减压阀的工作原理及结构，与先导式溢流阀的比较

在一个液压系统中，有时一台泵需要向多个执行元件供油，而各执行元件所需的工作压力不尽相同。若某个执行元件所需的工作压力较液压泵的供油压力低时，可在该分支油路中串联一个减压阀，所需压力大小可用减压阀来调节。

减压阀是一种利用油液流过缝隙产生压降的原理，使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的压力控制阀。根据结构不同，减压阀也可以分为直动式和先导式两种。减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中应用较多。此外，当油液压力不稳定时，在回路中串入减压阀可得到一个稍低于主油压的稳定的压力。根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀3种。

1.定值减压阀

定值减压阀使液压系统中某一支路的压力低于系统压力且保持压力恒定。

1）工作原理及典型结构

图4.3.12所示为直动式定值减压阀的工作原理图和图形符号。P1口是进油口，P2口是出油口，阀不工作时，阀芯在弹簧作用下处于最下端位置，阀的进、出油口是相通的，亦即阀是常开的。若出口压力增大，使作用在阀芯下端的液压力大于弹簧力时，阀芯上移，关小阀口X，这时阀处于工作状态。若忽略其他阻力，仅考虑作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的条件，则可以认为出口压力基本上维持在某一定值上。如出口压力减小，阀芯就下移，开大阀口X，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升到调定值；反之，若出口压力增大，则阀芯上移，关小阀口X，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值。

图4.3.12　直动式定值减压阀工作原理图及图形符号

图4.3.13所示为先导式定值减压阀的结构图和图形符号，可仿照前述先导式溢流阀的工作原理来推演，这里不再赘述。先导式定值减压阀也是由先导阀和主阀组成，只不过主阀是减压阀，而其先导阀与先导式溢流阀的先导阀相同。由于减压阀的出口不是接油箱，所以，需要有专门的管路将泄油腔2接回油箱。

图4.3.13　先导式定值减压阀

（a）结构图；（b）图形符号

2）先导式减压阀与先导式溢流阀的比较

将先导式减压阀和先导式溢流阀进行比较，它们之间有如下几点不同之处：

（1）减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。

（2）在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进、出油口不通。

（3）为保证减压阀出口压力调定值恒定，它的导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口通常是接油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。

2.定差减压阀

定差减压阀是使进、出油口之间的压力差为一个定值的减压阀，其工作原理如图4.3.14所示。

图4.3.14　定差减压阀

（a）工作原理图；（b）图形符号

高压油（压力为p1）经节流口减压后以低压p2流出，同时低压油经阀芯中心孔将压力作用在阀芯上腔，则其进、出油液压力在阀芯有效作用面积上的压力差与弹簧力相平衡。阀进出口压力差为(www.xing528.com)

式中，D，d——阀芯大端外径和小端外径；

ks——弹簧刚度；

x0，x——弹簧预压缩量和阀芯开口量。

由式（4.3.5）可知，只要尽量减小弹簧刚度ks，并使x≪x0，就可使压力差Δp近似地保持为定值。

定差减压阀主要用来和其他阀组成复合阀，如定差减压阀和节流阀串联可以组成调速阀。

3.定比减压阀

定比减压阀能使进、出油口压力的比值保持恒定其工作原理如图4.3.15所示。在稳态时，忽略阀芯所受的稳态液动力、摩擦力和阀芯的自重，可得到阀芯受力平衡方程为

式中，k——弹簧刚度；

x0，x——弹簧的预压缩量及阀的开口量。

图4.3.15　定比减压阀

（a）工作原理图；（b）图形符号

若忽略弹簧力（刚度较小），则有减压比

由式（4.3.7）可知，选择阀芯的作用面积A1和A2，便可得到所要求的压力比，且比值近似恒定。

减压阀的主要性能指标包括调压范围、压力稳定性、压力偏差、外泄漏、反向压力损失和动作可靠性等。

4.减压阀的应用

减压阀主要用于由同一液压源供油，而需要不同工作压力的多回路系统中，如图4.3.16（a）所示。图4.3.16（b）为用先导式减压阀实现的二级减压回路。

要使减压阀稳定工作，其最低调定压力应不小于0.5 MPa，最高调定压力应至少比系统压力低0.5 MPa。由于减压阀工作时存在阀口的压力损失和泄漏造成的容积损失，故这种回路不宜用在压力降和流量较大的场合。

图4.3.16　减压阀的应用

1—溢流阀；2—减压阀；3—单向阀；4—远程调压阀