节流阀：单向节流阀结构、图形符号和特性曲线

节流阀是一种最简单又最基本的流量阀，有普通节流阀、单向节流阀等多种类型。

1.结构及工作原理

1）普通节流阀

图4.4.1是一种普通节流阀的结构图和图形符号。当油液从P1口流入后，必须通过由阀芯2和阀体3形成的节流口才能从出口P2流出。转动调节手把，就可以调节节流口的大小，从而控制通过阀的流量的大小。

2）单向节流阀

图4.4.2所示为单向节流阀结构图和图形符号。当压力油从油口P1进入，经阀芯上的三角槽节流口，然后从油口P2流出，这时起节流阀的作用。旋转螺母3即可改变阀芯的轴向位置，从而使通流面积相应地变化。当压力油从油口P2进入时，在压力油作用下，阀芯克服软弹簧的作用力下移，油液直接从油口P1流出，这时起单向阀的作用。

图4.4.1　普通节流阀

1—弹簧；2—阀芯；3—阀体；4—推杆；5—调节手把

图4.4.2　单向节流阀

（a）结构图；（b）图形符号
1—阀体；2—阀芯；3—螺母；4—顶杆；5—弹簧；6，7—油口

2.节流阀的流量特性

节流阀的流量特性取决于节流口的结构形式。根据流体力学有关孔口流量计算公式，考虑到实际阀中的节流口既不是薄壁孔，也不是细长孔，故其流量特性可以通过节流口的流量q与其前后压差Δp的关系表示：

式中，A——节流口通流面积；

Δp——节流口前后的压差；(www.xing528.com)

K——由节流口形状、液体流态、油液性质等因素决定的系数，具体数值可由试验得出；

m——由节流口形状决定的指数，对于薄壁小孔，m=0.5，对于细长小孔，m=1，介于两者之间的节流口，0.5＜m＜1。

三种节流口的流量特性曲线如图4.4.3所示。

图4.4.3　节流阀特性曲线

节流阀依靠改变节流口的大小来调节通过阀口的流量。当节流的过流断面面积调定后，常要求通过节流孔截面的流量q能保持稳定不变，使执行机构获得稳定的速度。实际上，由式（4.4.1）可知，节流口的流量是否稳定，与节流口前后的压差、油液温度以及节流口结构形状等因素密切相关。

1）压差Δp对流量的影响

当节流阀两端压差Δp变化时，通过它的流量也要发生变化。在三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受压差改变的影响最小，故节流口宜制成薄壁小孔形式。

2）温度对流量的影响

油温的变化会引起油液黏度的变化。对于细长孔，油温变化时，流量也随之改变。对于薄壁小孔，黏度对流量几乎没有影响，流量只受液体密度的影响。

3）节流口堵塞对最小稳定流量的影响

节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等胶状颗粒而局部堵塞，这就改变了原来节流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其当开口较小时，这一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象。因此，节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素，尤其会影响流量阀的最小稳定流量，该值越小表示稳定性越好。同时，油液的通过性与节流口的截面形状有关。实践表明，节流通道越短和水力半径越大，越不容易堵塞。当然，油液的清洁程度对堵塞也有影响。一般流量控制阀的最小稳定流量为0.05 L/min。

综上所述，为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。通过节流口的油液应严格过滤并适当选择节流阀前后的压力差。压差过大，能量损失大且油液易发热；压差过小，压差变化对流量的影响会变大。推荐采用压力差Δp=0.2～0.3 MPa。

节流阀是最简单的流量阀。因此，该阀没有压力和温度补偿装置，不能补偿由于负载和油液黏度变化所造成的流量不稳定，一般只能用于负载变化不大和对速度稳定性要求不高的场合。