流量控制閥是如何控制的流量大小的

流量控制閥是如何控制的流量大小的

一、流量控制的核心作用

在液壓系統中，流量控制的核心目標是調節執行機構的運動速度。本文討論的所有裝置均通過控制流量來實現這一目標。除了控制運動速度，流量同時決定了在給定壓力下的能量傳遞速率 —— 因為執行機構的作用力與其運動距離（行程）的乘積即為液壓系統對負載所做的功，而傳遞的能量必須與所做的功相等。執行機構的速度決定了能量傳遞速率（功率），因此速度是流量的函數。

二、8種常見流量控制閥解析

液壓系統中常用的流量控制閥主要有以下7類，其技術特點與應用場景如下：

1、節流孔（Orifice）

節流孔可以分為簡單的固定節流孔（a）和可變節流孔（b）

• 固定節流孔：如圖 1（a）所示，為管路中鉆制的固定孔徑孔道，這是控制流量的最基礎的方式，也可作為壓力控制裝置使用。當用于控制流量時，孔口與泵串聯布置。

• 可變節流孔：如圖 1（b）所示，通過可調的錐閥實現孔徑大小調節，從而實現流量大小控制。

適用范圍：兩種類型的節流孔都是非補償式的流量控制裝置。適用于對流量控制精度要求不高的簡單系統。

2、流量調節器

流量調節器可以根據進油口和出口壓力的變化自動調節流量。

工作原理：圖2中所示的流量調節器，比固定節流孔的節流方式稍微復雜一些，它內置了一個固定阻尼孔，該阻尼孔通過孔口的壓降（?P）來感知流量。此外，還有一個補償活塞會根據入口和出口壓力的變化進行開度調整。

• 當壓差增大時，則中間的補償器右移，減小出口開度，降低流量。

• 反之，壓差減小，補償器左移，增大開口度，增大流量。

這種補償能力使得即使在壓力變化的條件下也能夠更精確地控制流量。控制精度可達到5%以內，閥經過校準后，在特定流量點附近工作時，控制精度還可能更高。

核心優勢：在壓力變化時仍能較精準控制流量，適用于中等精度需求的系統。

3、旁通流量調節器

工作原理：

• 如圖 3 所示，當進油口的流量超過設定值時，多余油液通過旁通口返回油箱，通過補償活塞調節可變節流孔開度來自動控制流量。

• 相比標準流量調節器效率更高，減少能量損耗。

典型應用：需高效處理過剩流量的液壓系統，如工程機械的負載敏感回路。

4、需求補償流量控制閥

工作原理：

• 如圖 4 所示，通過將過剩流量旁通至次級輔助回路的方式來控制主回路的流量。主回路以受控流量供油，旁通油液可用于次級回路作業且不影響主回路。

• 工作限制：主回路必須保持通流，若主回路堵塞，次級回路將被切斷。

適用場景：多回路系統中需優先保障主回路流量的場合，如機床的主進給與輔助動作回路。

5、壓力補償可變流量控制閥

工作原理：

• 如圖 5 所示，由可調的可變節流孔與補償器串聯組成，自動適應進出口壓力變化，流量控制精度達 3%-5%。

• 可選配置：集成反向流動單向閥（允許反向wu阻礙通流）和過載溢流閥（超壓時卸荷至油箱）。

性能優勢：高精度壓力補償，適用于對流量穩定性要求高的系統，如精密液壓機床。

6、壓力與溫度補償可變流量閥

補償機制：

• 如圖 6 所示，針對液壓油黏度隨溫度變化（影響閥內運動部件間隙）的特性，通過溫度敏感元件調整節流孔開度，同時補償壓力變化的影響。

• 核心功能：抵消溫度波動導致的黏度變化對流量的干擾，確保高溫或低溫環境下的流量穩定性。

應用場景：工作溫度范圍寬的液壓系統，如戶外工程機械或航空液壓系統。

7、優先閥

• 如圖 7 所示，這個閥本質為壓力補償流量閥，優先向主回路供應設定流量，過剩流量以低于主回路的壓力旁通至次級回路。

• 優先級特性：無論進出口壓力如何變化，始終保障主回路的設計流量。

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