同步阀的结构和工作原理

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：同步阀就用于解决两个（或多个）液压缸速度同步的问题。同步阀究竟处于哪一种工况决定于阀芯所处的位置。下面介绍几种同步阀的结构。此外，缩短阀芯的行程，可提高分流阀的灵敏性与分流精度。图4-41 活塞式分流-集流阀目前，我国已制订同步阀系列，公称压力为32MPa，公称流量为6～500L/min，压力损失约为1MPa，同步精度约2%。阀芯的轴线只宜处于水平位置，若垂直安放则影响同步精度。

在液压工程中，由于种种原因，有时会遇到下述情况：由一个泵分别向两个同步工作的液压执行机构（如液压缸）供油；两个液压缸同时带动一个工作机构，带动负载。

自某一原始位置到达另一指定位置，若两个缸活塞的位移相同，则称这两个缸位置同步；若两个缸的速度相同，则称这两个缸速度同步。同步阀就用于解决两个（或多个）液压缸速度同步的问题。

同步阀有两种工况：当阀处于分流状态时叫分流阀，它可将一股液流等分为两股流量相等的液流；当阀处于集流状态时叫集流阀，它可将两股等分的液流合成为一股液流。同步阀究竟处于哪一种工况决定于阀芯所处的位置。下面介绍几种同步阀的结构。

1.分流阀

分流阀如图4-39所示，流量q从阀体P口进入，流经两个固定节流孔a和b进入环槽g和h，最后经过两个可变节流口c和d，从A、B流出。阀芯可以在阀体内自由轴向移动，其上有两个轴向孔分别将e和h、g和f腔沟通。两个固定节流孔a和b的过流面积分别为A_a和A_b。阀芯处于平衡状态时，左右腔（e、f）压力必然相等，即p_e=p_f。通过两节流口的流量（即A、B口流量）q_A、q_B分别为

式中 C——流量系数。

因p_e=p_f，所以p-p_f=p-p_e，则。

若两个固定节流孔面积A_a和A_b相等，则。如果两个固定节流孔面积不等，则流量按面积比分配。

图4-39 分流阀工作原理

下面再从阀的工作原理看分流过程：当出口A和B的负载压力相等时，阀芯处于中间位置，两边油路完全对称，阻力相同，所以两边流量完全相等。实际上出口A和B负载压力往往不等，如p_A＞p_B，这时如果阀芯处于中间位置不动，则B口流出的流量就要比A口的流量多，即q_B＞q_A，这样通过固定节流孔a和b所造成的压差（p-p_g）和（p-p_h）不相等，（p-p_g）小于（p-p_h），致使p_g＞p_h，阀芯两端受力不平衡，右端大，左端小，阀芯左移，将可变节流口d关小，使右边油路阻力增加，直到增加到p_g=p_h，阀芯受力平衡为止。这样压差p-p_g=p-p_h，则q_B=q_A，即维持出口A和B流量相等。

如果B口负载压力较A口大，即p_B＞p_A，则产生相反的工作过程，使两边出口流量仍维持相等。

实际上，分流阀两路的流量不可能绝对相等，分流精度用分流误差（%）的大小表示：

一般分流阀的分流精度为2%～5%，其值大小与进口流量q及两出口的压力差有关，也与阀的安装方向有关，因而使用分流阀时应注意：油要清洁，以免阀芯卡住；分流阀的安装方向应使阀芯轴线水平。在结构上，固定节流孔的压差越大，分流精度越稳定，但压差大，压力损失就大。按最小分流流量设计时，此压力降取0.2～0.3MPa。推荐可变节流孔的面积为固定节流孔面积的2倍以上。此外，缩短阀芯的行程，可提高分流阀的灵敏性与分流精度。

设计分流阀时还应注意，活塞在极限位置时不要将油路完全堵死。例如，在通过分流阀向行走履带的两个制动器供油的情况下，当要求转向过程中停车时，因一个制动器（如左制动器）已制动，即制动液压缸已到行程终点，这时q_A=0，p_A=p，活塞会在p_A作用下向左移直到终点，如果这时阀芯把右路完全堵死，则再想制动右侧制动器停车就不可能了。因此，应限制阀芯的行程，使之在一个液压缸已到终点的情况下，仍会有油进入另一液压缸使之继续运动。

2.固定式分流-集流阀

固定式分流-集流阀从结构上可分为挂钩式和换向活塞式两种。挂钩式分流-集流阀如图4-40所示。图4-40a所示为分流状态，a、b是固定节流口，两个固定节流孔a和b的过流面积分别为A_a和A_b。c、d是可变节流口，其分流原理同前述完全一样。

图4-40 挂钩式分流-集流阀

a）分流状态 b）集流状态

图4-40b所示为该阀的集流状态，两个阀芯在e、f腔的压力作用下处于收缩状态。若阀芯处于平衡状态，则e、f两腔压力必定相等，即p_e=p_f。通过两个固定节流孔的流量q_A、q_B分别为

因p_e=p_f，所以p_e-p=p_f-p，则。

当A_a=A_b时，，达到等量集流而且和外负载无关。

挂钩式结构因工艺麻烦，现在用得较少。

换向活塞式分流-集流阀结构如图4-41所示。其工作原理与挂钩式相似，只是为了适应分流和集流的需要，在阀芯内左右两边各装一只换向活塞，当P口进油时，换向活塞被推到阀芯两侧端部，这时起分流作用，当A、B口进油时，换向活塞被反推到靠近中间，这时起集流作用。

图4-41 活塞式分流-集流阀

目前，我国已制订同步阀系列，公称压力为32MPa，公称流量为6～500L/min，压力损失（对负载较大一边，两口压力差为20MPa时）约为1MPa，同步精度约2%。

采用分流-集流阀的同步系统，具有结构简单、成本低、同步精度较高的优点，但外负载相差太大时，节流发热较大。分流-集流阀因有固定和可变两重节流口，故阀的进出油口之间的压差损失较大，分流-集流阀不宜用在低压系统。阀芯的轴线只宜处于水平位置，若垂直安放则影响同步精度。分流-集流阀在过渡过程中不能保证同步精度，故不宜用在频繁换向的系统。

同步阀的结构和工作原理

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