1.3.6　流量控制阀

液压系统中执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的油液流量的大小来确定。流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀类。常用的流量控制阀有普通节流阀、压力补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。

（1）节流口形式

为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。图1-30所示为几种常用的节流口形式。图1-30（a）所示为针阀式节流口，它通道长，湿周大，易堵塞，流量受油温影响较大，一般用于对性能要求不高的场合。图1-30（b）所示为偏心槽式节流口，其性能与针阀式节流口相同，但容易制造，其缺点是阀芯上的径向力不平衡，旋转阀芯时较费力，一般用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合。图1-30（c）所示为轴向三角槽式节流口，其结构简单，水力直径中等，可得到较小的稳定流量，且调节范围较大，但节流通道有一定的长度，油温变化对流量有一定的影响，目前被广泛应用。图1-30（d）所示为周向缝隙式节流口，沿阀芯周向开有一条宽度不等的狭槽，转动阀芯就可改变开口大小。阀口做成薄刃形，通道短，水力直径大，不易堵塞，油温变化对流量影响小，因此其性能接近于薄壁小孔，适用于低压小流量场合。图1-30（e）所示为轴向缝隙式节流口，在阀孔的衬套上加工出图示薄壁阀口，阀芯做轴向移动即可改变开口大小，其性能与图1-30（d）所示节流口相似。为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。

（2）节流元件的作用

在液压传动系统中，节流元件与溢流阀并联于液泵的出口，构成恒压油源，使泵出口的压力恒定（图1-31）。如图1-31（a）所示，此时节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻，液压泵输出流量q_p不变，流经节流阀进入液压缸的流量q₁和流经溢流阀的流量Δq的大小由节流阀和溢流阀液阻的相对大小来决定。若节流阀的液阻大于溢流阀的液阻，则q₁<Δq；反之则q₁>Δq。

节流阀是一种可以在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。因此可以通过调节节流阀的液阻，来改变进入液压缸的流量，从而调节液压缸的运动速度；但若在回路中仅有节流阀而没有与之并联的溢流阀，如图1-31（b）所示，则节流阀就起不到调节流量的作用。液压泵输出的液压油全部经节流阀进入液压缸。改变节流阀节流口的大小，只是改变液流流经节流阀的压力降。节流口小，流速快；节流口大，流速慢，而总的流量是不变的，因此液压缸的运动速度不变。所以，节流元件用来调节流量是有条件的，即要求有一个接受节流元件压力信号的环节（与之并联的溢流阀或恒压变量泵）。通过这一环节来补偿节流元件的流量变化。

（3）节流阀

图1-32所示为一种普通节流阀的结构和图形符号。这种节流阀的节流通道呈轴向三角槽式。压力油从进油口p₁流入孔道a和阀芯1的三角槽进入孔道b，再从出油口p₂流出。调节手柄3，可通过推杆2使阀芯做轴向移动，以改变节流口的通流截面积来调节流量。阀芯在弹簧的作用下始终贴紧在推杆上，这种节流阀的进出油口可互换。

（4）调速阀

普通节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下，通过它的工作流量受工作负载（亦即其出口压力）变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合，由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行补偿，即采取措施使节流阀前后压力差在负载变化时始终保持不变。由q=KAΔpm可知，当Δp基本不变时，通过节流阀的流量只由其开口量大小来决定，使Δp基本保持不变的方式有两种：一种是将定压差式减压阀与节流阀并联起来构成调速阀；另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来构成溢流节流阀。这两种阀是利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差，使其保持不变。

油温的变化也将引起油液黏度的变化，从而导致通过节流阀的流量发生变化，为此出现了温度补偿调速阀。

调速阀是在节流阀2前面串接一个定差减压阀1组合而成。图1-33为其工作原理。液压泵的出口（即调速阀的进口）压力p₁由溢流阀调整基本不变，而调速阀的出口压力p₃则由液压缸负载F决定。油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到p₂，p₂经通道e、f作用到减压阀的d腔和c腔；节流阀的出口压力p₃又经反馈通道a作用到减压阀的上腔b，当减压阀的阀芯在弹簧力F_s、油液压力p₂和p₃作用下处于某一平衡位置时（忽略摩擦力和液动力等），则有：

p₂A₁+p₂A₂=p₃A+F_s　　 （1-4）

式中　A，A₁，A₂——b腔、c腔和d腔内压力油作用于阀芯的有效面积。

由于A=A₁+A₂，故：

p₂-p₃=Δp=F_s/A　　 （1-5）

因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为F_s基本保持不变。故节流阀两端压力差p₂-p₃也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。