液压系统的调速元件——流量控制阀

在液压系统中，控制流体流量的阀统称为流量控制阀，简称流量阀，它的主要作用是调节执行机构的运行速度。流量控制阀种类很多，大致可分为节流阀、调速阀、溢流节流阀（三通调速阀）、分流集流阀等。使用流量控制阀对系统流量进行调节的调速方式称为节流调速（除了节流调速，还有容积调速，容积节流调速）。本文将对常用的流量控制阀进行简要介绍，下图为一些常见的流量控制阀产品。

1 节流阀

节流阀是通过改变节流口面积或节流长度以调节流量的阀，它是流量控制阀中最简单、也是最基础的阀。节流阀有很多其他种类，比如单向节流阀，双单向节流阀，行程节流阀等。下图为一个典型节流阀的原理图及其符号。

进油口处的压力油经节流口流出，通过调节手轮使阀芯上下移动，可改变节流口面积，从而实现流量调节。这种节流阀在压力较高时调节困难，又叫做带载不可调节流阀。

相比于上述普通节流阀，单向节流阀更为常用。单向节流阀是节流阀与单向阀的并联，一侧进油为节流，反向则为单向。

下图为力士乐MG型节流阀和MK型单向节流阀的原理图及其职能符号，此阀为管式连接。通过旋转调节套1可改变节流口大小，实现流量调节。这种阀结构简单、调节方便，但无法带载调节。

下图为力士乐Z2FS型叠加式双向节流阀的原理图及其职能符号。从A1到A2或B1到B2为节流，反方向为单向。油液从A1口经节流口（1）流向A2口，起节流阀作用；反方向时油液推开单向阀芯（2）直接流出，起单向阀作用。

节流阀在定量泵系统中与溢流阀配合，可分为进口节流、出口节流和旁通节流三种调节方式，这三种方式适用不同的工作场合，需根据具体工作状况选择合适的调节方式。节流阀的调速性能与前后的压差有关，在负载变化较大时流量变化较大，速度稳定性差。所以在调速稳定性要求高的场合，常选择调速性能更好的调速阀或溢流节流阀。

2 调速阀

调速阀是在节流阀基础上与一个定差减压阀串联，以保证节流阀两侧压差稳定，实现良好的调速性能。调速阀又可叫做二通调速阀。下图为调速阀的原理图以及详细符号和简化符号。

该阀上半部分为减压阀，下半部分为节流阀。油液从p1口进入，先经减压阀减压，压力降为p2，再经节流阀口到p3口，p3接负载。p3口压力油引一路控制油到减压阀弹簧腔，作用在减压阀芯左端面，p2口压力油经减压阀芯内部孔道作用在阀芯右侧。当负载压力升高时，p3推动减压阀芯右移，使减压口面积增大，p2增大，直到p2与p3的差值不再变化，达到新的平衡。当负载压力降低时，减压阀口减小，使p2减小。这样可以使p2与p3的差值基本保持为定值，实现良好的调速性能。需要注意的是，调速阀如果反向连接，则会使减压口全开，只发挥普通节流阀的功能。

下图为力士乐2FRM型调速阀。与上述原理相似，也是将节流阀的进出油口作用在减压阀芯两侧，实现节流阀两端压力稳定。不同的是油液先通过节流阀，再通过减压阀。

3 溢流节流阀

溢流节流阀又叫做旁通型调速阀或三通调速阀，它由一个溢流阀和节流阀并联，以保证节流阀两端的压力稳定。下图为溢流节流阀的原理图及其职能符号。

进油口p1的油一部分经节流阀流出，压力降为p2，另一部分直接通过溢流阀溢流。进油口p2作用在溢流阀下端面，出油压力油p2作用在溢流阀上端面。当出油口p2增大时，使溢流阀芯下移，进油p1溢流量减少，压力升高，使p1和p2的差值保持稳定。同理，当p2减小时，溢流口增大，p1压力降低。这样可使节流阀进出油压差保持稳定，实现良好的调速性能。

4 分流集流阀

在流量控制阀中，还有一种叫做分流集流阀。与节流阀和调速阀不同，分流集流阀不具备调速功能，它控制的是流量的分配，适用于多个执行器需要同步的场合。分流集流阀有多种不同的形式，下图为分流集流阀的分类。

分流集流阀是利用压力反馈的原理，补偿因负载变化引起的流量变化，以实现流量均匀分配而不受负载影响。下图为FJL型分流集流阀的结构。该阀的主要原理是：通过阀芯的移动，使左右两个可变节流口面积发生变化，进而使左右两腔压力改变，以保证两个固定节流口的前后压差不变，使流过A、B两腔的流量相等，实现同步。该阀有两种工况，分流和集流。通过这两种工况使执行机构在双向运行时都能保证同步动作。

下图为该阀在分流工况时的状态。在P腔压力作用下，两个换向活塞处于两端，靠在阀芯上，此时可变节流口fA和fB起作用。在A、B压力相等时，阀芯在弹簧作用下对中。当出口压力不相等时，如A口压力大于B，a室压力上升，阀芯右移，左侧节流口fA增大，右侧节流口fB减小，使fB的压降增大，b室压力增加。直到a、b两室的压力相等，即使两个固定节流口FA和FB两侧压差相等，保证流出A、B两腔的流量相等。

下图为该阀在集流工况时的状态。此时在A、B腔的压力作用下，两个换向活塞都靠在阀芯中间位置，可变节流口fC和fD发挥作用。当A腔压力较大时，a室压力也增大，此时阀芯右移，节流口fC减小，fD增大，流经fC的压差增大，使a室压力降低，直到FA和FB两端压差相等，即可实现A、B两腔进入阀的流量相等。