先导式定值减压阀及其特点

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：本节只介绍定值减压阀。图4-21b所示为先导式减压阀的图形符号，图4-21c所示为先导式减压阀的简化图形符号。图4-21 先导式减压阀1—阀体 2—主阀芯 3—主弹簧 4—阀座 5—先导锥阀 6—阀盖 7—调压弹簧 8—调压螺帽2.减压阀的特点减压阀工作特性理想的减压阀在进口压力、流量发生变化时，其出口压力总是恒定不变的。

减压阀用于向液压系统中某支油路提供低于主油路压力的稳定的工作压力。减压阀具有减压、调压和稳压的功能。减压阀的减压口实质上是节流口，但是为了和节流阀的节流口相区别，我们把它们称作减压口。减压阀除了能减压以外，当进口压力出现波动和流过阀的流量发生变化时，仍能保持减压阀的出口压力基本恒定。

减压阀按其调节性能不同可以分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。本节只介绍定值减压阀。

1.先导式减压阀的结构和工作原理

先导式减压阀的工作原理如图4-21所示。在图4-21a中，压力为p₁的油经阀的进油口P₁进入腔口，再经过主阀芯2和阀体1之间形成的开口量为x的减压口到达b腔，从出油口排出，出油口P₂的压力为p₂。p₁也称一次压力，p₂也称二次压力。开口量x=x_max时减压口无减压作用，所以阀正常工作时，x＜x_max和出油口相通的b腔中的油一路经阻尼孔g到达主阀芯2的下腔c，另一路经阻尼孔d，油腔k、孔e、孔f到达先导锥阀5。当出口压力达到调定值时，先导锥阀5开启，流过先导锥阀5和阀座4之间缝隙的液流经过回油通道，从单独的回油口h回油。主阀芯在上下两端压力差的作用下上行，形成一定的减压口x，减压阀进入稳态工作。所谓稳态工作是指减压阀有一定的减压口，对应着这个减压口有一组流动参数，即进口压力、出口压力和经过减压口的流量。为方便说明，暂且把这个稳态工作点称作稳态Ⅰ。当进口压力由于某种原因增大了，在阀芯2还未来得及调节的瞬间，减压口下游的压力即阀的出口压力也有所增大；接着，作用于先导锥阀5的液压力增大，调压弹簧7进一步被压缩，先导锥阀5开口增大，流过锥阀缝隙的流量加大，主阀芯上下两端的压力差增大，主弹簧进一步被压缩，主阀芯上移，减压口的开启量x减小，减压口的阻力增加，出口压力减小。这样，主阀芯经过几次振荡后稳定在一个新的工作点Ⅱ上。对应着稳态Ⅱ又有一定的开口量，对应着这个开口量也有一组流动参数，即进口压力、出口压力和流过减压口的流量。其和稳态Ⅰ比较，开口量略有减小，而阀出口的压力基本恒定。图4-21b所示为先导式减压阀的图形符号，图4-21c所示为先导式减压阀的简化图形符号。

图4-21 先导式减压阀

1—阀体 2—主阀芯 3—主弹簧 4—阀座 5—先导锥阀 6—阀盖 7—调压弹簧 8—调压螺帽

2.减压阀的特点

（1）减压阀工作特性理想的减压阀在进口压力、流量发生变化时，其出口压力总是恒定不变的。当减压阀的出油口不输出油液（如负载过大，油压推不动）时，它的出口压力仍能基本上保持恒定，此时有少量的油液通过减压阀阀口经先导阀和泄油管流回油箱，保持该阀处于工作状态。

（2）减压阀和溢流阀的区别溢流阀出口接油箱，减压阀出口接下一级液压元件；溢流阀的内泄漏油经出口回油箱，减压阀的内泄漏油单独开外泄漏油口接回油箱；溢流阀进出油口为常关状态，减压阀进出油口为常开状态；溢流阀以进口油压为控制压力，减压阀以出口油压为控制压力。

3.减压阀的三种工况

1）减压口不起减压作用。主油路中有负载且溢流阀调定的主油路中的压力也高于减压阀的调定压力时，若减压支路中的负载压力，也就是减压阀的出口压力很小，则减压阀芯处于最下位，减压口最大，远超过正常工作时减压口的开启值，减压口不起减压作用，如图4-22a所示。

图4-22 减压阀的工况

a）不起减压作用 b）起减压作用

2）当减压支路的负载压力接近减压阀的调定值或达到减压阀的调定值（因有调压偏差），且主油路的负载压力高于减压阀的调定值时，减压阀的阀芯上移，形成一定的减压口，减压阀进入某一稳态工作，如图4-22b所示。

3）当和减压阀串联的液压缸负载增加，乃至缸工作腔中的压力超过减压阀的调定值才能带动负载时，此时因减压阀的自我调节减压阀的出口油只能保持恒定的调定压力，而不可能超过调定压力，所以缸工作腔中的压力也不可能超过减压阀的调定压力，缸的活塞带不动相应的负载，缸的活塞只好停止运动。当液压缸碰到死挡铁时即属于这一工况。缸的活塞碰到死挡铁时，负载为无穷大，缸的活塞停止运动。

减压阀与缸串联，缸的活塞不运动，减压阀出口的油就没有出路了，那么缸工作腔中的压力是否会无限增加呢？不会。从图4-21可见，减压阀的出油口虽然没有流量，但经过减压口的油还可以经阻尼孔d、孔e、孔f、锥阀芯形成的缝隙、孔h构成通路，此时减压阀出口压力仍基本保持恒定的调定值。

这一工况使我们联想到把减压阀用在夹紧回路中最为合适。例如，和减压阀串联的液压缸是一个夹紧缸，当缸将工件夹紧后，缸的工作腔中的压力仍为定值，这就保证了夹紧力为恒值，不致因夹紧力过大而将工件夹坏。

4.减压阀的应用

1）向另一执行机构提供低于主油路的压力。系统向一个执行机构提供高压时，利用减压阀可同时向另一执行机构提供较低的压力，且两个执行机构的负载不会相互影响对方的动作，如图4-23所示。

图4-23 减压阀的应用之一

1、2—缸 3—泵 4—减压阀 5—节流阀

在图4-23中，泵3同时向缸1和缸2供油，缸1的负载力为F₁，缸2的负载力为F₂。设F₁＞F₂。若没有减压阀4和节流阀5，则哪个缸的负载较小，则哪个缸先动作，即只有缸2的活塞到位后压力继续上升，缸1才动作。不管对系统的要求如何都是如此。该系统无能力实现两个缸同时动作。若加上减压阀4后则可解决这一矛盾，两个缸可同时动作而不会因负载的大小而互相干扰。

在图4-23中，若不加节流阀5，尽管缸1有相当的负载力，溢流阀有相当的调定压力，若F₂为零，则减压阀4的二次压力（即出口压力）为零，阀芯处于最下端，减压阀不起减压作用且将减压口的上下游无阻力地沟通，这时减压阀的一次压力（即进口压力）也为零，这种现象叫减压阀一次压力失压。有了节流阀5，可使减压阀出口总是有相当的压力，即可避免这一现象的出现，但多了一种压力损失。

2）使控制压力稳定。因为减压阀出口压力稳定，所以在有些回路中，虽然不需要减压，但为了获得稳定的压力也加上减压阀。例如，用压力控制的阀，像液控换向调、液控顺序阀，在这些阀的控制油路中有时加上减压阀，目的不是为了减压而是使控制压力稳定，以免因压力波动使它们产生误动作。

如图4-24所示，当系统压力波动较大，液压缸2需要有较稳定的输入压力时，在液压缸2进油路上串一减压阀，在减压阀处于工作状态下，可使液压缸2的压力不受溢流阀压力波动的影响。

3）限制执行机构的作用力。图4-25中的液压缸是个夹紧缸。当活塞杆通过夹紧机构夹紧工件时，活塞的运动速度为零，因减压阀的作用仍能使缸工作腔中的压力基本恒定，故可保持恒定的夹紧力，不致使夹紧力过大。但应注意此时必须使用先导式减压阀才行。

图4-24 减压阀的应用之二

图4-25 减压阀的应用之三

先导式定值减压阀及其特点

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