液压元件——控制元件（流量控制阀）

• 流量控制原理

    流量控制阀(简称流量阀)在液体流经阀口时，通过改变节流口过流断面积的大小或液流通道的长短改变液阻，进而控制通过阀口的流量，以达到调节执行元件运动速度的目的。

    常用流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流阀和集流阀等。

    补充资料节流原理与流量方程

节流口流量公式 

• 细长孔，m=1。这类节流口为固定(不可调)节流器使用；

• 薄壁节流口，m=0.5

节流口典型结构

• 针阀式（锥形凸肩）节流口

    结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合 。

• 轴向三角槽式：阀芯端部开有三角槽，移动阀芯改变开口大小。结构简单，可获得较小流量，但流量稳定性一般。

• 周向缝隙式：阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以做成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。

• 轴向缝隙式（针阀式）：阀芯为锥形针状。密封性好，常用于小流量精密调节，但同样易堵塞。

一、节流阀

原理：通过手动、机械或电气方式改变阀芯位置，从而改变通流面积 。

单向节流阀

    流体正向流动时，与节流阀一样，节流缝隙的大小可通过手柄进行调节；当流体反向流动时，靠油液的压力把阀芯压下，下阀芯起单向阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流动。

二、调速阀（二通流量控制阀）

    调速阀是一种用于精确控制液压系统流量的关键元件，其核心设计巧妙地融合了压力补偿机制。它由定差减压阀和节流阀串联组成，核心原理是通过减压阀的自动调节，始终保持节流阀口前后的压力差恒定。根据流量计算公式，当压差固定时，通过节流阀的流量仅取决于其开口面积。因此，即使外部负载变化导致系统压力波动，调速阀也能通过内部的液压反馈自动调整减压阀的开度，补偿压力变化，从而确保输出流量的高度稳定，最终实现执行元件（如液压缸）运动速度的精确、平稳控制。

三、溢流节流阀（三通流量控制阀）

    溢流节流阀又称旁通型调速阀或三通流量控制阀。其设计目标与调速阀完全一致：在负载压力变化时，保持通过阀的流量稳定。由定差溢流阀和节流阀并联组合而成，通常自带一个安全阀。

    特点：与调速阀相比，泵的出口压力随负载压力变化，而不是恒定的高压，因此系统效率更高、发热更小。但流量稳定性略逊于调速阀，且只能安装在进油路上。

四、分流阀

    分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。

    分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。

五、应用与区别

    调速阀的应用与普通节流阀相似，即与定量泵、溢流阀配合，组成节流调速回路；与变量泵配合，组成容积节流调速回路等。调速阀应用于速度稳定性要求较高的液压系统中。

    溢流节流阀（也称旁通型调速阀）和调速阀（也称串联型调速阀）两者都能使速度基本稳定，但其性能和使用范围不完全相同。主要差别是:

• 溢流节流阀其入口压力即泵的供油压力会随负载户大小而变化，始终保持恒定值压差。因此负载大，供油压力大，负载小，供油压力也小。因此泵的输出功率随负载而变化，效率较采用调速阀的调速回路高，压力损失较小，发热量少。

• 溢流节流阀中的溢流阀阀口的压降比调速阀中的减压阀阀口的压降大；系统低速工作时，通过溢流阀阀口的流量也较大，因此作用于溢流阀阀芯上、与溢流阀上端的弹簧作用力方向相同的稳态液动力也较大。且溢流阀开口越大，液动力越大，这样相当于溢流阀阀芯上的弹簧刚度增大。因此当负载变化引起溢流阀阀芯上、下移动时，当量弹簧力(将稳态液动力考虑在弹簧力之内的作用力)变化较大，其节流阀两端压差变化加大，引起的流量变化增加。所以溢流节流阀的流量稳定性较调速阀差，在小流量时尤其如此。因此在有较低稳定流量要求的场合不宜采用溢流节流阀，而在对速度稳定性要求不高，功率又较大的节流调速系统中。

• 在使用中，溢流节流阀只能安装在节流调速回路的进油路上，而调速阀在节流调速回路的进油路、回油路和旁油路上都可应用。因此，调速阀比溢流节流阀应用更广泛。