =二；一般倒角寬度 '取的很小，故有"0，；s -。在穩(wěn)定流動時，利用動量定理可知，作用在錐閥上的穩(wěn)態(tài)軸向推力為I k門廠承二二二匚1（，因F - pxA -阿巧 cos ce(5 12a)嘰巾，故可忽略內(nèi)巾，這樣上式右端第一項為錐閥底面的液壓力；第二項為液流流經(jīng)錐閥閥口的穩(wěn)態(tài)液動力，此力的方向使閥芯趨于 v = QV Q ，則上式為關(guān)閉。因?qū)А埃?gP、嚴-qC,施礎(chǔ)個 2a CFdlpx44（5 12b）(

12、5 13)式中，1為外流式錐閥軸向推力系數(shù)。2）、作用在錐閥上的液動力（二）內(nèi)流式錐閥（見圖）上作用的穩(wěn)態(tài)軸向推力設(shè)'=0,按上述方法導(dǎo)出其穩(wěn)態(tài)軸向推力為-#海+砂滬卿(5 14a)上式右端第一項為錐閥上面的液動力；第二項為液流流 經(jīng)錐閥閥口的穩(wěn)態(tài)液動力，此力的方向使閥芯進一步開啟， 是一個不穩(wěn)定因素。故在先導(dǎo)溢流閥的主閥芯上，常用在錐 閥下端加尾碟（防震尾）的方法來保證使作用其上的液動力 指向閥口關(guān)閉的方向，以增加主閥芯的工作穩(wěn)定性。<b>(5 14b)式中，I為內(nèi)流式錐閥軸向推力系數(shù)。(5 15)點擊看演示 （a）（b）（ c）式（5 14a）還可寫成如果閥芯與閥孔都是

13、完全精確的圓柱形，而且徑向間隙中不存在任何雜質(zhì)、徑向間隙處處相等，就不會存 在因泄漏而產(chǎn)生的徑向不平衡力，稱之為側(cè)向力。由于這個側(cè)向力的存在，從而引起閥芯移動時的軸向摩擦阻 力，稱之為卡緊力。如果閥芯的驅(qū)動力不足以克服這個阻力，就會發(fā)生所謂的卡緊現(xiàn)象。閥芯上的側(cè)向力如圖所示。圖中和'分別為高、低壓腔的壓力。圖 a表示閥芯因加工誤差而帶有倒錐（錐部大端在高壓腔），同時閥芯與閥孔軸心線平行但不重合而向上有一個偏心距'。如果閥芯不帶錐度，在縫隙中壓力呈三角形分布（圖中點劃線所示）。現(xiàn)因閥芯有倒錐，高壓腔的縫隙小，壓力下降較快，過壓力 分布呈凹形，如圖 a中實線所示；而閥芯下部縫隙較大

14、，縫隙兩端相對縫隙鉸小，所以b比a凹的小。這樣，閥芯上就受到一個不平衡的側(cè)向力，且指向偏心一側(cè)，直到二者接觸為止。圖b所示為閥芯帶有順錐（錐部大端在低壓腔），這是閥芯如有偏心，也會產(chǎn)生側(cè)向力，但此力恰好是使閥芯恢復(fù)到中心位置，從而避免了 液壓卡緊。圖c所示為閥芯（或閥體因彎曲等原因而傾斜時的情況，由圖可見，該情況的側(cè)向力較大。點擊看演示（a）（ b）（ c）如果閥芯與閥孔都是完全精確的圓柱形，而且徑向間隙中不存在任何雜質(zhì)、徑向間隙處處相等，就不會存 在因泄漏而產(chǎn)生的徑向不平衡力，稱之為側(cè)向力。由于這個側(cè)向力的存在，從而引起閥芯移動時的軸向摩擦阻 力，稱之為卡緊力。如果閥芯的驅(qū)動力不足以克服這個

15、阻力，就會發(fā)生所謂的卡緊現(xiàn)象。閥芯上的側(cè)向力如圖所示。圖中 -和-分別為高、低壓腔的壓力。圖 a表示閥芯因加工誤差而帶有倒 錐（錐部大端在高壓腔），同時閥芯與閥孔軸心線平行但不重合而向上有一個偏心距'。如果閥芯不帶錐度，在縫隙中壓力呈三角形分布（圖中點劃線所示）?，F(xiàn)因閥芯有倒錐，高壓腔的縫隙小，壓力下降較快，過壓力分布呈凹形，如圖a中實線所示；而閥芯下部縫隙較大，縫隙兩端相對縫隙鉸小，所以b比a凹的小。這樣，閥芯上就受到一個不平衡的側(cè)向力，且指向偏心一側(cè)，直到二者接觸為止。圖b所示為閥芯帶有順錐（錐部大端在低壓腔），這是閥芯如有偏心，也會產(chǎn)生側(cè)向力，但此力恰好是使閥芯恢復(fù)到中心位置，從

16、而避 免了液壓卡緊。圖c所示為閥芯（或閥體因彎曲等原因而傾斜時的情況，由圖可見，該情況的側(cè)向力較大。四、作用在滑閥上的液壓卡緊力hi m如果閥芯與閥孔都是完全精確的圓柱形，而且徑向間隙中不存在任何雜質(zhì)、徑向間隙處處相等，就不會存在因 泄漏而產(chǎn)生的徑向不平衡力，稱之為側(cè)向力。由于這個側(cè)向力的存在，從而引起閥芯移動時的軸向摩擦阻力， 稱之為卡緊力。如果閥芯的驅(qū)動力不足以克服這個阻力，就會發(fā)生所謂的卡緊現(xiàn)象。閥芯上的側(cè)向力如圖所示。圖中 -和'-分別為高、低壓腔的壓力。圖 a表示閥芯因加工誤差而帶有倒 錐（錐部大端在高壓腔），同時閥芯與閥孔軸心線平行但不重合而向上有一個偏心距'。如果

17、閥芯不帶錐度，在縫隙中壓力呈三角形分布（圖中點劃線所示）?，F(xiàn)因閥芯有倒錐，高壓腔的縫隙小，壓力下降較快，過壓力分布呈凹形，如圖a中實線所示；而閥芯下部縫隙較大，縫隙兩端相對縫隙鉸小，所以 b比a凹的小。這 樣，閥芯上就受到一個不平衡的側(cè)向力，且指向偏心一側(cè)，直到二者接觸為止。圖b所示為閥芯帶有順錐（錐部大端在低壓腔），這是閥芯如有偏心，也會產(chǎn)生側(cè)向力，但此力恰好是使閥芯恢復(fù)到中心位置，從而避 免了液壓卡緊。圖c所示為閥芯（或閥體因彎曲等原因而傾斜時的情況，由圖可見，該情況的側(cè)向力較大。側(cè)向力的計算公式為參見圖a,根據(jù)流體力學對偏心漸擴環(huán)形間隙流動的分析,(5 16)式中，-'、一分別為

18、滑閥的直徑、長度及大小端半徑差;隙。為=0時滑閥大端徑向間當= 時，閥芯出現(xiàn)卡緊現(xiàn)象此時的側(cè)向力為(5 17)當r =0.9時，液壓側(cè)向力有最大值，即J =0.2加廠巧）（5佝則移動滑閥需要克服的液壓卡緊力為(5 19)式中，為摩擦系數(shù)，介質(zhì)為液壓油時，取=0.04-0.08。減小液壓卡緊力的措施幺 在倒錐時，盡可能地減小 J '，即嚴格控制閥芯或閥孔的錐度，但這將給加工帶來困難。在閥芯凸肩上開均壓槽。均壓槽可使同一圓周上各處的壓力油互相溝通，并時閥芯在中 心定位。開了均壓槽后，引入液壓卡緊力修正系數(shù)廠，可將式（5 19）修正為(5 20)開一條均壓槽時，廠=0.4;開三條等距槽時，廠

19、=0.063 ;開七條槽時，廠=0.027。槽的深度和寬度至少為間隙的10倍，通常取寬度為 0.30.5mm，深度為0.81mm。才的邊緣應(yīng)與孔垂直，并成銳緣，以防臟物擠入間隙。槽的位置盡可能靠近高壓腔；如果沒有明顯的高壓 腔，則可均勻的開在閥芯的表面上。開均壓槽雖會減小封油長度，但因減小了偏心環(huán)形縫隙的 泄漏，所以開均壓槽反而使泄漏量減少。采用順錐。7在閥芯軸向加適當頻率的和振幅的顫振。精密過濾油液。第二節(jié)壓力控制閥概述在液壓系統(tǒng)中，凡是用來控制最高壓力，或保持某一部分的壓力值，以及利用油液的壓力來控制油路的通斷等等的閥通稱為壓力閥。這類閥的 共同特點是利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工

20、作的。按功能和用途可分為 溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥和壓力繼電器 等。溢流閥的用途乂 定壓溢流作用 -在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當系統(tǒng)壓力增大時，會使流量 需求減小。此時溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進口壓力，即泵岀口壓力恒定（閥口常隨壓力 波動開啟）。7安全保護作用一系統(tǒng)正常工作時，閥門關(guān)閉。只有負載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過調(diào) 定壓力）時開啟溢流，進行過載保護，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng) 最高工作壓力高 10%20%）。心作卸荷閥用工作遠程調(diào)壓閥作高低壓多級控制閥作順序閥工 用于產(chǎn)生背壓（串在回油路上）。點擊看演示圖示為錐閥式直

21、動型溢流閥。錐閥2的左端設(shè)有偏流盤1托住彈壓彈簧5，錐閥右端有一阻尼活塞 3 （阻尼活塞一方面在錐閥開啟或閉合時起阻尼作用，用來提高錐閥工作的穩(wěn)定性；另一方面用來保證錐閥開啟后不 會傾斜）。進口的壓力油（壓力為）可以由此活塞的徑向間隙進入活塞底部，形成一個向左的液壓力.i （. i為活塞底部面積）。當作用在底部的液壓力；大于彈簧力時，錐閥閥口打開，油液由錐閥口經(jīng)回流口溢回油箱。只要閥口打開，有油液流經(jīng)溢流閥，溢流閥入口的壓力就基本保持恒定。通過調(diào)節(jié)桿4來改變調(diào)壓彈簧5的預(yù)緊力：，即可調(diào)整溢流壓力。錐閥開啟后，產(chǎn)門亠丄二-/（ 5_ 21）當前位置:/第五章/第二節(jié)/溢流閥/動型溢流閥/錐閥式直

22、動 型溢流閥式中，、 *分別為彈簧剛度和預(yù)壓縮量（ m）;'為閥芯自重（閥芯垂直安放時考慮自 重，水平安放時不考慮自重）（N）; *為閥芯與閥套間的摩擦力（方向與閥芯運動的方向相反）（N）;：為穩(wěn)態(tài)液動力，由于阻尼活塞與錐閥連接處為錐面，且與錐閥對稱，因此在 錐閥開啟時進油流與出油流的穩(wěn)態(tài)液動力相互平衡，所以八=0;：為射流力，在錐閥端部的偏流盤上開有一個環(huán)形槽，用以改變錐閥出流口的液流方向，產(chǎn)生一個與彈簧力方向相反的射 流力，當通過溢流閥的流量增加時，雖然因為錐閥閥口增大引起彈簧力增加，但由于與彈簧力 方向相反的射流力同時增加，結(jié)果抵消了彈簧力的增量，即_o考慮到' =0和、

23、=X，則式（5 21）變成P =（綿 + G 士 Fj/H（5 22）由式（5 22）可知，這種閥的進口壓力 "不受流量變化的影響，即不受閥口開度 x大小的影響。被控壓力變化很小，定壓精度高。2）、球閥式直動型溢流閥圖示為球閥式直動型溢流閥。它也有一個阻尼活塞3，但與錐閥式結(jié)構(gòu)不同，活塞與球閥1之間不是剛性連接，而是通過阻尼彈簧 4使活塞與球閥接觸（活塞兩端的液壓力平衡）。由于活塞的阻尼作用，可使始終與 活塞相連接的球閥運動平穩(wěn)。戸.殆 冊-爭心+（峪+峪）"口土町+町U I 心丿J （ Pa） （ 5-23）式中，丨為球閥座孔面積（"）；'、分別為主彈簧

24、 2和阻尼彈簧4的剛度（N/m）; I 、 忑站分別為主彈簧2和阻尼彈簧4的預(yù)壓縮量（m ; x為球閥開口量（m。由式（5-23）可知，由于增加 了阻尼彈簧，相當于主彈簧的剛度增大了 、預(yù)壓縮量減小了：亠、，有利于提高閥的靜特性。VI Fl Ww < IL » H 4 R R 1W -< >I 11藥上比嘩4蠅握，M|八 織*” 曲轉(zhuǎn)帆if - t imMi I n；« 哺配|4CJ阻尼孔5、先導(dǎo)閥口、主閥芯中心孔至閥體4下部出油口（溢流口）0的流動。阻尼孔處的流阻尼孔5、先導(dǎo)閥口、主閥芯中心孔至閥體4下部出油口（溢流口）0的流動。阻尼孔處的流圖示為先導(dǎo)型

25、溢流閥。由于主閥芯屬于三節(jié)同心結(jié)構(gòu)。壓力油自閥體6與閥蓋3、閥體4與主閥座7等三處有同心配合要求，故4中部的進油口 P進入，并通過主閥芯 6上的阻尼孔5進入主閥芯上腔，在油閥蓋3上的通道a和錐閥座2上的小孔作用與錐閥 1上。當進油口的壓力 小于先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧9的調(diào)定值時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，而且由于主閥芯上、下兩側(cè)有效面積比（廠”；）為1.031.05，上側(cè)稍大，作用與主閥芯上的壓力差和主閥彈簧力均使主閥口閉緊，不溢流。當進油壓力超過先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥被打開，造成資金油口P井主閥芯阻尼孔5、先導(dǎo)閥口、主閥芯中心孔至閥體4下部出油口（溢流口）0的流動。阻尼孔處的流動損失使主閥芯上、下腔中的油液產(chǎn)

26、生一個隨先導(dǎo)閥流量增加而增加的壓力差，當它在主閥芯上、下作用面上產(chǎn)生的總壓力差足以克服主閥彈簧力、主閥自重G和摩擦力廠，時，主閥芯開啟。此時進油口 P與出油口（溢流口） 0直接相通，造成溢流以保持系統(tǒng)壓力。c-常皿礪我實飪慮）I- .r .IS! H fl -r.刖吟 龍詰円片I-'-jRI- 卜Ml It/測押小 轉(zhuǎn)圖示為二節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，其主閥芯為帶有圓柱面的錐閥。為使主閥關(guān)閉時有良好的密封性，要求主閥芯1的圓柱導(dǎo)向面和圓錐面與閥套配合良好，兩處的同心度要求較高，故稱二節(jié)同心。主閥芯上沒有阻尼孔，而將三個阻尼孔2、3、4分別設(shè)在閥體10和先導(dǎo)閥體 6上。其工作原理與三節(jié)

27、同心先導(dǎo)型溢流閥相同，只不過油液從主閥下腔到主閥上腔，需經(jīng)過三個阻尼孔。阻尼孔 2和4只主閥下腔與先導(dǎo)閥前腔產(chǎn)生壓力差，在通過阻尼孔3作用于主閥上腔，從而控制主閥芯開啟。阻尼孔3還用以提高主閥芯的穩(wěn)定性。溢流閥進出口壓力為(Pa)(5 24)J工 藝式中，：為先導(dǎo)閥座孔的面積（"）；1、分別為主閥和先導(dǎo)閥彈簧的剛度（N/m ）; '、分別為主閥和先導(dǎo)閥的預(yù)壓縮量（m）; 、x分別為主閥和先導(dǎo)閥閥口的開度（m）;'為主閥與閥體間的摩擦力（N）;'為主閥芯自重（N）。（二、溢流閥的特性分析1、一靜態(tài)性能指標壓力調(diào)節(jié)范圍：是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓力平

28、穩(wěn)地（壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象）上升或下降的最大和最小調(diào)定壓力幺 啟閉特性：是指溢流閥從開啟到閉合過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標，一般用溢流閥處于額定流量、額定壓力時，開始溢流的開啟壓力及停止溢流的閉合壓力分別與*的百分比來衡量，前者稱為開啟壓力比 4 f1U'JL-，后者稱為閉合壓力比八'芒K i ；-。顯然，-和廣：越大及二者越接近，溢流閥的啟閉特性越好。一般應(yīng)使90%,廣； 85%卸荷壓力：當溢流閥作卸荷閥使用時，額定流量下進、岀油口的壓力差稱為卸荷壓力。最大允許流量和最大穩(wěn)定流量：溢流閥在最大允許流量下工作時應(yīng)無噪聲。溢

29、流閥的最小穩(wěn)定流量取決于對壓力平穩(wěn)性的要求，一般規(guī)定為額定流量的15%。么最大允許流量和最大穩(wěn)定流量：溢流閥在最大允2、動態(tài)性能指標當溢流閥的溢流量由零階躍變化至額定流量時，其進口壓力（及其控制的系統(tǒng)壓力）將 迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動態(tài)過渡過 程（如下圖所示）。7響應(yīng)時間i：是指從起始穩(wěn)態(tài)壓力“ 壓力超調(diào)量：定義最高瞬時壓力峰值 與額定壓力調(diào)定值 '-的差值為壓力超調(diào)量 型。 則 壓 力 超 調(diào) 率 = ）X100%，是衡量溢流閥動 態(tài)定壓誤差的一個性能指標。要求 紳-10%-30% ;否則，可能導(dǎo)致系統(tǒng)中元 件損壞，管道破裂或其它故障。

30、（J > 20 % ；）與最終穩(wěn)態(tài)壓力'之差的10%上升到90%的時間,即圖中A、B兩點間的時間間隔。越小，溢流閥的響應(yīng)越快。匸過渡過程時間：是指從0.9(-二-=的B點到瞬時過渡過程的最終時刻C點之間的時間。C點以后的壓力波形應(yīng)落在圖中給 定的(0.91.05(-*邛艮制范圍內(nèi)；否則， C點應(yīng)后滯，直到滿足要求為止。越小，溢流閥的動態(tài)過渡過程越短。7H 升壓時間 ，!:是指流量階躍變化 時，(0.10.9( -' ；的時間，即右圖中A灌柜冏升壓與如橋掙性7 卸荷時間：是指卸荷信號發(fā)岀后,(0.90.1(的時間，即 C和D兩點和B兩點間的時間，與上述相應(yīng)時間一致。間的時間

31、。，和 越小，溢流閥的動態(tài)性能越好。2、先導(dǎo)型溢流閥 働世庫審*w"網(wǎng)配赳皿 丄f r Ri4 - «中皿 圧 iKf 卜 2 MV «<! k i i JVI4 1FVt圖示為先導(dǎo)型溢流閥。由于主閥芯 6與閥蓋3、閥體4與主閥座7等三處有同心配 合要求，故屬于三節(jié)同心結(jié)構(gòu)。壓力油自閥體4中部的進油口 P進入，并通過主閥芯6上的阻尼孔5進入主閥芯上腔，在油閥蓋 3上的通道a和錐閥座2上的小孔作 用與錐閥1上。當進油口的壓力t小于先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧9的調(diào)定值時，先導(dǎo)閥關(guān) 閉，而且由于主閥芯上、下兩側(cè)有效面積比（L ）* 1.031.05,上側(cè)稍大，作用與主閥芯上的

32、壓力差和主閥彈簧力均使主閥口閉緊，不溢流。當進油壓力超過 先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥被打開，造成資金油口P井主閥芯阻尼孔5、先導(dǎo)閥口、主閥芯中心孔至閥體4下部出油口（溢流口） O的流動。阻尼孔處的流動損失 使主閥芯上、下腔中的油液產(chǎn)生一個隨先導(dǎo)閥流量增加而增加的壓力差，當它在主 閥芯上、下作用面上產(chǎn)生的總壓力差足以克服主閥彈簧力、主閥自重G和摩擦力=時，主閥芯開啟。此時進油口 P與出油口（溢流口） O直接相通，造成溢流以 保持系統(tǒng)壓力。圖示為二節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，其主閥芯為帶有圓柱面的錐閥。為使主閥關(guān)閉時有良好的密封性，要求主閥芯 1的圓柱導(dǎo)向面和圓錐面與閥套配合良好，兩處的同心度要求

33、較高，故稱二節(jié)同心。主閥芯上沒有阻尼孔，而將三個阻尼孔2、3、4分別設(shè)在閥體10和先導(dǎo)閥體6上。其工作原理與三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥相同，只不過油液從主閥下腔到主閥上腔，需經(jīng)過三個阻尼孔。阻尼孔 2和4只主閥下腔與先導(dǎo)閥前腔產(chǎn)生壓力差，在通過阻尼孔3作用于主閥上腔，從而控制主閥芯開啟。阻尼孔 3還用以提高主閥芯的穩(wěn)定性。溢流閥進出口壓力為Pi =字手仗宀）*!比以訕+G丈方為叫（Pa） （5 -24）式中，丄為先導(dǎo)閥座孔的面積（）；、分別為主閥和先導(dǎo)閥彈簧的剛度（N/m ）;、分別為主閥和先導(dǎo)閥的預(yù)壓縮量（m）; 、x分別為主閥和先導(dǎo)閥閥口的 開度（m）;為主閥與閥體間的摩擦力（N）; “為主閥芯

34、自重（N ）。由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。先導(dǎo)閥類似于直動型溢流閥，但一般多為錐閥（或球閥）形閥座 式結(jié)構(gòu)。主閥可分為 一節(jié)同心結(jié)構(gòu)、二節(jié)同心結(jié)構(gòu) 和三節(jié)同心結(jié)構(gòu)。MB+ 圖示為二節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，其主閥芯為帶有圓柱面的錐閥。為使主閥關(guān)閉時有良好的密封性，要求主閥芯1的圓柱導(dǎo)向面和圓錐面與閥套配合良好，兩處的同心度要求較高，故稱二節(jié)同心。主閥芯上沒有阻尼孔，而將三個阻尼孔2、3、4分別設(shè)在閥體10和先導(dǎo)閥體6上。其工作原理與三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥相同，只不過油液從主閥下腔到主閥上腔，需經(jīng)過三個阻尼孔。阻尼孔 2和4只主閥下腔與先導(dǎo)閥前腔產(chǎn)生壓力差，在通過阻尼孔 3作用于 主閥上腔，從而控

35、制主閥芯開啟。阻尼孔3還用以提高主閥芯的穩(wěn)定性。溢流閥進出口壓力為戸1牛字衣宀）+力+。士力（Pa）(5 24)式中，：為先導(dǎo)閥座孔的面積（）；_、'分別為主閥和先導(dǎo)閥彈簧的剛度（N/m ）; '、分別為主閥和先導(dǎo)閥的預(yù)壓縮量（ m）; 、x分別為主閥和先導(dǎo)閥閥口的開度（m）; :為主閥與閥體間的摩擦力（N）;'為主閥芯自重（N ）。由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。先導(dǎo)閥類似于直動型溢流閥，但一般多為錐閥（或球閥）形閥座 式結(jié)構(gòu)。主閥可分為 一節(jié)同心結(jié)構(gòu)、二節(jié)同心結(jié)構(gòu) 和三節(jié)同心結(jié)構(gòu)。*nW保H宿I- 1-ii.v .1i3 i u fiLi"d * 輕* 卜* 嗚

36、屮打禪|1*3 ml-fll WS'I9* iI # 11 I 啊啤圖示為先導(dǎo)型溢流閥。由于主閥芯6與閥蓋3、閥體4與主閥座7等三處有同心配合要求，故屬于三節(jié)同心結(jié)構(gòu)。壓力油自閥體4中部的進油口 P進入，并通過主閥芯 6上的阻尼孔5進入主閥芯上腔，在油閥蓋3上的通道a和錐閥座2上的小孔作用與錐閥1上。當進油口的壓力小于先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧9的調(diào)定值時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，而且由于主閥芯上、下兩側(cè)有效面積比（"r ）為1.031.05，上側(cè)稍大，作用與主閥芯上的壓力差和主閥彈簧力均 使主閥口閉緊，不溢流。當進油壓力超過先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥被打開，造成資金油口P井主閥芯阻尼孔5、先導(dǎo)閥口

37、、主閥芯中心孔至閥體 4下部出油口（溢流口） O的流動。阻尼孔處的流動損失使主閥芯上、下腔中的油液產(chǎn)生一個隨先導(dǎo)閥流量增加而增加的壓力差，當它在主閥芯上、下作用面上產(chǎn)生的總壓力差足以克服主閥彈簧力、主閥自重G和摩擦力''時，主閥芯開啟。此時進油口P與出油口（溢流口） 0直接相通，造成溢流以保持系統(tǒng)壓力。（二）減壓閥1、定壓輸岀減壓閥岀口壓力控制式先導(dǎo)型定壓輸岀減壓閥減壓閥是使出口壓力低于進口壓力的壓力控制閥。減壓閥可分為定壓輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥三種。定壓輸出減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種結(jié)構(gòu)形式。在先導(dǎo)型中又有出口壓力控制式”和"進口壓力控制式"兩

38、種控制方式。MB W乩JS御a->-*-«it “理1|鼻!t -” nli# HBJbi*.flhnr “如圖所示，該閥由先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓。進口壓力'經(jīng)減壓口減壓后壓力變?yōu)?J （即出口壓力），出口壓力油通過閥體6下部和端蓋8上的通道進入主閥 7下腔，再經(jīng)主閥上的阻尼孔9進入主閥上腔和先導(dǎo)閥前腔，然后通過錐閥座4中的阻尼孔后，作用在錐閥 3上。當出口壓力低于調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥口關(guān)閉，阻尼孔9中沒有液體流動，主閥上、下兩端的油壓力相等，主閥在彈簧力作用下處于最下端位置，減壓口全開，不起減壓作用，J 。當出口壓力超過調(diào)定壓力時，出油口部分液體經(jīng)阻尼孔9、先導(dǎo)閥口、閥蓋

39、 5上的泄油口 L流回油箱。阻尼孔9由液體通過，使主閥上、下腔產(chǎn)生壓差（'）。當此壓差所產(chǎn)生的作用力大于主閥彈簧力時，主閥上移，使節(jié)流口（減壓口）關(guān)小，減壓作用增強，直至出口壓力J穩(wěn)定在先導(dǎo)閥所調(diào)定的壓力值。此時，如果忽略穩(wěn)態(tài)液動力，(5 42a)式中，丨、：分別為主閥和先導(dǎo)閥的有效作用面積（；）；、分別為先導(dǎo)閥和主閥彈簧剛度（N/m）;1、x分別為先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量和先導(dǎo)閥開口量（m）;、y、3；分別為主閥彈簧預(yù)壓縮量、主閥開口量和最大開口量（m）。減壓閥是利用其出口壓力作為控制信號，通過阻尼孔，使主閥上下腔產(chǎn)生壓差，自動調(diào) 節(jié)主閥的開口度，改變液流阻力來保證出口壓力恒定的。2、定差

40、減壓閥放大演示圖定差減壓閥可使進出口壓力保持為定值。高壓油'經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓-流出，同時低壓 油經(jīng)閥芯中心孔將壓力J傳至閥芯上腔，其進出油壓在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡：(Pa)( 5 44)式中，'分別為彈簧剛度（N/m）和預(yù)壓縮量（m）；、'、x、；和的含義如圖所示。由上式可知，只要盡量減小彈簧剛度廠并使xvv，就可使壓力差近似保持為定值。將定差減壓閥的進岀口分別與節(jié)流閥兩端相連，可是節(jié)流閥兩端壓差保持恒定，此時，通過節(jié)流閥的流量 將基本不受外界負載3、定比減壓閥定比減壓閥（見圖）可使進出口壓力間保持一定的比例。如果忽略剛度很小的彈簧力，則可近似列

41、出閥芯平衡關(guān)系式2 -( 5- 45)只要適當選擇大小柱塞的直徑比，即可獲得所需的進、出口壓力比。丄 4 FjI d I接油箱，而通向某一壓力回路，因而其泄油口L必須接回油箱接油箱，而通向某一壓力回路，因而其泄油口L必須接回油箱圖b所示為內(nèi)控式先導(dǎo)型順序閥，為進油口，-為出油口，與溢流閥不同之處在于它的出口處"不接油箱，而通向某一壓力回路，因而其泄油口L必須接回油箱若將底蓋旋轉(zhuǎn)90度并打開螺堵，即可稱為外控式順序閥（如圖a所示）。內(nèi)控式順序閥在其壓力未達到閥的調(diào)定壓力之前，閥口一直是關(guān)閉的。達到調(diào)定壓力之后，閥口才開啟，使,處的壓力油從油口 流岀，去驅(qū)動該閥后的執(zhí)行元件。外控式順序閥閥口開啟與否，與閥的進口壓力的大小沒有關(guān)系，僅取決于控制壓力的大小。圖b所示的先導(dǎo)型順序閥最大的缺點是外泄漏量過大。因先導(dǎo)閥是按順序壓力調(diào)整的，當執(zhí)行元件達到 順序動作后，壓力將同時升高，將先導(dǎo)閥口開得很大，導(dǎo)致大量流量外泄。故在小流量液壓系統(tǒng)中不宜采用這 種結(jié)構(gòu)。2、順序閥（二）左圖所示的 DZ型順序閥，主閥為單向閥 式，先導(dǎo)閥為滑閥式。主閥芯