液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小,由輸入執(zhí)行元件的油液流量的大小來確定。流量控制閥就是依靠改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)的大小或通流通道的長短來控制流量的液壓閥類。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等。
（一）流量控制原理及節(jié)流口形式
（1）節(jié)流口流量特性分析
圖1為薄壁孔（m=0.5）、細(xì)長圓孔（m=1）和厚壁孔（0.5<m<l）三種節(jié)流口的流量特性曲線。圖2所示為不同開口時(shí)的流量特性曲線。
![]()
圖1節(jié)流口流量特性曲線 圖2不同開口時(shí)的流量特性曲線
為保證執(zhí)行元件在節(jié)流口大小調(diào)定后的運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定不變，需要保證流經(jīng)節(jié)流閥口的流量為定值。但事實(shí)上流量是變化不定的，影響流量穩(wěn)定的因素有以下幾點(diǎn)。節(jié)流口前后壓差Δp的影響；溫度的影響；節(jié)流口阻塞的影響。
防止節(jié)流口阻塞的措施：
1)采用薄壁孔式、大水力半徑的節(jié)流口；
2)節(jié)流口前后壓差不宜過大，以免壓力損失引起的局部溫度過高，但壓差太小也會(huì)使流量不穩(wěn)定，一般取Δp=(0.2～0.3)MPa；
3)精密過濾油液，且保證油液定期更換；
4)正確選擇油液和組成節(jié)流口的材料。
（2）最小穩(wěn)定流量和流量調(diào)節(jié)范圍
流量閥的最小穩(wěn)定流量與節(jié)流口阻塞問題有直接關(guān)系，因此與節(jié)流口的形狀和結(jié)構(gòu)相關(guān)。流量閥的流量調(diào)節(jié)范圍是指通過閥口的最大流量與最小穩(wěn)定流量之比。
（3）節(jié)流口形式
根據(jù)以上分析，要保證流量穩(wěn)定，理論上薄壁小孔是最理想的節(jié)流口形式。實(shí)際上節(jié)流口的形式有多種多樣，如圖3所示為幾種典型節(jié)流口的形式。
![]()
![]()
p=Fs/A （2）
因?yàn)閺椈蓜偠容^低，且工作過程中減壓閥閥芯位移很小，可以認(rèn)為Fs基本保持不變。故節(jié)流閥兩端壓力差p2-p3也基本保持不變，這就保證了通過節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。
![]()
圖7溫度補(bǔ)償原理
（3）溢流節(jié)流閥
溢流節(jié)流閥又稱旁通式調(diào)速閥，，溢流節(jié)流閥也是一種壓力補(bǔ)償型節(jié)流閥，由定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)而成，圖8所示為其工作原理及圖形符號圖。
從液壓泵輸出的油液一部分從節(jié)流閥4進(jìn)入液壓缸左腔推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng),另一部分經(jīng)溢流閥的溢流口流回油箱,溢流閥閥芯3的上端a腔同節(jié)流閥4上腔相通,其壓力為p2;腔b和下端腔c同溢流閥閥芯3前的油液相通,其壓即為泵的壓力p1,當(dāng)液壓缸活塞上的負(fù)載力F增大時(shí),壓力p2升高,a腔的壓力也升高,使閥芯3下移,關(guān)小溢流口,這樣就使液壓泵的供油壓力p1增加,從而使節(jié)流閥4的前、后壓力差(p1-p2)基本保持不變。這種溢流閥一般附帶一個(gè)安全閥2,以避免系統(tǒng)過載。
溢流節(jié)流閥是通過p1隨p2的變化來使流量基本上保持恒定的,它與調(diào)速閥雖都具有壓力補(bǔ)償?shù)淖饔?但其組成調(diào)速系統(tǒng)時(shí)是有區(qū)別的,調(diào)速閥無論在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上或回油路上,執(zhí)行元件上負(fù)載變化時(shí),泵出口處壓力都由溢流閥保持不變,而溢流節(jié)流閥是通過p1隨p2(負(fù)載的壓力)的變化來使流量基本上保持恒定的。因而溢流節(jié)流閥具有功率損耗低,發(fā)熱量小的優(yōu)點(diǎn)。但是,溢流節(jié)流閥中流過的流量比調(diào)速閥大(一般是系統(tǒng)的全部流量),閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力較大,彈簧較硬,其結(jié)果使節(jié)流閥前后壓差Δp加大(需達(dá)0.3～0.5MPa),因此它的穩(wěn)定性稍差。
![]()
![]()
圖3幾種典型節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式
（二）普通節(jié)流閥
節(jié)流閥是最簡易的流量閥，此閥無壓力和溫度補(bǔ)償裝置，不能自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載及油粘度變化時(shí)所造成的速度不穩(wěn)定。但結(jié)構(gòu)簡單，制造維護(hù)方便，廣泛應(yīng)用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場合。
對節(jié)流閥的性能要求是：(1)閥口前后壓差變化對流量的影響小；(2)油溫變化對流量的影響小；(3)抗阻塞特性較好，即可獲得較低的最小穩(wěn)定流量；(4)通過節(jié)流閥的泄漏小。
如圖4所示為節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號圖。其節(jié)流口形式為三角槽式。如圖5所示為單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號圖。
![]()
圖4節(jié)流閥 圖5單向節(jié)流閥
節(jié)流閥用于定量泵系統(tǒng)時(shí)，一般都與溢流閥配合使用，可組成三種調(diào)速回路：進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路和旁油路節(jié)流調(diào)速回路。
（三）節(jié)流閥的壓力和溫度補(bǔ)償
（1）調(diào)速閥
調(diào)速閥是在節(jié)流閥2前面串接一個(gè)定差減壓閥1組合而成。圖6為其工作原理圖。液壓泵的出口（即調(diào)速閥的進(jìn)口）壓力p1由溢流閥調(diào)整基本不變，而調(diào)速閥的出口壓力p3則由液壓缸負(fù)載F決定。油液先經(jīng)減壓閥產(chǎn)生一次壓力降，將壓力降到p2，p2經(jīng)通道e、f作用到減壓閥的d腔和c腔；節(jié)流閥的出口壓力p3又經(jīng)反饋通道a作用到減壓閥的上腔b，當(dāng)減壓閥的閥芯在彈簧力Fs、油液壓力p2和p3作用下處于某一平衡位置時(shí)（忽略摩擦力和液動(dòng)力等），則有：
p2A1+p2A2=p3A+Fs （1）
式中：A、A1和A2分別為b腔、c腔和d腔內(nèi)壓力油作用于閥芯的有效面積，且A=A1+A2。
故 p2-p3=![]()
圖6調(diào)速閥
(a)工作原理圖(b)職能符號(c)簡化職能符號(d)特性曲線
1—減壓閥2—節(jié)流閥
（2）溫度補(bǔ)償調(diào)速閥
普通調(diào)速閥的流量雖然已能基本上不受外部負(fù)載變化的影響，但是當(dāng)流量較小時(shí)，節(jié)流口的通流面積較小，這時(shí)節(jié)流口的長度與通流截面水力半徑的比值相對增大，因而油液的粘度變化對流量的影響也增大，所以當(dāng)油溫升高，粘度變小時(shí)，流量仍會(huì)增大。所以對于進(jìn)給速度穩(wěn)定性要求高的場合，為了減小溫度對流量的影響，常采用溫度補(bǔ)償調(diào)速閥。圖7為溫度補(bǔ)償原理圖及溫補(bǔ)調(diào)速閥的圖形符號。
![]()
圖8 溢流節(jié)流閥
(a)工作原理圖(b)職能符號
1—液壓缸2—安全閥3—溢流閥4—節(jié)流閥
