溢流阀（液压压力控制阀）

溢流阀

液压压力控制阀

溢流阀，一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。液压装置中容易产生噪声的元件一般认为是泵和阀，阀中又以溢流阀和电磁换向阀等为主。产生噪声的因素很多。溢流阀的噪声有流速声和机械声二种。流速声中主要由油液振动、空穴以及液压冲击等原因产生的噪声。机械声中主要由阀中零件的撞击和磨擦等原因产生的噪声。

基本概述

溢流阀是一种液压压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流作用，稳压，系统卸荷和安全保护作用。溢流阀在装配或使用中，由于O形密封圈、组合密封圈的损坏，或者安装螺钉、管接头的松动，都可能造成不应有的外泄漏。如果锥阀或主阀芯磨损过大，或者密封面接触不良，还将造成内泄漏过大，甚至影响正常工作。

定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。

安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。

主要作用

实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）。

溢流阀一般有两种结构：1、直动型溢流阀。2、先导型溢流阀

用途

压力阀的共同点：都是靠作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来进行工作的。根据并联溢流式压力负反馈原理设计而成的液压阀称为溢流阀。

溢流阀的用途：

（1）起安全阀作用

（2）起溢流阀作用

性能要求

（1）定压精度高（2）灵敏度高（3）工作平稳，无振动和噪声（4）阀关闭时，密封性好，泄漏要小

两种类型

根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。直动型溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。根据阀口和测压面结构形式不同，形成三种基本结构。无论何种结构，直动型溢流阀均是由调压弹簧和调压手柄、溢流口、测压面三部分构成。直动型溢流阀与先导型溢流阀的比较：直动型溢流阀：结构简单，灵敏度高，但压力受溢流量的变化影响较大，调压偏差大，不适于在高压、大流量下工作，常作安全阀或用于调压精度不高的场合。

先导型溢流阀：主阀弹簧主要用于克服阀芯的摩擦力，弹簧刚度小。当溢流量变化引起主阀弹簧压缩量变化时，弹簧力变化较小，因此阀进口压力变化也较小。调压精度高，广泛应用于高压、大流量系统。溢流阀的阀芯在移动过程中要受到摩擦力的作用，阀口开大和关小时的摩擦力方向刚好相反，使溢流阀开启时的特性与关闭时的特性产生差异。

注意事项

噪声和振动

液压装置中容易产生噪声的元件一般认为是泵和阀，阀中又以溢流阀和电磁换向阀等为主。产生噪声的因素很多。溢流阀的噪声有流速声和机械声二种。流速声中主要由油液振动、空穴以及液压冲击等原因产生的噪声。机械声中主要由阀中零件的撞击和磨擦等原因产生的噪声。

（1）压力不均匀引起的噪声

先导型溢流阀的导阀部分是一个易振部位如图3所示。在高压情况下溢流时，导阀的轴向开口很小，仅0.003～0.006厘米。过流面积很小，流速很高，可达200米/秒，易引起压力分布不均匀，使锥阀径向力不平衡而产生振动。另外锥阀和锥阀座加工时产生的椭圆度、导阀口的脏物粘住及调压弹簧变形等，也会引起锥阀的振动。所以一般认为导阀是发生噪声的振源部位。由于有弹性元件（弹簧）和运动质量（锥阀）的存在，构成了一个产生振荡的条件，而导阀前腔又起了一个共振腔的作用，所以锥阀发生振动后易引起整个阀的共振而发出噪声，发生噪声时一般多伴随有剧烈的压力跳动。

（2）空穴产生的噪声

当由于各种原因，空气被吸入油液中，或者在油液压力低于大气压时，溶解在油液中的部分空气就会析出形成气泡，这些气泡在低压区时体积较大，当随油液流到高压区时，受到压缩，体积突然变小或气泡消失；反之，如在高压区时体积本来较小，而当流到低压区时，体积突然增大，油中气泡体积这种急速改变的现象。气泡体积的突然改变会产生噪声，又由于这一过程发生在瞬间，将引起局部液压冲击而产生振动。先导型溢流阀的导阀口和主阀口，油液流速和压力的变化很大，很容易出现空穴现象，由此而产生噪声和振动。

（3）液压冲击产生的噪声

先导型溢流阀在卸荷时，会因液压回路的压力急骤下降而发生压力冲击噪声。愈是高压大容量的工作条件，这种冲击噪声愈大，这是由于溢流阀的卸荷时间很短而产生液压冲击所致在卸荷时，由于油流速急剧变化，引起压力突变，造成压力波的冲击。压力波是一个小的冲击波，本身产生的噪声很小，但随油液传到系统中，如果同任何一个机械零件发生共振，就可能加大振动和增强噪声。所以在发生液压冲击噪声时，一般多伴有系统振动。

（4）机械噪声

先导型溢流阀发出的机械噪声，一般来自零件的撞击和由于加工误差等产生的零件磨擦。在先导型溢流阀发出的噪声中，有时会有机械性的高频振动声，一般称它为自激振动声。这是主阀和导阀因高频振动而发生的声音。它的发生率与回油管道的配置、流量、压力、（粘度）等因素有关。一般情况下，管道口径小、流量少、压力高、油液粘度低，自激振动发生率就高。

预防措施

一般是在导阀部分加置消振元件。

消振套一般固定在导阀前腔，即共振腔内，不能自由活动。

在消振套上都设有各种阻尼孔，以增加阻尼来消除震动。另外，由于共振腔中增加了零件，使共振腔的容积减小，油液在负压时刚度增加，根据刚度大的元件不易发生共振的原理，就能减少发生共振的可能性。

消振垫一般与共振腔活动配合，能自由运动。消振垫正反面都有一条节流槽，油液在流动时能产生阻尼作用，以改变原来的流动情况。由于消振垫的加入，增加了一个振动元件，扰乱了原来的共振频率。共振腔增加了消振垫，同样减少了容积，增加了油液受压时的刚度，以减少发生共振的可能性。

在消振螺堵上设有蓄气小孔和节流边，蓄气小孔中因留有空气，空气在受压时压缩，压缩空气具有吸振作用，相当于一个微型吸振器。小孔中空气压缩时，油液充入，膨胀时，油液压出，这样就增加了一个附加流动，以改变原来的流动情况。故也能减小或消除噪声和振动。

另外，如果溢流阀本身的装配或使用权用不当，也都会造成振动，产生噪声。如三节同心式溢流阀，装配时三节同心配合不当，使用时流量过大或过小，锥阀的不正常磨损等。在这种情况下，应认真检查调整，或更换零件。

调压失灵的原因

溢流阀在使用中有时会出现调压失灵现象。先导型溢流阀调压失灵现象有二种情况：

一种是调节调压手轮建立不起压力，或压力达不到额定数值；另一种调节手轮压力不下降，甚至不断升压。出现调压失灵，除阀芯因种种原因造成径向卡紧外，

还有下列一些原因：

第一是主阀体（2）阻尼器堵塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就失去对主阀压力的调节作用。因主阀上腔无油压力，弹簧力又很小，所以主阀变成了一个弹簧力很小的直动型溢流阀，在进油腔压力很低的情况下，主阀就打开溢流，系统就建立不起压力。压力达不到额定值的原因，是调压弹簧变形或选用错误，调压弹簧压缩行程不够，阀的内泄漏过大，或导阀部分锥阀过度磨损等。

第二是阻尼器（3）堵塞，油压传递不到锥阀上，导阀就失去了支主阀压力的调节作用。阻尼器（小孔）堵塞后，在任何压力下锥阀都不会打开溢流油液，阀内始终无油液流动，主阀上下腔压力一直相等，由于主阀芯上端环形承压面积大于下端环形承压面积，所以主阀也始终关闭，不会溢流，主阀压力随负载增加而上升。当执行机构停止工作时，系统压力就会无限升高。除这些原因以外，尚需检查外控口是否堵住，锥阀安装是否良好等。

其它故障

溢流阀在装配或使用中，由于O形密封圈、组合密封圈的损坏，或者安装螺钉、管接头的松动，都可能造成不应有的外泄漏。

如果锥阀或主阀芯磨损过大，或者密封面接触不良，还将造成内泄漏过大，甚至影响正常工作。

电磁溢流阀常见的故障有先导电磁阀工作失灵、主阀调压失灵和卸荷时的冲击噪声等。后者可通过调节加置的缓冲器来减少或消除。如不带缓冲器，则可在主阀溢流口加一背压阀。（压力一般调至5kgf/cm2左右，即0.5MPa）。

参考资料

1.溢流阀的基本结构及工作原理·自动控制网

2.溢流阀的结构原理与应用·中国钢管信息港