比例阀溢流阀详细介绍.docx

直动式比例溢流阀直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,这是一种带位置 电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀它于手调式直动溢流阀的功能 完全一样其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件如图 3-2a 所示，它主要包括阀体 6，带位置传感器 1、比例电磁 铁 2 、阀座 7 、阀芯 5 及调压弹簧 4 等主要零件当电信号输入时， 电磁铁产生相应的电磁力，通过弹簧座3 加在调压弹簧4 和阀芯上， 并对弹簧预压缩此预压缩量决定了溢流压力而压缩量正比输入电 信号，所以溢流压力也正比于输入电信号，实现对压力的比例控制弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1 检测，实际值被 反馈到输入端与输入值进行比较，当出现误差就由电控制器产生信号 加以纠正由图 3-2b 所示的结构框图可见，利用这种原理，可排除 电磁铁摩擦的影响，从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压 精度显然这是一种属于间接检测的反馈方式ab图 3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀a）工作原理及结构b）结构框图1—位移传感器 2—比例电磁铁 3—弹簧座 4—调压弹簧5—阀芯 6—阀体 7—阀座 8—调零螺钉普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级，而比例 溢流阀却不能。

由于比例电磁铁的推力是一定的，所以不同的等级要 靠改变阀座的孔径来获得这就使得不同压力等级时，其允许的最大 溢流量也不相同根据压力等级不同，最大过流量为2〜10L/min 阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力，而设定最低压力与溢流量 有关这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用，作为调节元 件外，更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先导阀用另外，位于 阀底部德调节螺钉 8，可在一定范围内，调节溢流阀的工作零位 先导式比例溢流阀1. 结构及工作原理图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图它的上部位先导 级 6，是一个直动式比例溢流阀下部为主阀级11，中部带有一个手 调限压阀 10，用于防止系统过载当比例电磁铁 9 通有输入信号电流时，它施加一个直接作用在先 导阀芯 8 上先导压力油从内部先导油口（取下螺堵 13）或从外部 先导油口X处进入，经流道口和节流3后分成两股，一股经节流孔5 作用在先导阀芯7 上，另一股经节流孔4 作用在阀芯撒谎女上部只 要 A 油口压的压力不足以使导阀打开，主阀芯的上下腔的压力就保持 相等，从而主阀芯保持关闭状态这是因为主阀芯上下有效面积相等， 从而主阀芯保持关闭状态。

这是因为主阀芯上下有效面积相等，而上 面有一个软弹簧向下施加一个力，使阀芯关闭当主阀芯是锥阀，它既小又轻，要求的行程也很小，所以这种阀的响应很快阀套上有三个径向分布的油孔，当阀开启时使油流分散 流走，大大减少噪声节流孔4 起动态压力发亏作用，提高阀芯的稳 定性1—先导油流道 2—主阀弹簧 3.、4、5—节流口 6—先导阀7—外泄口 8—先导阀芯 9—比例电磁铁 10—安全阀11—主阀级 12—主阀芯 13—内部先导油口螺堵A—进油口 B—出油口 X—外部先导油口 Y—外部先导卸油口与传统的先导式溢流阀不同，比例溢流阀的压力等级的获得是靠 改变先导阀的阀座孔径来实现的这点与比例直动式溢流阀完全相同较大的阀座孔径对应着较低的压力等级小阀座孔径可获得较高 的额定值阀座的孔径通常由制造厂根据阀座的压力等级在制造时已经确定图 3-4 先导式比例溢流阀原理框架图IJJ土闽谀X器.一■I比例电谡樑一先导阀闽芯n功服Qa级从图3-4所示的原理框架图可以看出阀座孔的面积A用来检测主阀芯上腔的压力P,当PA的积大于电磁力F时，导阀开启，进而 m主阀开启，间接控制主压力PA.,显然P属于中间变量，这种溢流阀的Ax检测方式属于间接检测方式。

从图中可见，主阀在小闭环之外，主阀 中的各种干扰量，例如摩擦液动力等的都会影响都得不到抑制，比 例电磁铁也在闭环之外所以其压力偏差和超调量都较大，常达 15% 以上改进办法可以采用直接检测方式2. 比例溢流阀的主要性能参数1) 静态特性-£3'图 3-5 溢流阀的静态特性曲线a）设定压力与输入电流的关系曲线b）最低设定压力与 流量关系曲线 c）压差一流量特性比例溢流阀的静态特性主要由三条特性曲线来表示，见图 3-5.一条为设定压力P与输入电流I之间的关系曲线，称为控制特性曲线，A还有一条是溢流阀的前后压差与流量的关系曲线从此图中可以确定 溢流阀的主要性能参数；最高，最低设定压力、滞环、线性度以及稳 态调压偏差等压力特性这些性能数据时设计的重要依据2） 动态特性比例溢流阀的动态特性一般用阶跃响应和频率响应曲线来表示（图3-6）从阶跃响应曲线可以找到滞后时间T ,响应时间t及超s调量O （见图3-6a）频率特性曲线可以找出最高工作频率或频宽ba图 3-6 比例溢流阀的动态特性曲线a）单位阶跃响应曲线 b）频率响应曲线3.3.2 定差减压型比例调速阀 在比例节流阀中，受控量只是节流口的面积但经节流口的流量 还与节流口的前后压差有关，为了补偿由于负载而引起的流量偏差， 需要利用压力补偿控制原理来保持节流口前后压差恒定，从而实现对 流量的单参数控制。

将直动式比例节流阀与具有压力补偿功能的定差减压阀组合在一 起，就构成了直动式比例调速阀因为它是在传统的调速阀因为它 是在传统的调速阀的基础加上比例电磁铁构成，又称传统型的比例调 速阀，或因它只有两个主油口，又称为二通比例调速阀在图 3-15 中，压力补偿的减压阀位于主节流口的上游，且与主节 流口串联它由一个软弹簧保持在开启位置上比例节流阀无输入信 号时，也由一个软弹簧保持关闭当比例电磁铁接收到输入信号后， 产生电磁力直接作用子啊阀芯上，使阀芯向下压缩弹簧，打开阀口使 液流从A 口流向B 口阀的开度与控制电流对应，必要时可以加上 一个位移传感器，提供位置反馈，可使开度控制更为准确压力补偿的获得是靠把节流口的前后压差反馈到减压阀芯的两端，经减压阀的调节作用，近似使节流口前后压差AP保持恒定，从 图中可以看出AP=Pa-Pb=Fs/A式中 FS —弹簧预压缩力；SA—减压阀芯截面积二通比例调速阀中，常常内置几个单向阀，使适应反向自由流动的需 要，使流量从B流向A油口图3-16所示这种二通比例调速阀的结 构图行程限制器的作用是限制减压阀的最大开口量h （见图3-15） 节流口的位置由输入信号给定位置偏差由传感器检测，而偏差通过电 控器来纠正，节流口 7 的压降由压力补偿阀来保持恒定。

图 3-15 比例调速阀工作原理简图1—定差减压阀 2—比例节流阀 3—单向阀这种比例调速阀的缺点是当节流口部分打开时有较大的起动流量超调这是因为起动前，在弹簧力的作用下减压口处于最大开度当 加上阶跃信号时，减压阀来不及做出反应，由于没有减压损失，使 P1=P2 ,供油压全部加在节流口上，使通过的流量有很大的超调，导 致前冲现象克服的方法有限制减压阀的最大开启量；避免节流口的 部分打开，或者利用液压的方法将压力补偿器锁定都能有效地克服起动时的跳动现象图 3-17 带液压锁定的比例调速阀a）液压连接图b）结构原理图1—螺塞 2—压力补偿阀芯 3—阀体 4—控制节流口 5—位置型比例电磁铁 6—单向阀 7—阻尼孔 8—换向阀图 3-17 所示为一种压力补偿器与主节流阀直线布置的结构该结构的优点是可以通过液压的方法，在起动前锁定压力补偿阀芯，避免起动冲击该阀主要包括阀体 3，控制节流口 4，比例电磁铁 5，单 向阀 6 及压力补偿阀2要求流量由电位器设定为了减小在节流口 4 部分打开时的起动冲击，采取了起动前把补偿阀芯 4 锁定的措施 油口 A和压力补偿器4之间的内部通路用螺塞1堵死，把压力油经P 口和阻尼孔 7 引入补偿器。

换向阀8 的上油压力油进入补偿器后克服 弹簧力，把它锁死在关闭的位置上当换向阀8 从 P 切换到向 B 油 口供油时，压力补偿阀芯从关闭位置移到调节位置这样使供压油逐 渐加在控制节流口上，避免了起动时的流量超调和前冲现象图 3-17a 是这种阀的油路连接图在输入电流值为零或当位移传感器断线，控制节流口关闭节流 口可按比例放大器的斜坡逐渐开大或关闭。