性能特点
这里所说的性能特点,是指溢流阀在溢流同时的定压、稳压能力。由溢流阀的工作原理可知,溢流阀是通过改变阀口开度,即改变过流量来调整入口压力、并使之基本上(不是绝对)稳定在初始调定值上的。这就是说,溢流阀的流量发生变化时,其入口的压力值也随之变化(波动)。如流量的变化引起入口压力的变化越小,则溢流阀的定压能力越强,定压精度越高,性能(静态性能)越好。反之亦然。
图D为溢流阀的流量一压力静特性曲线,即入口压力和流量的关系曲线。
图中pK1是直动式溢流阀的开启压力。当阀入口压力小于pK1时,阀处于关闭状态,其过流量为零;当阀入口压力大于pK1时,阀打开、溢流,直动式溢流阀便处于工作状态(溢流的同时定压)。图中p′K2是先导式溢流阀的导阀开启压力,曲线上的拐点m所对应的压力pK2是其主阀的开启压力。当压力小于pK2时,导阀关闭,阀的流量为零;当压力大于p'K2时,导阀打开,此时通过阀的流量只是先导阀的泄漏量,故很小,曲线上p'K2m段即为导阀的工作段;当阀入口压力大于pK2时,主阀打开,开始溢流,先导式溢流阀便进入工作状态。在工作状态下,无论是直动式还是先导式溢流阀,其溢流量都随入口压力增加而增加。当压力增加到pn时,阀芯上升到最高位置,阀口最大,通过溢流阀的流量也最大——为其额定流量值Qn,这时入口的压力叫做溢流阀的调定压力或全流压力。
结合上面的特性曲线,可以从以下几个方面来比较直动式溢流阀和先导式溢流阀的性能特点。
(1)定压精度 如图D所示,曲线mn段的斜率大于曲线pK1n段,所以当流量发生相同变化(或单位变化)△Q时,引起压力的变化△p'1>△p''1,即直动式溢流阀入口压力的波动量大于先导式溢流阀。亦即先导式溢流阀的定压性能、定压精度好于直动式。这是由于先导式溢流阀的弹簧8的作用只是使主阀芯复位(只要能克服阀芯的摩擦力就可以了),因此弹簧8可以选用刚度较小的弹簧,当溢流量变化引起主阀芯9的位置变化时,弹簧力的变化较小,使进口压力比较稳定。
溢流阀的定压精度常用调压偏差和开启比来衡量。所谓调压偏差是指调定压力pn与开启压力pK的差值。其值越小,阀的定压精度越高。但因调压偏差只能说明溢流阀工作压力的绝对变化量,对不同调压级别的溢流阀还不足以说明其定压精度。因此,进一步用开启比来衡量定压精度,所谓开启比就是指开启压力pK与调定压力pn之比即pK/pn。其值越大越好。
(2)启闭特性(黏滞特性) 启闭特性指溢流阀在稳定情况下从开启到闭合的过程中,被控压力和通过溢流阀的溢流量之间的关系。它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标,一般用溢流阀处于额定流量、调定压力ps时,开始溢流的开启压力pK和停止溢流的闭合压力pB分别与ps的百分比来衡量。前者称开启比,后者称闭合比。显然上述两个百分比越大,开启压力和闭合压力越接近调定压力,溢流阀的启闭特性就越好,一般规定开启比应不小于90%,闭合比应不小于85%。直动式和先导式溢流阀的启闭特性曲线如图E所示。
(3)快速性和稳定性 直动式溢流阀在阀芯抬起、动作后就对入口压力起控加工用,而先导式溢流阀却要在导阀和主阀都动作后才起控加工用。另外,直动式溢流阀弹簧刚度大。因此,直动式溢流阀反应灵敏、动作快,但稳定性不如先导式溢流阀。
(4)卸荷压力 卸荷压力是指把先导式溢流阀的遥控口接通油箱,使泵的额定流量全部通过溢流阀流回油箱时,阀的进油腔压力与出油腔压力之差值。该值与通道阻力和主阀弹簧预紧力有关。对直动式溢流阀则不存在卸荷压力。
(5)直动式溢流阀 结构简单、成本低;先导式溢流阀结构较复杂、成本较高。
(6)适用场合 直动式溢流阀随着工作压力和流量的提高,其调压弹簧的刚度要加得很大,这不仅使阀的调整费力,也使溢流量变化时阀的调定压力波动较大,所以直动式溢流阀适用于低压小流量场合。而对于先导式溢流阀而言,其先导阀部分的结构尺寸一般都很小,调压弹簧的刚度不必太大,因此调整轻便。同时工作压力和流量的提高对调压弹簧的影响不大,故先导式溢流阀适用于高压大流量系统。