淺談溢流閥的工作原理及用途

襄陽汽車職業技術學院 胡云林

1 溢流閥的結構和工作原理

直動式溢流閥是依靠系統中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動作，圖1（a）所示是一種低壓直動式溢流閥結構圖，P是進油口，T是回油口，進口壓力油經閥芯3中間的阻尼孔作用在閥芯的底部端面上，當進油壓力較小時，閥芯在彈簧2的作用下處于下端位置，將P和T兩油口隔開。當油壓力升高，在閥芯下端所產生的作用力超過彈簧的壓緊力F。此時，閥芯上升，閥口被打開，將多余的油液排回油箱。閥芯上的阻尼孔用來對閥芯的動作產生阻尼，以提高閥的工作平衡性。調整螺帽1可以改變彈簧的壓緊力，這樣也就調整了溢流閥進口處的油液壓力p。

溢流閥是利用被控壓力作為信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統的溢流量來達到定壓目的的。當系統壓力升高時，閥芯上升，閥口通流面積增加，溢流量增大，進而使系統壓力下降。溢流閥內部通過閥芯的平衡和運動構成的這種負反饋作用是其定壓作用的基本原理，也是所有定壓閥的基本工作原理。彈簧力的大小與控制壓力成正比，因此如果提高被控壓力，一方面可用減小閥芯的面積來達到；另一方面則需增大彈簧力，因受結構限制，需采用大剛度的彈簧。這樣，在閥芯相同位移的情況下，彈簧力變化較大，因而該閥的定壓精度就低。所以，這種低壓直動式溢流閥一般用于壓力小于2.5MPa的小流量場合。由圖還可以看出，在常位狀態下，溢流閥進、出油口之間是不相通的，而且作用在閥芯上的油液壓力是由進口油液壓力產生的，經溢流閥芯的泄漏油液經內泄漏通道進入回油口。圖1（b）所示為直動式溢流閥的職能符號。

直動式溢流閥采取適當的措施也可用于高壓大流量。圖2為錐閥式結構的局部放大圖，在錐閥的下部有一阻尼活塞3，活塞的側面銑扁，以便將壓力油引到活塞底部，該活塞除了能增加運動阻尼以提高閥的工作穩定性外，還可以使錐閥導向而在開啟后不會傾斜。此外，錐閥上部有一個偏流盤1，盤上的環形槽用來改變液流方向，一方面以補償錐閥2的液動力；另一方面由于液流方向的改變，產生一個與彈簧力相反方向的射流力，當通過溢流閥的流量增加時，雖然因錐閥閥口增大引起彈簧力增加，但由于與彈簧力方向相反的射流力同時增加，結果抵消了彈簧力的增量，有利于提高閥的通流流量和工作壓力。

2 溢流閥的用途

（1）定壓。在液壓系統中維持定壓是溢流閥的主要用途。它常用于節流調速系統中，與流量控制閥配合使用，調節進入系統的流量，并保持系統的壓力基本恒定。如圖3（a）所示，溢流閥2并聯于系統中，進入液壓缸4的流量由節流閥3調節。由于定量泵1的流量大于液壓缸4所需的流量，油壓升高，將溢流閥2打開，多余的油液經溢流閥2流回油箱。因此，泵在這里的功用就是在不斷的溢流過程中保持系統壓力基本不變。

（2）過載保護。用于過載保護的溢流閥一般稱為安全閥。如圖3（b）所示的變量泵調速系統。在正常工作時，安全閥2關閉，不溢流，只有在系統發生故障，壓力升至安全閥的調整值時，閥口才打開，使變量泵排出的油液經溢流閥2流回油箱，以保證液壓系統的安全。

3 液壓系統對溢流閥的性能要求

（1）定壓精度高。

圖2 直動式錐型溢流閥

（2）靈敏度要高。如圖3（a）所示，當液壓缸4突然停止運動時，溢流閥2要迅速開大。否則，定量泵1輸出的油液將因不能及時排出而使系統壓力突然升高，并超過溢流閥的調定壓力，稱動態壓力超調。

（3）工作要平穩，且無振動和噪聲。

（4）當閥關閉時，密封要好，泄漏要小。

對于經常開啟的溢流閥，主要要求前3項性能；而對于安全閥，則主要要求第二和第四兩項性能。其實，溢流閥和安全閥都是同一結構的閥，只不過是在不同要求時有不同的作用而已。

圖3 溢流閥回路