第四节第四节 流量控制阀流量控制阀Flow control valve 2对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:一、流量控制原理一、流量控制原理--节流口的流量特性节流口的流量特性 节流口流量公式节流口流量公式 式中:阀口通流面积；阀口通流面积；阀口前、后压差；阀口前、后压差；由节流口形状和结构决由节流口形状和结构决定的指数，定的指数，0.5＜＜m＜＜l ；；节流系数节流系数QΔp图图 节流口的节流口的流量流量- -压力特性压力特性细长孔细长孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5 3二、节流口的形式与特征二、节流口的形式与特征 (1)直角凸肩节流口直角凸肩节流口h≤B；B — 阀体沉割槽的宽度 直角凸肩节流口直角凸肩节流口DB Bh h 本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能 4(2)针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口图图7.2(a) 7.2(a) 针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口Dh( a )θ 特点：结构简单，可当截止阀用。
调节范围较大由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大一般用于要求较低的场合 5(3)偏心式节流口偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化本结构的特点是，小流量调节容易但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合 6(4)轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积 本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口种节流口种节流口种节流口φlDhα图图7.2(c) 三角槽式节流口三角槽式节流口 7图图7.2(d) 7.2(d) 周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口(5)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。
8 本结构为薄壁节流口，壁厚约0.07~0.09mm，流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min 阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口图图7e) 7e) 轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口 9减轻堵塞现象的措施有：减轻堵塞现象的措施有： · 适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差, ,用多个节流口用多个节流口用多个节流口用多个节流口串联串联串联串联一般取ΔP＝0.2～0.3MPa · 精密过滤并定期更换油液精密过滤并定期更换油液精密过滤并定期更换油液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 · 节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属属属属，以减小吸附层的厚度 · 采用大水力半径的薄刃式节流口采用大水力半径的薄刃式节流口采用大水力半径的薄刃式节流口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 普通节流阀常见的几种节流口形式：针式节流口、三角槽式节流口、转槽式节流口结构：轴向三角槽式，这种节流阀的进出油口可互换 图形符号： 流量特性： 节流阀的节流口一定时，其流量随压差的增加而增大 节流口小到一定值时流量不稳定，出现时断时续现象，称为节流口堵塞（一般0.05L/min）不出现堵塞的最小流量叫最小稳定流量 温度变化引起流体粘度变化使流量不稳定（可采用温度补偿装置加以补偿）图4-30 11m=0.5QΔp细长孔细长孔m=1 1 2 3Δp1Δp2123簿壁口簿壁口刚度的物理意义如下： 当△p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从式看，刚度就越小反之，则刚度大节流阀特性 12由式可知：Ø流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；Ø压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；Ø系数m越小，刚度越大薄壁孔（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m，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。
节流阀的压力和温度补偿n节流阀的压力补偿有两种方式：1.将定差减压阀与节流阀串联起来，组合而成调速阀；2.是将稳压溢流阀与节流阀并联起来，组织成溢流节流阀这两种压力补偿方式是利用流量变动所引起油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作，来自动调节节流部分的压力差，使其基本保持不变 油温的变化也必然会引起油液粘度的变化，从而导致通过节流阀的流量发生相应的改变，为此出现了温度补偿调速阀 调速阀 调速阀是具有恒流量功能的阀类，利用它能使执行元件匀速运动 1.组成：节流阀＋差压式减压阀2. 工作原理p1一定，p2↑→阀芯下移→ xR ↑→ΔpR ↓ → pm↑，Δp = pm- p2 =C ; p2↓→阀芯上移→ xR ↓ →ΔpR ↑, → pm ↓，Δp = pm- p2 =C节流阀Δp变， q变调速阀： F变， Δp不变， q不受负载变化的影响 图4-31 •特性曲线Δp——阀的进出口压差节流阀：Δp=ΔpT = p1 – p2调速阀：Δp= ΔpT+ ΔpR※当F变化时，调速阀进出口压差Δp 变，不变的是Δ pT 。
要求：调速阀正常工作Δp > 0.4~0.5MPa（ Δp < 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统图4-32 17 节流阀芯杆2由热膨胀系数较大的材料制成，当油温升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影响 温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀（节流阀）（节流阀）（节流阀）（节流阀） 图图 7.9 7.9 温度补偿调速阀减压阀部分的原理和普通调速阀相同 旁通式调速阀旁通式调速阀的工作原理、功能与结构旁通式调速阀由溢流阀溢流阀与节流阀节流阀并联而成，溢流阀溢流阀能自动保持节流阀两端压差不变，从而使通过节流阀的流量不受负载变化的影响；执行元件的运动速度则由节流阀开口大小来调定 溢流节流阀/旁通式调速阀的工作原理 §4-5 分流集流阀 图4-331、2-固定节流孔 3、4-可变节流孔 5、6-阀心 分流集流阀具有分流和集流功能当油源向两相同液压缸供油时，通过分流集流阀的分流功能，可使两液压缸保持速度相同（同步）当液压缸向油箱回油时，通过分流集流阀的集流作用，可使液压缸回程同步。
结构（图4-33）：分类分流阀 集流阀 分流集流阀 欲使两相同尺寸的执行元件在供油时保持同步动作，可采用一个分流阀给两者供油 欲使两相同尺寸的执行元件在回油时保持同步动作，可采用一个集流阀收集两者的回油 既能保持两相同尺寸执行元件供油时同步，又能保持回油时同步可采用分流集流阀 分流集流阀有分流工作状态和集流工作状态 第四节第四节 流量控制阀流量控制阀Flow control valve 22对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:一、流量控制原理一、流量控制原理--节流口的流量特性节流口的流量特性 节流口流量公式节流口流量公式 式中:阀口通流面积；阀口通流面积；阀口前、后压差；阀口前、后压差；由节流口形状和结构决由节流口形状和结构决定的指数，定的指数，0.5＜＜m＜＜l ；；节流系数节流系数QΔp图图 节流口的节流口的流量流量- -压力特性压力特性细长孔细长孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5 23二、节流口的形式与特征二、节流口的形式与特征 (1)直角凸肩节流口直角凸肩节流口h≤B；B — 阀体沉割槽的宽度 直角凸肩节流口直角凸肩节流口DB Bh h 本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好。
但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能 24(2)针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口图图7.2(a) 7.2(a) 针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口Dh( a )θ 特点：结构简单，可当截止阀用调节范围较大由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大一般用于要求较低的场合 25(3)偏心式节流口偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化本结构的特点是，小流量调节容易但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合 26(4)轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积 本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。
种节流口种节流口种节流口φlDhα图图7.2(c) 三角槽式节流口三角槽式节流口 27图图7.2(d) 7.2(d) 周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口(5)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中 28 本结构为薄壁节流口，壁厚约0.07~0.09mm，流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min 阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口图图7e) 7e) 轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口 29减轻堵塞现象的措施有：减轻堵塞现象的措施有： · 适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差适当选择节流口前后的压差, ,用多个节流口用多个节流口用多个节流口用多个节流口串联串联串联串联一般取ΔP＝0.2～0.3MPa · 精密过滤并定期更换油液精密过滤并定期更换油液精密过滤并定期更换油液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 · 节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属属属属，以减小吸附层的厚度 · 采用大水力半径的薄刃式节流口采用大水力半径的薄刃式节流口采用大水力半径的薄刃式节流口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 普通节流阀常见的几种节流口形式：针式节流口、三角槽式节流口、转槽式节流口结构：轴向三角槽式，这种节流阀的进出油口可互换 图形符号： 流量特性： 节流阀的节流口一定时，其流量随压差的增加而增大 节流口小到一定值时流量不稳定，出现时断时续现象，称为节流口堵塞（一般0.05L/min）不出现堵塞的最小流量叫最小稳定流量 温度变化引起流体粘度变化使流量不稳定（可采用温度补偿装置加以补偿）图4-30 31m=0.5QΔp细长孔细长孔m=1 1 2 3Δp1Δp2123簿壁口簿壁口刚度的物理意义如下： 当△p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从式看，刚度就越小。
反之，则刚度大节流阀特性 32由式可知：Ø流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；Ø压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；Ø系数m越小，刚度越大薄壁孔（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m，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性 节流阀的压力和温度补偿n节流阀的压力补偿有两种方式：1.将定差减压阀与节流阀串联起来，组合而成调速阀；2.是将稳压溢流阀与节流阀并联起来，组织成溢流节流阀这两种压力补偿方式是利用流量变动所引起油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作，来自动调节节流部分的压力差，使其基本保持不变 油温的变化也必然会引起油液粘度的变化，从而导致通过节流阀的流量发生相应的改变，为此出现了温度补偿调速阀 调速阀 调速阀是具有恒流量功能的阀类，利用它能使执行元件匀速运动 1.组成：节流阀＋差压式减压阀2. 工作原理p1一定，p2↑→阀芯下移→ xR ↑→ΔpR ↓ → pm↑，Δp = pm- p2 =C ; p2↓→阀芯上移→ xR ↓ →ΔpR ↑, → pm ↓，Δp = pm- p2 =C。
节流阀Δp变， q变调速阀： F变， Δp不变， q不受负载变化的影响 图4-31 •特性曲线Δp——阀的进出口压差节流阀：Δp=ΔpT = p1 – p2调速阀：Δp= ΔpT+ ΔpR※当F变化时，调速阀进出口压差Δp 变，不变的是Δ pT 要求：调速阀正常工作Δp > 0.4~0.5MPa（ Δp < 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统图4-32 37 节流阀芯杆2由热膨胀系数较大的材料制成，当油温升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影响 温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀温度补偿调速阀（节流阀）（节流阀）（节流阀）（节流阀） 图图 7.9 7.9 温度补偿调速阀减压阀部分的原理和普通调速阀相同 旁通式调速阀旁通式调速阀的工作原理、功能与结构旁通式调速阀由溢流阀溢流阀与节流阀节流阀并联而成，溢流阀溢流阀能自动保持节流阀两端压差不变，从而使通过节流阀的流量不受负载变化的影响；执行元件的运动速度则由节流阀开口大小来调定 溢流节流阀/旁通式调速阀的工作原理 §4-5 分流集流阀 图4-331、2-固定节流孔 3、4-可变节流孔 5、6-阀心 分流集流阀具有分流和集流功能。
当油源向两相同液压缸供油时，通过分流集流阀的分流功能，可使两液压缸保持速度相同（同步）当液压缸向油箱回油时，通过分流集流阀的集流作用，可使液压缸回程同步结构（图4-33）：分类分流阀 集流阀 分流集流阀 欲使两相同尺寸的执行元件在供油时保持同步动作，可采用一个分流阀给两者供油 欲使两相同尺寸的执行元件在回油时保持同步动作，可采用一个集流阀收集两者的回油 既能保持两相同尺寸执行元件供油时同步，又能保持回油时同步可采用分流集流阀 分流集流阀有分流工作状态和集流工作状态。