第七章流量控制閥1

流量控制閥簡稱流量閥，它通過改變節流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，從而實現對流量的控制，進而改變執行機構的運動速度。流量控制閥包括節流閥、調速閥、分流集流閥等。2對流量控制閥的主要性能要求是：l）閥的壓力差變化時，通過閥的流量變化小。2）油溫變化時，流量變化小。3）流量調節范圍大，在小流量時不易堵塞，能得到很小的穩定流量。4）當閥全開時，通過閥的壓力損失要小。5）閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其調節力矩要小。

37.1.3 節流口的形式與特征

(1)直角凸肩節流口h≤B；B—閥體沉割槽的寬度。直角凸肩節流口DBh本結構的特點是過流面積和開口量呈線性結構關系，結構簡單，工藝性好。但流量的調節范圍較小，小流量時流量不穩定，一般節流閥較少使用。

節流口是流量閥的關鍵部位，節流口形式及其特性在很大程度上決定著流量控制閥的性能。

4(2)針閥式（錐形凸肩）節流口圖7.2(a)針閥（錐形）節流口Dh(a)θ特點：結構簡單，可當截止閥用。調節范圍較大。由于過流斷面仍是同心環狀間隙，水力半徑較小，小流量時易堵塞，溫度對流量的影響較大。一般用于要求較低的場合。5(3)偏心式節流口節流口由偏心的三角溝槽組成。閥芯有轉角時，節流口過流斷面面積即產生變化。本結構的特點是，小流量調節容易。但制造略顯得麻煩、閥芯所受的徑向力不平衡，只宜用在低壓場合。6(4)軸向三角槽式節流口沿閥芯的軸向開若干個三角槽。閥芯做軸向運動，即可改變開口量h，從而改變過流斷面面積。本節流口結構簡單，水力半徑大，調節范圍較大。小流量時穩定性好，最低對流量的穩定流量為50ml/min。因小流量穩定性好，是目前應用最廣的一種節流口。φlDhα圖7.2(c)三角槽式節流口7bhaφαφlDhα8圖7.2(d)周向縫隙式節流口(5)周向縫隙式節流口閥芯上開有狹縫，旋轉閥芯可以改變縫隙的通流面積大小。這種節流口可以作成薄刃結構，從而獲得較小的穩定流量，但是閥芯受徑向不平衡力，只適于低壓節流閥中。9本結構為薄壁節流口，壁厚約0.07~0.09mm，流量受溫度的影響小、不易堵塞、最低穩定流量約20ml/min。閥芯的軸向位移可改變節流口過流斷面的面積。節流口易變形，工藝復雜是本結構的缺點。(6)軸向縫隙式節流口圖7.2(e)軸向縫隙式節流口107.3 節流閥7.3.1 節流閥液流從進油口流入經節流口后，從閥的出油口流出。本閥的閥芯3的錐臺上開有三角形槽。轉動調節手輪1，閥芯3產生軸向位移，節流口的開口量即發生變化。閥芯越上移開口量就越大。閥芯調節手輪螺帽閥體(a)11

當節流閥的進出口壓力差為定值時，改變節流口的開口量，即可改變流過節流閥的流量。節流閥和其它閥，例如單向閥、定差減壓閥、溢流閥，可構成組合節流閥。圖7.512圖7.6本節流閥具有螺旋曲線開口和薄刃式結構的精密節流閥。轉動手輪和節流閥芯后，螺旋曲線相對套筒窗口升高或降低，改變節流面積，即可實現對流量的調節。

13147.3.2 單向節流閥流體正向流動時，與節流閥一樣，節流縫隙的大小可通過手柄進行調節；當流體反向流動時，靠油液的壓力把閥芯4壓下，下閥芯起單向閥作用，單向閥打開，可實現流體反向自由流動。

流閥芯分成了上閥芯和下閥芯兩部分。15圖7.7單向節流閥7.3.2 單向節流閥16根據“流量負反饋”原理設計而成的流量閥稱為調速閥。根據“串聯減壓式”和“并聯分流式”之差別，又分為調速閥和溢流節流閥2種主要類型，調速閥中又有普通調速閥和溫度補償型調速閥兩種結構。調速閥和節流閥在液壓系統中的應用基本相同，主要與定量泵、溢流閥組成節流調速系統。節流閥適用于一般的系統，而調速閥適用于執行元件負載變化大而運動速度要求穩定的系統中。

7.4

調速閥17串聯減壓式調速閥是由定差減壓閥1和節流閥2串聯而成的組合閥。節流閥4充當流量傳感器，節流閥口不變時，定差減壓閥2作為流量補償閥口，通過流量負反饋，自動穩定節流閥前后的壓差，保持其流量不變。因節流閥（傳感器）前后壓差基本不變，調節節流閥口面積時，又可以人為地改變流量的大小。7.4.1串聯減壓式調速閥的工作原理

圖7.8(a)18p1p3(c)簡化符號(b)符號原理p1p3p2圖7.8調速閥工作原理1-減壓閥芯；2-節流閥芯acd1A2eb2ghp1(a)p2A2結構原理1920節流閥芯桿2由熱膨脹系數較大的材料制成，當油溫升高時，芯桿熱膨脹使節流閥口關小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影響。7.4.2溫度補償調速閥（節流閥）

圖7.9溫度補償調速閥減壓閥部分的原理和普通調速閥相同。217.4.2溢流節流閥

先不考慮安全閥2223

插裝閥又稱邏輯閥，是一種較新型的液壓元件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作靈敏、結構簡單，因而主要用于流量較大系統或對密封性能要求較高的系統。7.6.1 插裝閥7.6 插裝閥、比例閥、伺服閥24使用一般閥組成的系統使用插裝閥組成的系統2526圖7.16插裝閥的組成1先導控制閥；2—控制蓋板；3邏輯單元（主閥）、4，閥塊體

插裝閥由控制蓋板、插裝單元（由閥套、彈簧、閥芯及密封件組成）、插裝塊體和先導控制閥（如先導閥為二位三通電磁換向閥）組成。由于插裝單元在回路中主要起通、斷作用，故又稱二通插裝閥。27圖7.15插裝閥邏輯單元

7.6.1.1插裝閥的工作原理

圖中A和B為主油路僅有的兩個工作油口，K為控制油口（與先導閥相接）。當K口回油時，閥芯開啟，A與B相通；反之，當K口進油時，A與B之間關閉。

二通插裝閥相當于一個液控單向閥。28插裝閥

297.6.1.2方向控制插裝閥

圖7.17插裝閥用作方向控制閥（a）單向閥；(b)二位二通閥307.6.1.2方向控制插裝閥

圖7.17插裝閥用作方向控制閥(c)二位三通閥;(d)二位四通閥31圖7.18插裝閥用作壓力控制閥（a）溢流閥；(b)電磁溢流閥

7.6.1.3壓力控制插裝閥

327.6.1.4流量控制插裝閥

圖7.19插裝節流閥

33插裝閥

34插裝閥

35插裝閥

36插裝閥

37插裝閥

38疊加閥(Modularvalves)是一種閥體本身就擁有共同油路的回路板，也就是說回路板內部本身就具有閥的機構。

疊加閥是采用堆疊的方式形成各種液壓回路的，閥和閥之間采用“O”形環來作密封裝置，但也有些是設計另一塊隔板上、下用“O”形環來作為中介媒介層。疊加閥39傳統液壓回路傳統的配管圖利用疊加閥的配管方式40疊加閥的特點如下：(1)液壓回路是由疊加閥堆疊而成的，可大幅縮小安裝空間。

(2)組裝工作不需熟練，并可容易而迅速地實現回路的增添或更改。

(3)減少了由于配管引起的外部漏油、振動、噪音等事故，因而提高了可靠性。

(4)元件集中設置，維護、檢修容易。

(5)回路的壓力損失較少，可節省能源。

41疊加閥以板式閥為基礎，每個疊加閥不僅起到單個閥的功能，而且還溝通閥與閥的流道。換向閥安裝在最上方，對外連接油口開在最下邊的底板上，其他的閥通過螺栓連接在換向閥和底板之間。左圖為疊加閥裝置圖，右圖為其系統圖。由疊加閥組成的系統結構緊湊，配置靈活，設計制造周期短。疊加閥42圖5.29疊加閥式液壓裝置圖5.28集成塊式液壓裝置43

電液比例閥是一種按輸入的電氣信號連續地、按比例地對油液的壓力、流量或方向進行遠距離控制的閥。與手動調節的普通液壓閥相比，電液比例控制閥能夠提高液壓系統參數的控制水平；與電液伺服閥相比，電液比例控制閥在某些性能方向稍差一些，但它結構簡單、成本低，所以它廣泛應用于要求對液壓參數進行連續控制或程序控制，但對控制精度和動態特性要求不太高的液壓系統中。7.6.2 電液比例閥電液比例控制閥的構成，從原理上講相當于在普通液壓閥上，裝上一個比例電磁鐵以代替原有的控制（驅動）部分。根據用途和工作特點的不同，電液比例控制閥可以分為電液比例壓力閥、電液比例流量閥和電液比例方向閥三大類。下面對三類比例閥作簡要介紹。

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比例電磁鐵是一種直流電磁鐵，與普通換向閥用電磁鐵的不同主要在于，比例電磁鐵的輸出推力與輸入的線圈電流基本成比例。這一特性使比例電磁鐵可作為液壓閥中的信號給定元件。7.6.2.1比例電磁鐵圖7.20比例電磁鐵1一軛鐵；2—線圈；3一限位環；4—隔磁環；5一殼體；6—內蓋；7一蓋；8—調節螺釘；9—彈簧；10—銜鐵；11一支承環；12—導向套451一閥座；2—先導錐閥；3-軛鐵；4r—銜鐵；5—彈簧；6—推稈；7—線圈；8—彈簧；9—先導閥7.6.2.2電液比例溢流閥用比例電磁鐵取代先導型溢流閥導閥的調壓手柄，便成為先導型比例溢流閥

467.6.2.2電液比例溢流閥閥下部與普通溢流閥的主閥相同，上部則為比例先導壓力閥。該閥還附有一個手動調整的安全閥（先導閥）9，用以限制比例溢流閥的最高壓力。47安全閥先導比例閥487.6.2.3比例方向節流閥497.6.2.4電液比例調速閥50

電液伺服閥是一種比電液比例閥的精度更高、響應更快的液壓控制閥。其輸出流量或壓力受輸入的電氣信號控制，主要用于高速閉環液壓控制系統，而比例閥多用于響應速度相對較低的開環控制系統中。7.6.3 電液伺服閥在流量型伺服閥中，要求主閥芯的位移XP與的輸入電流信號I成比例，為了保證主閥芯的定位控制，主閥和先導閥之間設有位置負反饋，位置反饋的形式主要有直接位置反饋和位置-力反饋兩種。

電液伺服閥多為兩級閥，有壓力型伺服閥和流量型伺服閥之分，絕大部分伺服閥為流量型伺服閥。517.6.3.1直接位置反饋電液伺服閥

力馬達52動圈式直接位置反饋伺服閥橋路圖先導級放大元件反饋桿53動圈式伺服閥反饋桿54

動圈式伺服閥5556

直接反饋伺服閥控制框圖1、采用閥芯、閥套直接比較法；2、導閥芯導閥套直接比較、通過剛性連接直接（測量）反饋；3、放大元件為導閥部分、缸是主閥兩端部分；

4、指令元件是線圈，被控對象是主閥芯，使主閥芯位移跟蹤動圈的指令位移。主閥兩端缸及主閥阻力主閥芯被控制對象1（導閥套與主閥芯剛性連接）XX套-直接反饋伺服閥控制框圖擾動導閥芯閥套比較線圈導閥B+B開環控制（放大）部分1X芯57

雙噴嘴擋板閥7.6.3.2噴嘴擋板