流量控制阀是如何控制的流量大小的

流量控制阀是如何控制的流量大小的

一、流量控制的核心作用

在液压系统中，流量控制的核心目标是调节执行机构的运动速度。本文讨论的所有装置均通过控制流量来实现这一目标。除了控制运动速度，流量同时决定了在给定压力下的能量传递速率 —— 因为执行机构的作用力与其运动距离（行程）的乘积即为液压系统对负载所做的功，而传递的能量必须与所做的功相等。执行机构的速度决定了能量传递速率（功率），因此速度是流量的函数。

二、8种常见流量控制阀解析

液压系统中常用的流量控制阀主要有以下7类，其技术特点与应用场景如下：

1、节流孔（Orifice）

节流孔可以分为简单的固定节流孔（a）和可变节流孔（b）

• 固定节流孔：如图 1（a）所示，为管路中钻制的固定孔径孔道，这是控制流量的最基础的方式，也可作为压力控制装置使用。当用于控制流量时，孔口与泵串联布置。

• 可变节流孔：如图 1（b）所示，通过可调的锥阀实现孔径大小调节，从而实现流量大小控制。

适用范围：两种类型的节流孔都是非补偿式的流量控制装置。适用于对流量控制精度要求不高的简单系统。

2、流量调节器

流量调节器可以根据进油口和出口压力的变化自动调节流量。

工作原理：图2中所示的流量调节器，比固定节流孔的节流方式稍微复杂一些，它内置了一个固定阻尼孔，该阻尼孔通过孔口的压降（∆P）来感知流量。此外，还有一个补偿活塞会根据入口和出口压力的变化进行开度调整。

• 当压差增大时，则中间的补偿器右移，减小出口开度，降低流量。

• 反之，压差减小，补偿器左移，增大开口度，增大流量。

这种补偿能力使得即使在压力变化的条件下也能够更精确地控制流量。控制精度可达到5%以内，阀经过校准后，在特定流量点附近工作时，控制精度还可能更高。

核心优势：在压力变化时仍能较精准控制流量，适用于中等精度需求的系统。

3、旁通流量调节器

工作原理：

• 如图 3 所示，当进油口的流量超过设定值时，多余油液通过旁通口返回油箱，通过补偿活塞调节可变节流孔开度来自动控制流量。

• 相比标准流量调节器效率更高，减少能量损耗。

典型应用：需高效处理过剩流量的液压系统，如工程机械的负载敏感回路。

4、需求补偿流量控制阀

工作原理：

• 如图 4 所示，通过将过剩流量旁通至次级辅助回路的方式来控制主回路的流量。主回路以受控流量供油，旁通油液可用于次级回路作业且不影响主回路。

• 工作限制：主回路必须保持通流，若主回路堵塞，次级回路将被切断。

适用场景：多回路系统中需优先保障主回路流量的场合，如机床的主进给与辅助动作回路。

5、压力补偿可变流量控制阀

工作原理：

• 如图 5 所示，由可调的可变节流孔与补偿器串联组成，自动适应进出口压力变化，流量控制精度达 3%-5%。

• 可选配置：集成反向流动单向阀（允许反向wu阻碍通流）和过载溢流阀（超压时卸荷至油箱）。

性能优势：高精度压力补偿，适用于对流量稳定性要求高的系统，如精密液压机床。

6、压力与温度补偿可变流量阀

补偿机制：

• 如图 6 所示，针对液压油黏度随温度变化（影响阀内运动部件间隙）的特性，通过温度敏感元件调整节流孔开度，同时补偿压力变化的影响。

• 核心功能：抵消温度波动导致的黏度变化对流量的干扰，确保高温或低温环境下的流量稳定性。

应用场景：工作温度范围宽的液压系统，如户外工程机械或航空液压系统。

7、优先阀

• 如图 7 所示，这个阀本质为压力补偿流量阀，优先向主回路供应设定流量，过剩流量以低于主回路的压力旁通至次级回路。

• 优先级特性：无论进出口压力如何变化，始终保障主回路的设计流量。

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