分流集流阀的使用及优势

分流集流阀也称速度同步阀，是液压阀中分流阀、集流阀、单向分流阀、单向集流阀及比例分流阀的总称。它主要应用于双缸及多缸同步控制液压系统中。通常实现同步运动的方法很多。采用分流集流阀-同步阀的同步控制液压系统具有结构简单、成本低、制造容易、可靠性强等优点，在液压系统中得到广泛应用。分流集流阀的同步是速度同步，当两油缸或多个油缸分别承受不同的负载时，分流集流阀仍能保证其同步运动。分流集流阀的图形符号如图5.9所示。

1）分流阀

分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量（等量分流），或按一定比例向两个执行元件供应流量（比例分流），以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。

如图5.10所示为等量分流阀的结构原理图。它可看成由两个串联减压式流量控制阀结合为一体构成的。该阀采用“流量-压差-力”负反馈，用两个面积相等的固定节流孔1，2作为流量一次传感器，作用是将两路负载流量Q1，Q2分别转化为对应的压差值Δp1和Δp2。代表两路负载流量Q1和Q2大小的压差值Δp1和Δp2同时反馈到公共的减压阀阀芯6上，相互比较后驱动减压阀芯来调节Q1和Q2的大小，使之趋于相等。

图5.9　分流集流阀图形符号

图5.10　分流阀的工作原理

1，2—固定节流孔；3，4—减压阀的可变节流口；5—阀体；6—减压阀阀芯；7—弹簧

工作时，设阀的进口油液压力为p0，流量为Q0，进入阀后分两路分别通过两个面积相等的固定节流孔1，2，分别进入减压阀芯环形槽a和b，然后由两减压阀口（可变节流口）3，4经出油口Ⅰ和Ⅱ通往两个执行元件，两执行元件的负载流量分别为Q1，Q2，负载压力分别为p3，p4。如果两执行元件的负载相等，则分流阀的出口压力p3=p4，因为阀中两支流道的尺寸完全对称，所以输出流量也对称，Q1=Q2=Q0/2，且p1=p2。当由于负载不对称而出现p3≠p4，且设p3>p4时，Q1必定小于Q2，导致固定节流孔1，2的压差Δp1<Δp2，p1>p2，此压差反馈至减压阀阀芯6的两端后使阀芯在不对称液压力的作用下左移，使可变节流口3增大，节流口4减小，从而使Q1增大，Q2减小，直到Q1≈Q2为止，阀芯才在一个新的平衡位置上稳定下来，即输往两个执行元件的流量相等，当两执行元件尺寸完全相同时，运动速度将同步。

2）集流阀

图5.11　等量集流阀的工作原理

集流阀的作用是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。

如图5.11所示为等量集流阀的工作原理。它与分流阀的反馈方式基本相同，不同之处如下：

①集流阀装在两执行元件的回油路上，将两路负载的回油流量汇集在一起回油。

②分流阀的两流量传感器共进口压力p0，流量传感器的通过流量Q1（或Q2）越大，其出口压力p1（或p2）反而越低；集流阀的两流量传感器共出口，流量传感器的通过流量Q1（或Q2）越大，其进口压力p1（或p2）则越高。因此，集流阀的压力反馈方向正好与分流阀相反。

③集流阀只能保证执行元件回油时同步。(www.xing528.com)

3）分流集流阀

分流集流阀又称同步阀，同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执行元件进油、回油时均能同步。

图5.12　分流集流阀结构原理图

1，2—固定节流孔；3，4—可变节流口；5，6—阀芯

如图5.12所示为挂钩式分流集流阀的结构原理图。分流时，因p0>p1（或p0>p2），此压力差将两挂钩阀芯1，2推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯1，2的内棱边和阀套5，6的外棱边组成；集流时，因p0<p1（或p0<p2），此压力差将挂钩阀芯1，2合拢，处于集流工况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯1，2的外棱边和阀套5，6的内棱边组成。

4）使用中常见的故障及其排除

分流集流阀主要常见的故障是同步失灵，同步误差大，以及执行元件运动终点动作异常等。

（1）同步失灵

所谓同步失灵，是指几个执行元件不同时运动。产生同步失灵现象的主要原因是阀芯或换向活塞径向卡住。分流-集流阀为了减少泄漏量对速度同步精度的影响，一般阀芯和阀体及换向活塞和阀芯之间的配合间隙均较小，故在系统油液污染或油温过高时，阀芯或换向活塞容易发生径向卡住。因此，在使用时，应注意油液的清洁度和油液的温度。当发现阀芯或换向活塞径向卡住后，应及时清洗，以保证阀芯或换向活塞的动作灵活性。

（2）同步误差大

产生速度同步误差大的主要原因是阀芯轴向卡紧，使用流量过低和进出油腔压差过小等。

阀芯径向卡紧后运动阻力就增加，因而推动阀芯以达到自动补偿的a，b两室的油液压差就需大，从而左右两侧定节流孔前后油液压差的差值也就大。从小孔流量公式可知，流经A，B腔的流量差也就越大，故速度同步误差也就大。发生阀芯轴向卡紧的原因和排除方法与同步失灵的情况相同。

当通过分流-集流阀的流量过低，或进出油腔压差过低时，都会使两侧定节流孔的前后油液压差降低。从定节流孔前后油液压差对速度同步精度的影响来看，定节流孔前后油液压差小，同步精度就差，故通过分流-集流阀的流量过低，或进出油腔压差过低，都会引起速度同步误差增大的现象。分流-集流阀的使用流量，一般应不低于公称流量的25%，进出油腔压差应不低于8 kg/cm2。

（3）执行元件运动终点动作异常

采用分流-集流阀作同步元件的同步系统，有时会发现一个执行元件运动到终点，而另一执行元件停止运动的现象，这是由阀芯上常通小孔堵塞所引起的。如右侧常通小孔堵塞，当左侧执行元件运动到达终点时，a室油液压力即升高，使阀芯向右侧移动，引起右侧变节流孔关闭。此时，右侧变节流孔关闭，常通小孔又堵塞，故B腔就没有流量，使右侧执行元件停止运动。当发现执行元件运动终点动作异常后，应及时清洗，保持常通小孔畅通。

分流-集流阀在制造中，为了保证左右两圈结构尺寸相等，在目前的工艺水平下，左右两侧零件的装配，一般多采用选配的形式。因此，在清洗维修后，各零件要按原部位装配，否则将影响同步精度。