如何选择减压阀及其特性分析

减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。其作用是用低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。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，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的较低的压力。根据减压阀所控制的压力不同，可分为定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀。

1）定值输出减压阀

（1）工作原理

如图5.32所示为直动式减压阀的结构示意图和图形符号。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，阀的进油口、出油口是相通的，即阀是常开的。若出口压力增大，使作用在阀芯下端的压力大于弹簧力时，阀芯上移，关小阀口，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，则可认为出口压力基本上维持在某一定值——调定值上。这时，如出口压力减小，阀芯就下移，开大阀口，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，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值。

如图5.33所示为先导式减压阀的结构图和图形符号。可仿前述先导式溢流阀来推演，这里不再赘述。

图5.32　直动式减压阀

图5.33　先导式减压阀

先导式减压阀

将先导式减压阀和先导式溢流阀进行比较，它们之间有以下不同之处：

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；而溢流阀的出油口是通油箱的，故它的导阀的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）工作特性

理想的减压阀在进口压力、流量发生变化或出口负载增加，其出口压力p2总是恒定不变。但实际上，p2是随p1，q的变化，或负载的增大而有所变化。由图5.32可知，当忽略阀芯的自重和摩擦力，当稳态液动力为Fbs时，阀芯上的力平衡方程为

式中　Ks——弹簧刚度；

　　　xc——当阀芯开口xR=0时，弹簧的预压缩量；

其余符号如图5.32所示。

因此，有

若忽略液动力Fbs，且xR≤xc时，则(www.xing528.com)

这就是减压阀出口压力可基本上保持定值的原因。

减压阀的p2-q特性曲线如图5.34所示。当减压阀进油口压力p1基本恒定时，若通过的流量q增加，则阀口缝隙xR加大，出口压力p2略微下降。在如图5.33所示的先导式减压阀中，出油口压力的压力调整值越低，它受流量变化的影响就越大。当减压阀的出油口不输出油液时，它的出口压力基本上仍能保持恒定，此时有少量的油液通过减压阀阀口经先导阀和泄油口流回油箱，保持该阀处于工作状态，如图5.34所示。

2）定差减压阀

定差减压阀是使进油口、出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。其工作原理如图5.35所示。高压油p1经节流口xR减压后以低压p2流出。同时，低压油经阀芯中心孔将压力传至阀芯上腔，则其进油、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，则

式中　xc——当阀芯开口xR=0时，弹簧（其弹簧刚度为ks）的预压缩量；

其余符号如图5.35所示。

图5.34　减压阀的特性曲线

图5.35　定差减压阀

由式（5.13）可知，只要尽量减小弹簧刚度ks和阀口开度xR，就可使压力差Δp近似地保持为定值。

3）定比减压阀

定比减压阀能使进油口、出油口压力的比值维持恒定。如图5.36所示为其工作原理。阀芯在稳态时，忽略稳态液动力、阀芯的自重和摩擦力，可得到力平衡方程为

式中　ks——阀芯下端弹簧刚度；

　　　xc——阀口开度为xR=0时，弹簧的预压缩量；

其他符号如图5.36所示。

图5.36　定比减压阀

若忽略弹簧力（刚度较小），则（减压比）

由式（5.15）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。