液壓考試重點(diǎn)2.4管道中液流的特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還和管道內(nèi)徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度ν有關(guān)。而決定流動(dòng)狀態(tài)的，是這三個(gè)參數(shù)所組成的一個(gè)稱(chēng)為雷諾數(shù)Ｒｅ的無(wú)綱量數(shù)，即

(2-28)式（2-28）中的雷諾數(shù)Re的物理意義為：慣性力與粘性力之比。這就是說(shuō)，如果液流的雷諾數(shù)相同它的流動(dòng)狀態(tài)亦相同。液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)和由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)是不相同的，后者的數(shù)值小，所以一般都用后者作為判別液流狀態(tài)的依據(jù)，稱(chēng)為臨界雷諾數(shù)，記為Recr。當(dāng)液流的實(shí)際雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Recr時(shí)，為層流；反之，為紊流。常見(jiàn)液流管道的臨界雷諾數(shù)由實(shí)驗(yàn)求得，如表2-5所示：2.5孔口及縫隙的壓力流量特性本節(jié)主要介紹液流經(jīng)過(guò)小孔及縫隙的流量公式。在研究節(jié)流調(diào)速及分析計(jì)算液壓元件的泄漏時(shí)它們是重要的理論基礎(chǔ)。2.5.1薄壁小孔當(dāng)小孔的通流長(zhǎng)度與孔徑之比l/d≤0.5時(shí)，稱(chēng)為薄壁小孔。如圖2-21所示。一般薄壁小孔的孔口邊緣都做成刃口形式。圖2-21通過(guò)薄壁小孔的液流當(dāng)液流經(jīng)過(guò)管道由小孔流出時(shí)，由于液體的慣性作用，使通過(guò)小孔后的液流形成一個(gè)收縮斷面C-C，然后再擴(kuò)散，這一收縮和擴(kuò)散過(guò)程產(chǎn)生很大的能量損失。當(dāng)孔前通道直徑與小孔直徑之比小時(shí)，液流的收縮作用不受孔前通道內(nèi)壁的影響，這時(shí)的收縮稱(chēng)為完全收縮；當(dāng)時(shí)，孔前通道對(duì)液流進(jìn)入小孔起導(dǎo)向作用，這時(shí)的收縮稱(chēng)為不完全收縮。2.5孔口及縫隙的壓力流量特性現(xiàn)對(duì)孔前，孔后通道斷面1-1和2-2列伯努利方程，并設(shè)動(dòng)能修正系數(shù)α=１，則有

（2-40）式中Σhζ為液流流徑小孔的局部能量損失，它包括兩部分：液流經(jīng)截面突然縮小時(shí)的Σhζ1和突然擴(kuò)大時(shí)的Σhζ2。，經(jīng)查手冊(cè)，。因?yàn)椋?。又因?yàn)锳1=A2時(shí)，v1=v2，將這些關(guān)系代入伯努利方程，得出

（2-41）上式稱(chēng)為速度系數(shù)，反映了局部阻力對(duì)速度的影響。經(jīng)過(guò)薄壁小孔的流量為：

（2-42）式中：A0——小孔截面積；Ｃc——截面收縮系數(shù)，；Cd——流量系數(shù)，Cd=CvCc。2.5孔口及縫隙的壓力流量特性流量系數(shù)Cd的大小一般由實(shí)驗(yàn)確定，在液流完全收縮的情況下，Re≤105時(shí)，Cd可由下式計(jì)算

(2-43)當(dāng)Ｒｅ＞105時(shí)，Cd可以認(rèn)為是不變的常數(shù)，計(jì)算時(shí)按Cd=0.60～0.61選取。液流不完全收縮時(shí)，Cd可按表2-7來(lái)選擇。這時(shí)由于管壁對(duì)液流進(jìn)入小孔起導(dǎo)向作用，Cd可增至0.7-0.8。表2-7不完全收縮時(shí)流量系數(shù)Cd的值0.10.20.30.40.50.60.7Cd0.6020.6150.6340.6610.6960.7420.804薄壁小孔因其沿程阻力損失非常小，通過(guò)小孔的流量對(duì)油溫的變化不敏感，因此薄壁小孔多被用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器使用。2.5孔口及縫隙的壓力流量特性2.5.3平板縫隙當(dāng)兩平行平板縫隙間充滿(mǎn)液體時(shí)，如果液體受到壓差△p=p1-p2的作用，液體會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)。如果沒(méi)有壓差△p的作用，而兩平行平板之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即一平板固定，另一平板以速度u0運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于液體存在粘性，液體亦會(huì)被帶著移動(dòng)，這就是剪切作用所引起的流動(dòng)。液體通過(guò)平行平板縫隙時(shí)的最一般的流動(dòng)情況，是既受壓差△p的作用,又受平行平板相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用，其計(jì)算圖如圖2-27所示。圖2-27平行平板縫隙間的液流圖中h為縫隙高度，b和l為縫隙寬度和長(zhǎng)度，一般b>>h，l>>h。2.5孔口及縫隙的壓力流量特性在液流中取一個(gè)微元體dx、dy（寬度方向取單位長(zhǎng)），其左右兩端面所受的壓力為p和p+的dp，上下兩面所受的切應(yīng)力為τ+dτ和τ，則微元體的受力平衡方程為

整理后得

由于，上式可變?yōu)?/p>

將上式對(duì)ｙ積分兩次得

上式c1、c2為積分常數(shù)。2.5孔口及縫隙的壓力流量特性

一般情況下，當(dāng)平行平板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為u0時(shí)，則在y=0處，u=0，ｙ=h處，u=u0；此外，液流作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)p只是x的線(xiàn)性函數(shù)，即

,將這些關(guān)系式代入上式并整理后得(2-48)由此得通過(guò)平行平板縫隙的流量為(2-49)（2-49）式是所有縫隙流的通用公式，下面分別有兩種特殊情況：

(1)

當(dāng)平行平板間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)u0＝０時(shí)，通過(guò)的液流純由壓差引起，稱(chēng)為壓差流動(dòng)，其流量為(2-50)

(2)

當(dāng)平行平板兩端不存在壓差時(shí)，通過(guò)的液流純由平板運(yùn)動(dòng)引起，稱(chēng)為剪切流動(dòng)，其流量值為(2-51)

從式（2-49）、式（2-50）可以看到，在壓差作用下，流過(guò)固定平行平板縫隙的流量與縫隙值的三次方成正比，這說(shuō)明液壓元件內(nèi)縫隙的大小對(duì)其泄漏量的影響是非常大的。3.4齒輪泵3.4.1外嚙合齒輪泵齒輪泵是利用齒輪嚙合原理工作的，根據(jù)嚙合形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。1.結(jié)構(gòu)圖3-17a齒輪泵結(jié)構(gòu)及外形圖3.4齒輪泵圖3-18齒輪泵工作原理圖外嚙合齒輪泵(圖3-17)由一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪6、長(zhǎng)短軸12、15、泵體7、前后蓋板8、4等主要零件組成，圖3-18為工作原理圖。如圖所示，兩嚙合的輪齒將泵體、前后蓋板和齒輪包圍的密閉容積分成兩部分，當(dāng)原動(dòng)機(jī)通過(guò)長(zhǎng)軸(傳動(dòng)軸)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪如圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，因嚙合點(diǎn)C的嚙合半徑Rc小于齒頂圓半徑Re，輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，經(jīng)壓油口排油，退出嚙合的一側(cè)密閉容積增大，經(jīng)吸油口吸油。吸油腔所吸入的油液隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)被齒穴空間轉(zhuǎn)移到壓油腔，齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，泵連續(xù)不斷吸油和壓油。2.工作原理3.4齒輪泵(1)因油現(xiàn)象與卸荷措施4.外嚙合齒輪泵在結(jié)構(gòu)上存在的幾個(gè)問(wèn)題最大最小最大現(xiàn)象及危害：吸油側(cè)壓力低，無(wú)油可吸，油液產(chǎn)生氣泡，形成氣穴現(xiàn)象；在壓油側(cè)壓力高，油液無(wú)處可排，壓力急劇增大，油液發(fā)熱，造成泄漏增加。這些都將使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。為了保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒輪泵的齒輪重迭系數(shù)ε必須大于1(一般ε=1.05～1.10)，即在前一對(duì)輪齒尚未脫開(kāi)嚙合之前，后一對(duì)輪已經(jīng)進(jìn)入嚙合。在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積。此閉死容積隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，先由大變小，后由小變大。因閉死容積形成之前與壓油腔相通，因此容積由大變小時(shí)油液受擠壓經(jīng)縫隙溢出，不僅使壓力增高，齒輪軸承受周期性的壓力沖擊，而且導(dǎo)致油液發(fā)熱。在容積由小變大時(shí)，又因無(wú)油液補(bǔ)充產(chǎn)生真空，引起氣蝕和噪聲，這種因閉死容積大小發(fā)生變化導(dǎo)致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱(chēng)為困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象將嚴(yán)重影響泵的使用壽命，因此必須予以消除。常用的方法是在泵的前、后蓋板或浮動(dòng)軸套(浮動(dòng)側(cè)板)上開(kāi)卸荷槽。在開(kāi)設(shè)卸荷糟后，容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，容積由小變大時(shí)與吸油腔相通。壓吸卸荷槽解決辦法：開(kāi)困油卸荷槽，使封閉容腔減小時(shí)與壓油腔想通；反之與吸油腔想通，消除困油現(xiàn)象。

內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開(kāi)線(xiàn)齒形和擺線(xiàn)齒形兩種，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)右圖

3.4齒輪泵3.4.2內(nèi)嚙合齒輪泵

漸開(kāi)線(xiàn)齒形泵，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊隔板，以便將吸油腔和排油腔隔開(kāi)；擺線(xiàn)齒形泵，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一個(gè)齒。內(nèi)嚙合齒輪泵中小齒輪是主動(dòng)輪。3.3葉片泵葉片泵分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵兩種，前者用作變量泵，后者為定量泵。葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、輸油均勻、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，工作壓力為6～21MPa，廣泛應(yīng)用于中低壓液壓系統(tǒng)中。1.工作原理圖3-10雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)圖3-10為雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)圖，主要零件包括傳動(dòng)軸9、轉(zhuǎn)子13、定子5、左、右配流盤(pán)2、6、葉片4和前、后泵體7、3等，由定子的內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)子的外圓和左、右配流盤(pán)組成的密閉容積如圖3-11所示被葉片分割為四部分。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)的葉片在離心力的作用下向外甩出，緊貼定子內(nèi)表面隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。定子的內(nèi)環(huán)由兩段大半徑圓弧(圓心角為β1)，兩段小半徑圓弧(圓心角為β2)和四段過(guò)渡曲線(xiàn)(范圍角為β)組成。3.3.1雙作用葉片泵雙作用葉片泵因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和兩次壓油而得名。實(shí)物圖3.3葉片泵3.限壓式變量葉片泵的變量原理圖3-15限壓式變量泵的結(jié)構(gòu)圖3-15為限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)圖,圖3-16ａ為其簡(jiǎn)化原理圖(見(jiàn)下頁(yè))。如圖所示，在定子的左側(cè)作用有一彈簧2(剛度為K，預(yù)壓縮量為x0)，右側(cè)有一控制活塞1(作用面積為A)，控制活塞油室常通泵的出口壓力油p。作用在控制活塞上的液壓力F＝pA與彈簧力相比較。當(dāng)時(shí)，定子處于右極限位置，偏心距最大，即e=emax,泵輸出最大流量。若泵的出口壓力p因工作負(fù)載增大，導(dǎo)致時(shí)，定子將向偏心減小的方向移動(dòng)，位移為x。定子的位移，一方面使泵的排量(流量)減小，另一方面使左側(cè)的彈簧進(jìn)一步受壓縮，彈簧力增大為。當(dāng)液壓力與彈簧力相等時(shí)，定子平衡在某一個(gè)偏心(ｅ=emax-x)下工作，泵輸出一定的流量。泵的出口壓力越高，定子的偏心越小，泵輸出的流量越小。其壓力流量特性曲線(xiàn)如圖3-16b所示(見(jiàn)下頁(yè))。3.3葉片泵圖3-16限壓式變量泵原理當(dāng)pA＜Kx0時(shí)，e=emax,q=qmax;

當(dāng)pA=Kx0時(shí)，e=emax,q=qmax;令pc=ppc稱(chēng)為限定壓力－泵在最大流量下所能達(dá)到的最高壓力。

當(dāng)pA＞Kx0時(shí)，e↓

→q

↓;當(dāng)p=pmax時(shí)，e=0,q=0此時(shí)的壓力pmax稱(chēng)為截止壓力。

①調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘，可調(diào)節(jié)emax即qmax，使AB線(xiàn)上下平移；②K一定，調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量x0，使BC線(xiàn)左右平移；③彈簧預(yù)壓縮量x0一定，改變K，可改變BC線(xiàn)的斜率：K↑→BC變平坦。即彈簧越“軟”(K值越小),BC段越陡,pmax值越?。环粗?彈簧越“硬”(K值越大),BC段越平坦,pmax值亦越大。調(diào)節(jié)螺釘與特性曲線(xiàn)形狀位置的關(guān)系q5.2方向控制閥表5-1三位四通滑閥的中位機(jī)能

TTTT5.2方向控制閥表5-1三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）

TTTTT5.3壓力控制閥5.3.1溢流閥在液壓系統(tǒng)中，用來(lái)控制液壓油壓力和利用液壓油壓力來(lái)控制其他液壓元件動(dòng)作的閥統(tǒng)稱(chēng)為壓力控制閥。普通的壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器。

溢流閥是通過(guò)對(duì)油液的溢流，使液壓系統(tǒng)的壓力維持恒定，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓、調(diào)壓和限壓。

溢流閥的主要用途有以下兩點(diǎn)：1）調(diào)壓和穩(wěn)壓。如用在由定量泵構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。2）限壓。如用作安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時(shí)才開(kāi)啟溢流，對(duì)系統(tǒng)起過(guò)載保護(hù)作用。

溢流閥的特征是：閥與負(fù)載相并聯(lián)，溢流口接回油箱，采用進(jìn)口壓力負(fù)反饋，不工作時(shí)閥口常閉。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩類(lèi)。直動(dòng)型溢流閥圖形符號(hào)先導(dǎo)型溢流閥圖形符號(hào)5.2方向控制閥5.3壓力控制閥如上所述，可以歸納以下幾點(diǎn)：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開(kāi)啟壓力pk，進(jìn)而調(diào)節(jié)控制閥的進(jìn)口壓力p，即對(duì)應(yīng)于一定彈簧預(yù)壓縮量x0，閥的進(jìn)口壓力p基本為定值。此處彈簧稱(chēng)之為調(diào)壓彈簧。（b）如圖所示，彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體上的泄油通道直接引到溢流閥的出口，然后回油箱。若回油路有背壓，則背壓力作用在閥芯的上端，導(dǎo)致溢流閥的進(jìn)口壓力隨之增大。（c）直動(dòng)型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相比較而得名,該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。但若閥的壓力較高、流量較大，則要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這不僅使調(diào)節(jié)性能變差，而且結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。所以滑閥式直動(dòng)型溢流閥已很少采用，但其工作原理具有代表性，有利于初學(xué)者理解和掌握。5.3壓力控制閥(2)先導(dǎo)型圖5-11三級(jí)同心溢流閥

先導(dǎo)型溢流閥常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)如圖5-11所示，它們由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥：為一錐閥，實(shí)際上是一個(gè)小流量的直動(dòng)型溢流閥；主閥：為錐閥，其中圖5-11為三級(jí)同心結(jié)構(gòu)。實(shí)物圖原理示意圖5.3壓力控制閥與直動(dòng)型溢流閥相比，先導(dǎo)型溢流閥具有以下特點(diǎn)。

（a）閥的進(jìn)口控制壓力是通過(guò)先導(dǎo)閥芯和主閥閥芯兩次比較得來(lái)的，壓力值主要由先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量確定，流經(jīng)先導(dǎo)閥的流量很小，溢流流量的大部分經(jīng)主閥閥口流回油箱，主閥彈簧只在閥口關(guān)閉時(shí)起復(fù)位作用，彈簧力很小，有時(shí)又稱(chēng)其為弱彈簧。（b）因先導(dǎo)閥流量很小，一般僅占主閥額定流量的1%，約1～5L/min，因此先導(dǎo)閥閥座孔直徑d很小，即使是高壓閥，先導(dǎo)閥彈簧剛度也不大。（c）主閥芯的開(kāi)啟利用閥芯兩端壓力差，該壓力差即液流流經(jīng)阻尼孔的壓力損失。由于流經(jīng)阻尼孔的流量很小，為形成足夠開(kāi)啟閥芯的壓力差，阻尼孔一般為細(xì)長(zhǎng)小孔，如圖5-11所示的阻尼孔5的孔徑φ＝0.8～1.2mm，孔長(zhǎng)l＝8～12mm。因此阻尼孔不僅孔徑小，而且長(zhǎng)，因此工作時(shí)易堵塞，而一旦堵塞則導(dǎo)致主閥口常開(kāi)無(wú)法調(diào)壓。為此常將溢流閥阻尼孔改在閥體上，由兩個(gè)孔徑稍大，長(zhǎng)度稍短的阻尼孔串聯(lián)替代，這不僅使堵塞現(xiàn)象減少，而且阻尼螺塞易于更換調(diào)整。（d）先導(dǎo)閥前腔有一卸荷和遠(yuǎn)程調(diào)壓口。在此控制口接電磁換向閥可共同組成電磁溢流閥，接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥則可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控或多級(jí)調(diào)壓。5.3壓力控制閥2.溢流閥功用（1）過(guò)載保護(hù)5.2方向控制閥2.溢流閥功用（2）溢流穩(wěn)壓5.2方向控制閥2.溢流閥功用（3）使泵卸荷5.2方向控制閥2.溢流閥功用（4）遠(yuǎn)程調(diào)壓當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥1遙控油口K接溢流閥2，且閥1較緊，閥2較松時(shí)，閥2可在較松范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)閥1閥前壓力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或多級(jí)調(diào)壓。125.3壓力控制閥3.溢流閥的基本性能主要有：

靜態(tài)性能（1）調(diào)壓范圍（2）壓力流量特性（啟閉特性）指在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降，無(wú)壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。高壓溢流閥為改善調(diào)節(jié)性能，一般通過(guò)更換四根自由高度、內(nèi)徑相同而剛度不同的彈簧實(shí)現(xiàn)0.6～8MPa；4～16MPa；8～20MPa；16～32MPa四級(jí)調(diào)壓。在溢流閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量調(diào)定之后，溢流閥的開(kāi)啟壓力pk即已確定，閥口開(kāi)啟后溢流閥的進(jìn)口壓力隨溢流量的增加而略為升高，流量為額定值時(shí)的壓力ps最高，隨著流量減少,閥的進(jìn)口壓力降低，閥口則反向趨于關(guān)閉，閥口關(guān)閉時(shí)的壓力為pb。因摩擦力的方向不同，pk＞pb。溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能稱(chēng)為壓力流量特性或啟閉特性，如圖5-13所示。壓力流量特性的好壞用調(diào)壓偏差（ps－pk）、（ps－pb）或開(kāi)啟壓力比nk=pk/ps、閉合壓力比nb=pb/ps評(píng)價(jià)。顯然調(diào)壓偏差小好，nk、nb大好，一般先導(dǎo)型溢流閥的nk=0.9～0.95。5.3壓力控制閥圖5-13溢流閥的壓力流量特性曲線(xiàn)psPb關(guān)閉壓力(ps－pk)、(ps－pb)稱(chēng)為調(diào)壓偏差，調(diào)壓偏差越小越好；nk=

pk/ps稱(chēng)為開(kāi)啟壓力比，nb=

pb/ps稱(chēng)為閉合壓力比壓力比越大越好；5.3壓力控制閥（3）壓力損失和卸載壓力動(dòng)態(tài)性能（1）壓力超調(diào)量

當(dāng)調(diào)壓彈簧預(yù)壓縮量等于零，流經(jīng)閥的流量為額定值時(shí)，溢流閥的進(jìn)出油口壓力差稱(chēng)之為壓力損失；溢流閥的遠(yuǎn)程控制口與油箱直通，閥處在卸荷狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)額定流量下的壓力損失稱(chēng)為卸荷壓力

。這兩種工況，溢流閥進(jìn)口壓力因只需克服主閥復(fù)位彈簧力和閥口液動(dòng)力，其值很小，一般小于0.5MPa。其中“壓力損失”因主閥上腔油液流回油箱需要經(jīng)過(guò)先導(dǎo)閥，液流阻力稍大，因此，壓力損失略高于卸載壓力。

當(dāng)溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時(shí)，由于閥芯運(yùn)動(dòng)慣性、粘性摩擦以及油液壓縮性的影響，閥的進(jìn)口壓力（即閥所控制的系統(tǒng)壓力）將先迅速升高到某一峰值pmax然后逐漸衰減波動(dòng)，最后穩(wěn)定為額定（調(diào)定）壓力pS。壓力峰值與額定壓力之差Δp稱(chēng)為壓力超調(diào)量，一般限制超調(diào)量不得大于額定值的30%。圖5-14為溢流閥由零壓、零流量過(guò)渡為額定壓力、額定流量的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)。5.3壓力控制閥圖5-14溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)pspmaxΔt1為響應(yīng)時(shí)間，該值越小，溢流閥的響應(yīng)越快。Δt2為過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，該值越小，溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間越短。5.3壓力控制閥5.3.2減壓閥性能：減壓閥是一種利用液流流過(guò)縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。類(lèi)型：按調(diào)節(jié)要求不同有：（1）用于保證出口壓力為定值的定值減壓閥；（2）用于保證進(jìn)出口壓力差不變的定差減壓閥；用于保證進(jìn)出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，又簡(jiǎn)稱(chēng)為減壓閥。這里只介紹定值減壓閥。減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種不同結(jié)構(gòu)型式。先導(dǎo)閥與溢流閥的先導(dǎo)閥相似，但彈簧腔的泄漏油單獨(dú)引回油箱。而主閥部分與溢流閥不同的是：閥口常開(kāi)，在安裝位置，主閥芯在彈簧力作用下位于最下端，閥的開(kāi)口最大，不起減壓作用；引到先導(dǎo)閥前腔的是閥的出口壓力油，保證出口壓力為定值。圖形符號(hào)（直動(dòng)式）圖形符號(hào)（先導(dǎo)式）5.3壓力控制閥2.減壓閥功用3.減壓閥特點(diǎn)減壓閥用在液壓系統(tǒng)中獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路，如夾緊油路、潤(rùn)滑油路和控制油路。必須說(shuō)明的是，減壓閥的出口壓力還與出口的負(fù)載有關(guān)，若因負(fù)載建立的壓力低于調(diào)定壓力，則出口壓力由負(fù)載決定，此時(shí)減壓閥不起減壓作用。比較減壓閥與溢流閥的工作原理和結(jié)構(gòu)，可以將二者的差別歸納為以下三點(diǎn)：（l）減壓閥為出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥為進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力恒定。（2）減壓閥閥口常開(kāi)，進(jìn)出油口相通；溢流閥閥口常閉，進(jìn)出油口不通。（3）減壓閥出口壓力油去工作，壓力不等于零，先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱；溢流閥的出口直接接回油箱，因此先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。與溢流閥相同的是，減壓閥亦可以在先導(dǎo)閥的遠(yuǎn)程調(diào)壓口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控或多級(jí)調(diào)壓。5.1液壓控制閥2.根據(jù)用途不同分類(lèi)3.根據(jù)控制方式不同分類(lèi)

（1）壓力控制閥：用來(lái)控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類(lèi)，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。（2）流量控制閥：用來(lái)控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類(lèi)，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、二通比例流量閥、溢流節(jié)流閥，三通比例流量閥等。（3）方向控制閥：用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)中液流方向的閥類(lèi)，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。（1）定值或開(kāi)關(guān)控制閥：包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。（2）電液比例控制閥：包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。（3）伺服控制閥：包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。（4）數(shù)字控制閥。2.1液壓油的性質(zhì)

液壓油的體積彈性模量為：，數(shù)值很大，故對(duì)于一般液壓系統(tǒng)，可認(rèn)為油液是不可壓縮的。但是，若液壓油中混入空氣時(shí)，其可壓縮性將顯著增加，并將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能，故在液壓系統(tǒng)中盡量減少油液中的空氣含量。3.粘性

流體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，液體分子間內(nèi)聚力會(huì)阻礙分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即分子之間產(chǎn)生摩擦力，這一特性稱(chēng)為液體的粘性。粘性是液體的重要物理特性，也是選擇液壓用油的依據(jù)。粘性示意圖見(jiàn)圖2-1。其中：比例系數(shù)，動(dòng)力粘度，黏性系數(shù)。Γ為切應(yīng)力。Ff為相鄰液層的內(nèi)摩擦力。圖2-1粘性示意圖牛頓液體內(nèi)摩擦定律A為液層間的接觸面積，du/dy為液層間的速度梯度。2.1液壓油的性質(zhì)液體的粘性表示方法:液體粘性的大小用粘度來(lái)表示。常用的粘度有三種，即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。(1).動(dòng)力粘度μ：它是表征液體粘度的內(nèi)摩擦系數(shù)，單位是：(Pa?S)（帕?秒）或用(N?s/m2)（牛?秒／米2）表示。(2).運(yùn)動(dòng)粘度ν：運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有明確的物理意義。因?yàn)樵谄鋯挝恢兄挥虚L(zhǎng)度和時(shí)間的量綱，所以稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)粘度。就物理意義來(lái)說(shuō)，ν并不是一個(gè)粘度的量，但工程中常用它來(lái)標(biāo)志液體的粘度。例如，液壓油的牌號(hào)，就是這種油液在４０℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度ν（mm2/s）的平均值。如：L-AN32液壓油就是指這種液壓油在４０℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度ν的平均值為32(mm2/s)。動(dòng)力粘度μ和該液體密度ρ之比值。即：

（2-4）

它是工程實(shí)際中經(jīng)常用到的物理量。其單位：ｍ2/s，（米2/秒）。又稱(chēng)為厘斯（cSt)2.1液壓油的性質(zhì)圖2-2恩氏粘度計(jì)(3).相對(duì)粘度：相對(duì)粘度又稱(chēng)條件粘度。它是采用特定的粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)出來(lái)的液體粘度。根據(jù)測(cè)量條件的不同，各國(guó)采用的相對(duì)粘度的單位也不同。我國(guó)、德國(guó)及前蘇聯(lián)等國(guó)采用恩氏粘度（0Ｅ），美國(guó)采用國(guó)際賽氏秒（SSU），英國(guó)采用雷氏粘度（Ｒ），等等。相對(duì)粘度的測(cè)量方法可由恩氏粘度計(jì)測(cè)出，見(jiàn)圖2-2。2.1液壓油的性質(zhì)恩氏粘度用符號(hào)0Et表示:

（2-5）恩氏粘度和運(yùn)動(dòng)粘度的換算關(guān)系式為：

(m2/s)（2-6）

(4).調(diào)合油的粘度：選擇合適粘度的液壓油，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能有著十分重要的作用。有時(shí)現(xiàn)有的油液粘度不能滿(mǎn)足要求，可把兩種不同粘度的油液混合起來(lái)使用，稱(chēng)為調(diào)合油。調(diào)合油的粘度與兩種油所占的比例有關(guān)，一般可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（2-7）

式中：0E1、0E2——混合前兩種油液的粘度，取0E1>0E2；0E——混合后的調(diào)合油粘度；a、b-——參與調(diào)合的兩種油液各占的百分?jǐn)?shù)（a％＋ｂ％=100％)；c——實(shí)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)表2-１。2.1液壓油的性質(zhì)表2-1系數(shù)ｃ的數(shù)值a%102030405060708090b%908070605040302010c6.713.117.922.125.527.928.22517(5).粘度和溫度的關(guān)系溫度對(duì)油液粘度影響很大，當(dāng)油液溫度升高時(shí)，其粘度顯著下降。油液粘度的變化直接影響液壓系統(tǒng)的性能和泄漏量，因此希望粘度隨溫度的變化越小越好。不同的油液有不同的粘度溫度變化關(guān)系，這種關(guān)系叫做油液的粘溫特性。對(duì)于粘度不超過(guò)150E的液壓油，當(dāng)溫度在30～150℃范圍內(nèi)，可用下述近似公式計(jì)算溫度為t℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度

（2-8）式中：vt、v50——分別表示溫度為t℃或50℃時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度（10-6ｍ2／s）；n——與油液粘度有關(guān)的特性指數(shù)，見(jiàn)下頁(yè)的表2-2。2.1液壓油的性質(zhì)(6).粘度與壓力的關(guān)系壓力對(duì)油液的粘度也有一定的影響。壓力愈高，分子間的距離愈小，因此粘度變大。不同的油液有不同的粘度壓力變化關(guān)系。這種關(guān)系叫油液的粘壓特性。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)液壓系統(tǒng)中使用的礦物油壓力在０～500×106Pa的范圍內(nèi)時(shí)，可按下式計(jì)算油的粘度：

（2-9）

在液壓系統(tǒng)中，若系統(tǒng)的壓力不高，壓力對(duì)粘度的影響較小，一般可忽略不計(jì)。當(dāng)壓力較高或壓力變化較大時(shí)，則壓力對(duì)粘度的影響必須考慮。4.其它特性液壓油還有其它一些物理化學(xué)性質(zhì)，如抗燃性、抗氧化性、抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤(rùn)滑性、導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性以及相容性（主要指對(duì)密封材料、軟管等不侵蝕、不溶脹的性質(zhì)）等，這些性質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能有重要影響。對(duì)于不同品種的液壓油，這些性質(zhì)的指標(biāo)是不同的，具體應(yīng)用時(shí)可查油類(lèi)產(chǎn)品手冊(cè)。（二）容積調(diào)速回路

通過(guò)改變變量泵的輸出流量或改變變量馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度調(diào)節(jié)。1、變量泵－定量執(zhí)行元件組成的容積調(diào)速回路安全閥開(kāi)式回路閉式回路P1P2開(kāi)式回路液壓泵從油箱吸油，液壓執(zhí)行元件的回油直接回油箱，這種回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油液在油箱中能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進(jìn)入回路。閉式回路中執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連，這種回路結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補(bǔ)油箱，空氣與臟物不易進(jìn)入回路，但油液的冷卻條件差，需附設(shè)輔助泵補(bǔ)油、冷卻和換油。補(bǔ)油泵的流量一般為主泵流量的10%～15%，壓力通常為0.3～1.0MPa左右。

溢流閥起安全作用，防止系統(tǒng)過(guò)載。溢流閥調(diào)節(jié)補(bǔ)油泵的補(bǔ)油壓力。速度特性分析：液壓缸：液壓馬達(dá)：改變Vp，即可改變缸的運(yùn)動(dòng)速度v.改變Vp，即可改變nM.qPVMnM安全閥qPvA2、定量泵－變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路qPnMVMTMp1p2液壓馬達(dá)：改變VM，即可改變nM.3、變量泵－變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路屬上述二者的組合，可滿(mǎn)足低速時(shí)有大轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)有大功率。qPnMVMTMp1p24、容積調(diào)速回路特點(diǎn)①

無(wú)節(jié)流損失和溢流損失，回路效率高，系統(tǒng)發(fā)熱小。速度穩(wěn)定性好，但隨著負(fù)載增加，容積效率降低，導(dǎo)致低速時(shí)速度穩(wěn)定性比采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路差。泵和馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜