普通节流阀的流量调节原理和影响因素

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：在式（4-2）中，若m为常数，且［（2/ρ）Δp］m也是常数，调节A，则可调节通过节流阀的流量q。它表示了在A为某一定值时，通过节流阀的流量q和节流口上下游压力差Δp的关系。从图4-33可见，当A一定时，Δp越大，q也越大，从式（3-1）可见它们之间是2次方的关系。当Δp变化时，通过节流阀的流量q也发生变化，而通过节流阀的流量就是进入执行机构的流量，故缸的运动速度也变化。

节流阀是结构最为简单的流量阀，常与其他形式的阀相组合，形成单向节流阀或行程节流阀。

1.普通节流阀的结构

图4-32a所示为普通节流阀的结构。液压油从进油口P₁流入，经阀芯2下部的节流口从出油口P₂流出。调节手轮3，阀芯2随之轴向移动，阀芯下端的环形通流面积改变，通过阀的流量随之改变。由图4-32a可见，此阀属于针状节流口，当压力较高时，阀芯2会受到较大的轴向力，调节手轮3困难，因此这种节流阀需卸载调节，应用于要求不高的系统。图4-32b所示为节流阀的图形符号。

图4-31 流量控制原理

1—定量泵 2—溢流阀 3—流量阀

图4-32 LF型管式节流阀

a）结构图 b）图形符号

1—阀体 2—阀芯 3—手轮

2.节流阀的流量特性

（1）流量公式在流体力学中，我们遇到过两大类节流口：一类是细长孔，一般用层流计算流过细长孔的流量。在液压工程中，往往把这类节流口当作固定（不可调）节流器使用，而很少把它们当作节流阀使用；另一类是薄壁节流口，通常把它们当作节流阀使用，用紊流计算这类节流口的流量。流量公式在流体力学中已然推导和证明过，我们只引用其结论即可。

流过薄壁小孔的流量公式为

或写成

式中 C_d——流量系数；

A——节流口过流断面面积（可调节）；

ρ——油液密度；

Δp——节流口上、下游的压力差，Δp=p₁-p₂；

m——指数；。

在式（4-2）中，若m为常数，且［（2/ρ）Δp］^m也是常数，调节A，则可调节通过节流阀的流量q。需要说明的是，流量系数C_d并不是常数，节流口的结构、形状、压力差、油温都对C_d有影响。精确的C_d值需靠试验确定。一般C_d=0.6～0.8。

图4-33 节流阀的静特性曲线

m值受多种因素影响，一般m=0.5～1，对薄壁节流口，m为0.5。精确的m值需由实验确定。

液压油的温度发生变化时，油的黏度和密度随之改变，式（4-2）的K值也发生变化，且节流阀的流量受到影响。温度对细长孔类节流口的影响比薄壁类节流口大，因此性能好的节流阀一般采用薄壁孔类节流口。

（2）节流阀的静特性曲线将式（4-1）画成曲线，如图4-33所示，这就是节流阀的静特性曲线。它表示了在A为某一定值时，通过节流阀的流量q和节流口上下游压力差Δp的关系。

从图4-33可见，当A一定时，Δp越大，q也越大，从式（3-1）可见它们之间是2次方的关系。图4-33中，A₂＞A₁，当Δp值相同时，对应着A₂的流量q₂也大于对应着A₁的流量q₁。

节流阀虽有多种用途，但最常用的一种方式为：节流阀的上游和恒压能源相连，压力为p₁；下游和执行机构相连，压力为p₂，也就是负载形成的压力。当负载有变化时，压力差Δp=p₁-p₂也产生变化。当Δp变化时，通过节流阀的流量q也发生变化，而通过节流阀的流量就是进入执行机构的流量，故缸的运动速度也变化。

（3）节流阀的阻塞现象一般节流阀只要保持油足够清洁就不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，相应地输往缸的流量也很小，节流阀也只能开很小的开口，于是导致阻塞现象的出现，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。通常把流量未出现波动前的最小流量叫作节流阀的最低稳定流量。

普通节流阀的流量调节原理和影响因素

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