液壓系統的調速元件——流量控制閥

在液壓系統中，控制流體流量的閥統稱為流量控制閥

1 節流閥

節流閥是通過改變節流口面積或節流長度以調節流量的閥，它是流量控制閥中最簡單、也是最基礎的閥。節流閥有很多其他種類，比如單向節流閥，雙單向節流閥，行程節流閥等。下圖為一個典型節流閥的原理圖及其符號。

進油口處的壓力油經節流口流出，通過調節手輪使閥芯上下移動，可改變節流口面積，從而實現流量調節。這種節流閥在壓力較高時調節困難，又叫做帶載不可調節流閥。

相比於上述普通節流閥，單向節流閥更為常用。單向節流閥是節流閥與單向閥的並聯，一側進油為節流，反向則為單向。

下圖為力士樂MG型節流閥和MK型單向節流閥的原理圖及其職能符號，此閥為管式連接。通過旋轉調節套1可改變節流口大小，實現流量調節。這種閥結構簡單、調節方便，但無法帶載調節。

下圖為力士樂Z2FS型疊加式雙向節流閥的原理圖及其職能符號。從A1到A2或B1到B2為節流，反方向為單向。油液從A1口經節流口（1）流向A2口，起節流閥作用；反方向時油液推開單向閥芯（2）直接流出，起單向閥作用。

節流閥在定量泵系統中與溢流閥配合，可分為進口節流、出口節流和旁通節流三種調節方式，這三種方式適用不同的工作場合，需根據具體工作狀況選擇合適的調節方式。節流閥的調速性能與前後的壓差有關，在負載變化較大時流量變化較大，速度穩定性差。所以在調速穩定性要求高的場合，常選擇調速性能更好的調速閥或溢流節流閥。

2 調速閥

調速閥是在節流閥基礎上與一個定差減壓閥串聯，以保證節流閥兩側壓差穩定，實現良好的調速性能。調速閥又可叫做二通調速閥。下圖為調速閥的原理圖以及詳細符號和簡化符號。

該閥上半部分為減壓閥，下半部分為節流閥。油液從p1口進入，先經減壓閥減壓，壓力降為p2，再經節流閥口到p3口，p3接負載。p3口壓力油引一路控制油到減壓閥彈簧腔，作用在減壓閥芯左端面，p2口壓力油經減壓閥芯內部孔道作用在閥芯右側。當負載壓力升高時，p3推動減壓閥芯右移，使減壓口面積增大，p2增大，直到p2與p3的差值不再變化，達到新的平衡。當負載壓力降低時，減壓閥口減小，使p2減小。這樣可以使p2與p3的差值基本保持為定值，實現良好的調速性能。需要注意的是，調速閥如果反向連接，則會使減壓口全開，只發揮普通節流閥的功能。

下圖為力士樂2FRM型調速閥。與上述原理相似，也是將節流閥的進出油口作用在減壓閥芯兩側，實現節流閥兩端壓力穩定。不同的是油液先通過節流閥，再通過減壓閥。

3 溢流節流閥

溢流節流閥又叫做旁通型調速閥或三通調速閥，它由一個溢流閥和節流閥並聯，以保證節流閥兩端的壓力穩定。下圖為溢流節流閥的原理圖及其職能符號。

進油口p1的油一部分經節流閥流出，壓力降為p2，另一部分直接通過溢流閥溢流。進油口p2作用在溢流閥下端面，出油壓力油p2作用在溢流閥上端面。當出油口p2增大時，使溢流閥芯下移，進油p1溢流量減少，壓力升高，使p1和p2的差值保持穩定。同理，當p2減小時，溢流口增大，p1壓力降低。這樣可使節流閥進出油壓差保持穩定，實現良好的調速性能。

4 分流集流閥

在流量控制閥中，還有一種叫做分流集流閥。與節流閥和調速閥不同，分流集流閥不具備調速功能，它控制的是流量的分配，適用於多個執行器需要同步的場合。分流集流閥有多種不同的形式，下圖為分流集流閥的分類。

分流集流閥是利用壓力反饋的原理，補償因負載變化引起的流量變化，以實現流量均勻分配而不受負載影響。下圖為FJL型分流集流閥的結構。該閥的主要原理是：通過閥芯的移動，使左右兩個可變節流口面積發生變化，進而使左右兩腔壓力改變，以保證兩個固定節流口的前後壓差不變，使流過A、B兩腔的流量相等，實現同步。該閥有兩種工況，分流和集流。通過這兩種工況使執行機構在雙向運行時都能保證同步動作。

下圖為該閥在分流工況時的狀態。在P腔壓力作用下，兩個換向活塞處於兩端，靠在閥芯上，此時可變節流口fA和fB起作用。在A、B壓力相等時，閥芯在彈簧作用下對中。當出口壓力不相等時，如A口壓力大於B，a室壓力上升，閥芯右移，左側節流口fA增大，右側節流口fB減小，使fB的壓降增大，b室壓力增加。直到a、b兩室的壓力相等，即使兩個固定節流口FA和FB兩側壓差相等，保證流出A、B兩腔的流量相等。

下圖為該閥在集流工況時的狀態。此時在A、B腔的壓力作用下，兩個換向活塞都靠在閥芯中間位置，可變節流口fC和fD發揮作用。當A腔壓力較大時，a室壓力也增大，此時閥芯右移，節流口fC減小，fD增大，流經fC的壓差增大，使a室壓力降低，直到FA和FB兩端壓差相等，即可實現A、B兩腔進入閥的流量相等。

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