压力和流量控制阀
液压控制阀扥结构原理
第四节 流量控制阀
流量控制阀是用来控制输入执行元件的油液流量的大 小，从而控制执行元件运动的速度。流量控制阀是依靠改变 阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量的。 一、流量控制原理及节流口形式 二、普通节流阀 1．结构和工作原理 2．刚性 节流阀的刚性表示它抵抗负载变化的干扰，保持流量稳 定的能力，也就是当节流阀开口不变时，由于阀前阀后压力 差的变化而引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变 化越小，说明节流阀的刚制阀是控制或调节液压系统中液流的压力、 流量和方向的。液压控制阀性能的优、劣，工作是否可 靠，对整个液压系统能否正常工作将产生直接影响。
液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流 量控制阀三大类：
（1）方向控制阀
控制液流方向，如单向阀、换向
阀等。
（2）压力控制阀 控制液压系统或部分液压回路压
直动式和先导式两种溢流阀的流量压力特性的比较： （二）溢流阀的结构特点 1．阀口是常闭的； 2．控制阀口开闭的油液来自进油口； 3．泄油回油箱采用内泄方式。 以上三个结构特点很形象地反映在溢流阀的图形符号上。 （三）溢流阀的作用和性能要求 1．溢流阀的作用 （1）作溢流阀用
（2）作安全阀用 （3）作卸荷阀用 （4）作背压阀用 2．液压系统对溢流阀的性能要求 （1）定压精度高，当流过溢流阀的流量发生变化时，系 统中的压力变化要小。 （2）灵敏度要高，当液压缸突然停止运动时，溢流阀要迅 速开大。 （3）工作要平稳，且无震动和噪声。 （4）当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。 二、减压阀 减压阀在液压系统中起减压作用，使液压系统中某一部 分得到一个降低了的稳定压力。 （一） 减压阀的结构和工作原理 （二）减压阀的结构特点 1. 阀口是常开的；
不同开口时的流量特性曲线如图示，由此可得出如 下结论： （1）同一节流阀，阀前后压力差相同，节流开口小 时，刚性大。 （2）同一节流阀，在节流开口一定时，阀前后压力 差越大，节流阀刚性越大。因此，为了保证节流阀 具有一定的刚性，必须保证阀前后具有一定的压差。 （3）取小的指数可以提高节流阀的刚度，因此在实 际使用中都希望采用薄壁小孔式的节流口。 三、调速阀 四、溢流节流阀
按照用途液压控制阀有哪些
按照用途液压控制阀有哪些液压控制阀按照用途可以分为以下几类：1. 流量控制阀：流量控制阀用于控制液压系统中的流体流量。
其主要功能是根据系统需求，通过调节阀门开度来调整流量，实现对流量的精确控制。
流量控制阀通常可分为节流阀和调速阀两种。
- 节流阀：节流阀通过收缩或扩大流体流通的通道，实现对流量的控制。
常见的节流阀有节流口阀、节流槽阀、节流圆盘阀等。
节流阀可根据系统需求进行调整，达到需要的流量大小。
- 调速阀：调速阀常用于液压系统中的运动控制。
调速阀通过调节液压缸的流量，实现对运动速度的控制。
常见的调速阀有安全阀、限压阀、比例阀等。
调速阀可以根据系统要求进行调整，以实现所需的速度。
2. 压力控制阀：压力控制阀用于控制液压系统中的压力值。
其主要功能是根据系统需求，通过调节阀门开度来调整压力，实现对压力的精确控制。
压力控制阀通常可分为安全阀、溢流阀和逆止阀等。
- 安全阀：安全阀用于保护液压系统中的设备和管路免受过高压力的影响。
当系统中的压力超过预设值时，安全阀会自动打开，将过高压力导流至低压区域，保护系统的安全。
- 溢流阀：溢流阀用于控制液压系统中的最大工作压力。
当系统中的压力超过设定值时，溢流阀会自动打开并导流，从而限制系统的工作压力在安全范围内。
- 逆止阀：逆止阀用于控制液压系统中的流体方向。
它允许流体在一个方向上自由流动，而另一个方向上则会阻止流动。
逆止阀通常用于防止流体倒流或反向启动。
3. 方向控制阀：方向控制阀用于控制液压系统中的流体流向。
其主要功能是根据系统需求，通过调整阀门的位置来控制液压流体的流向。
常见的方向控制阀有旋转阀、插装阀、换向阀等。
- 旋转阀：旋转阀通常用于控制旋转液压马达或旋转液压缸的方向。
旋转阀通过旋转阀芯来切换液压系统的流向，实现对旋转部件的控制。
- 插装阀：插装阀常用于液压系统中的组合控制。
插装阀通过插入或拔出阀芯来实现对液压流体的流向控制。
插装阀通常具有结构简单、安装方便等特点。
液压传动与控制之液压控制阀
▪ 根据控制方式不同分类
▪ 定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，包
括普通控制阀、插装阀、叠加阀
▪ 比例控制阀 被控制量与输入信号成比例连续变
化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比
例阀
▪ 伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的）
偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服
阀和电液伺服阀
▪ 数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭，
(5)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止 阀 在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮 动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其 位置。当A、B两口封闭或与P口连接(在非差动情 况下)，可使液压缸在任意位置处停止
4. 多路换向阀 多路换向阀是集中布置的组合式手动换向阀，常 用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的液压 设备中
操纵方式： 手动、液压、电液、电磁和机械换向
液压阀的阀口数量因阀而异，一般分5种，用字母 表示阀口功能
压力油口(P)：进入压力油的油口
减压阀、顺序阀的出油口也是压力油口
回油口(O或T)：低压油口，阀内低压油由此流出， 流向下一个元件或油箱
泄油口(L)：低压油口，阀体中漏到空腔中的低压 油经它回到油箱
工作油口：指方向阀的 A、B油口，连接执行元件 控制油口(K)：使控制阀动作的外接控制压力油由 此进入
对液压阀要求：
(1)动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小 (2)油液流过时压力损失小 (3)密封性能好 (4)结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便， 通用性好
6.2 方向控制阀
作用：用来控制液压系统中工作液体的流向和通断 用途： (1)控制一条管路内工作液体的流动：使其通过、关 断和阻止反向流通； (2)联接多条管路时选择液流的方向； (3)控制执行元件的起动、停止以及前进、后退
自控阀的分类
自控阀的分类
自控阀是一种用于自动调节流体流量、压力或温度的装置。
根据其不同的控制原理和应用领域，可以将自控阀分为以下几类：
1. 压力控制阀：根据压力变化自动调节流量的阀门，常见的有减压阀、保压阀和压力调节阀等。
2. 流量控制阀：根据流体流量变化自动调节阀门开度的阀门，常见的有节流阀、调节阀和比例阀等。
3. 温度控制阀：根据介质温度变化自动调节流量或压力的阀门，常见的有热力式温控阀、热膨胀式温控阀和电热式温控阀等。
4. 液位控制阀：根据储液器或容器内液位变化自动调节流体进出的阀门，常见的有液位调节阀和液位控制阀等。
5. 气动控制阀：由气源或气压信号控制的阀门，常见的有气动调节阀和气动隔膜阀等。
6. 电动控制阀：由电动装置控制的阀门，常见的有电动调节阀和电动隔膜阀等。
7. 液压控制阀：由液压系统控制的阀门，常见的有液压调节阀和液压隔膜阀等。
8. 真空控制阀：用于控制真空系统中流体流量、压力或温度的阀门，
常见的有真空调节阀和真空隔膜阀等。
这些是常见的自控阀的分类，每个分类下还有更具体的阀门类型，同时也存在一些交叉或综合应用的自控阀。
根据具体的应用场景和需求，选择合适的自控阀是非常重要的。
压力控制阀工作原理
压力控制阀工作原理压力控制阀是一种用于控制流体在管道中压力的阀门。
它主要由阀体、阀芯、弹簧、调节螺钉、压力传感器等组成。
根据不同的工作原理，压力控制阀可以分为几种类型，例如调整型、开关型、安全型和安全减压型等。
调整型压力控制阀：调整型压力控制阀是一种通过调节阀芯位置来控制流体压力的阀门。
它主要由可调式弹簧和调节螺钉等组件构成。
当管道中的流体压力升高时，弹簧会被压缩，阀芯会向下移动，减小流体的流量，从而降低压力。
反之，当管道中流体压力下降时，弹簧会膨胀，阀芯会向上移动，增加流体的流量，增加管道内的压力。
这样，通过调节阀芯的位置，可以控制管道内的流体压力。
安全型压力控制阀是一种将阀门关闭和加强压力逐渐释放两种功能结合起来的压力控制阀。
当管道内的流体压力超过预设的阈值时，弹簧将阀芯向下推动，使其完全关闭，以避免过高的压力造成危险。
此时，管道内的流体将被困于阀门内，直到压力降低到安全水平并逐渐释放。
安全减压型压力控制阀主要用于处理高压气体或液体，在管道内的高压状态下，当管道内的流体达到设定压力值时，底部调节阀芯关闭，使出口压力维持在设定好的安全值，从而达到降低压力的目的。
压力控制阀是一种可以帮助我们控制管道内流体压力水平的重要设备。
无论是在工业生产中，还是在民用建筑中，都可以看到它的应用。
不同类型的压力控制阀具有不同的工作原理，可以根据需要选择合适的压力控制阀门来满足不同的需求。
压力控制阀是工业生产设备中使用比较广泛的阀门之一。
在工业生产中，流体压力的控制是非常关键的，若管道流量或压力不能控制，会产生危险，甚至会导致生产事故发生。
压力控制阀的使用非常重要，其工作原理也影响着阀门的应用领域和适用范围。
一、压力控制阀的适用范围1.控制管道内流体压力水平，以保证安全生产；2.按需调节流体流量，以提高生产效率；3.调节流体压力水平，以保持产品质量一致性；4.防止管道堵塞和漏水等危险情况的发生。
二、压力控制阀的工作原理不同的压力控制阀采用不同的工作原理来实现对管道内流体压力和流量的控制。
液压阀的种类
液压阀的种类（所有的）溢流阀﹑减压阀、顺序阀、节流阀、集流阀、分流阀、调速阀、单向阀、换向阀、电磁阀、反向控制阀压力控制阀：溢流阀﹑减压阀和顺序阀流量控制阀：节流阀，集流阀，分流阀，调速阀方向控制阀：单向阀和换向阀压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。
(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。
用於过载保护的溢流阀称为安全阀。
当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。
(2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。
减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。
(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。
油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。
流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。
流量控制阀按用途分为5种。
(1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。
(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。
这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。
(3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。
(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。
(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。
方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。
控制阀的工作原理
控制阀的工作原理
控制阀是一种用于调节流体介质的流量、压力、温度等参数的装置。
其工作原理基于流体压力的变化来实现对流体介质的控制。
下面将详细介绍控制阀的工作原理。
控制阀的主要组成部分包括阀体、阀芯、阀杆、活塞和驱动机构等。
当控制阀处于关闭状态时，阀芯紧密地与阀座接触，阻止流体通过阀体。
而当需要调节流量或压力时，驱动机构会提供动力，使阀芯迅速开启或关闭。
当控制阀处于开启状态时，流体可以顺利通过阀体。
流体的流量通过调节阀芯和阀座之间的间隙来控制。
当阀芯离开阀座，间隙变大，流体流量增大；反之，阀芯向阀座移动，间隙减小，流量减小。
控制阀的压力调节原理也是基于这一工作原理。
当控制阀处于开启状态时，当流体压力超过设定值时，阀芯会被驱动机构推动向阀座方向移动，从而减小流体的通过量，使压力得到控制。
相反，当压力低于设定值时，驱动机构会使阀芯朝远离阀座的方向移动，增大流体通过量，提高压力。
控制阀的温度调节原理类似于压力调节。
驱动机构会根据设定值使阀芯的位置进行调整，以实现流体的温度控制。
当温度超过设定值时，阀芯朝阀座方向移动，减小流体通过量，使温度下降。
反之，当温度低于设定值时，阀芯朝远离阀座的方向移动，增大流体通过量，提高温度。
总之，控制阀通过驱动机构对阀芯的位置进行调整，从而控制流体的流量、压力、温度等参数。
其工作原理基于阀芯和阀座之间的间隙调节来实现对流体介质的控制。
控制阀按作用和用途分为
控制阀按作用和用途分为控制阀是指通过改变阀门开度及流体流量实现对流体压力、温度、流量的控制设备。
根据控制阀的作用和用途，可以分为以下几类：1. 压力控制阀：主要用于稳定流体的压力，防止管道和设备由于壅塞、泵运行失败等原因而造成过高或过低的压力，保持流量稳定。
常见的压力控制阀有安全阀、减压阀、减震阀等。
2. 流量控制阀：主要用于控制流体的流量，从而满足系统对流量的要求，保证系统的正常工作。
常见的流量控制阀有调节阀、节流阀等。
3. 温度控制阀：主要用于控制流体的温度，将流体的温度控制在一定范围之内，满足系统和设备对温度的要求，保证系统的正常工作。
常见的温度控制阀有温度调节阀、调节水温阀等。
4. 液位和流量控制阀：主要用于控制液位或流量，保证系统或设备的液位或流量不超过允许的范围，避免因超出范围而造成的运行失控和损坏。
常见的液位和流量控制阀有液位控制阀、流量调节阀等。
5. 溢流泄压控制阀：主要用于保护系统或设备不因泄压而受到损坏，当系统或设备内的压力过高时，通过打开阀门，将多余的液体泄放到外部，保持系统或设备的安全运行。
常见的溢流泄压控制阀有溢流阀、安全阀等。
6. 全自动控制阀：主要应用于自动化控制系统中，通过数码、模拟电信号控制阀门的开度，以满足设备/系统对流体压力、温度、流量等参数的要求。
常见的全自动控制阀有电动控制阀、比例调节阀等。
7. 模拟控制阀：通过模拟信号控制阀门的开度，适合于一些需要手动控制的操作，比如调试测试等。
常见的模拟控制阀有手动控制阀、气动比例调节阀等。
总之，控制阀是现代工业中不可或缺的设备之一，它能对工业生产各环节的流体控制起到至关重要的作用。
在不同的场合，选择合适的控制阀，对于现代工业流程运行的规范、高效、安全具有重要的意义。
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– 为了保证溢流阀具有良好的静态特性，一般 规定： – 开启压力比（>90%） – 闭合压力比(>85%)
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其它静态性能指标
– 流量许用范围
• 一般指额定流量的15%~100%（在此流量 范围内工作，其压力应当平稳，噪声小）
– 卸荷压力
• 溢流阀的遥控口与油箱连通后，油泵处于卸荷 状态，溢流阀进出油口压力之差，称为卸荷压 力
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溢流阀的性能
先导型比直动型更平缓：
主要不同时主阀芯上腔的压力 P2≠0，取决于先导阀的预压缩量
由于主阀的弹簧刚度kˊ小，所以，
当开度x（即流量）变化时，入口
压力p变化很小，即曲线平缓。
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• p-q曲线表明：
– 阀口的压力随着溢流量的增减而增减； – 溢力流pn；量为额定值（全溢流量qn）所对应的压力为调定压 – 调定压力与开启压力p0之差：调压偏差 – 开启压力p0与调定压力之比：开启比； – 先导型曲线平缓，调压偏差小，开启比大，所以稳压性
液压控制阀
压力控制阀
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概述
概念
在液压系统中，用来控制油液压力的高低、或利用 压力的变化实现某种动作的阀，统称为压力控制阀。
常见的压力控制阀
按功用分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电 器等。
共同特点
都是利用油液的压力与阀中的弹簧力相平衡这一原 理来工作
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溢流阀
主要作用： 用途较多，主要是在溢去多余 油液的同时，使泵的供油压力 得到调整并保持恒定。
应用
低压、小流量处
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先导型溢流阀
组成 工作原理
先导阀的作用是 控制和 调节溢流压力；主阀的 作用则在于溢流
特点 主阀和先导阀的弹簧刚 度都较小 噪音小，压力稳定，响 应慢，灵敏度低于直动 型
应用 压力大，流量大的场合
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思考：
先导型溢流阀的外控口接油箱，会发生 什么现象？如果接一个直动型的溢流阀 会发生什么现象？
依靠进口压力控制阀的启闭； 串联在系统中，出油口为压力油； 常态下是闭合的
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• 顺序阀结构上与溢流阀十分相似，但在功 能和性能上有很大差别
– 溢流阀出口接油箱；顺序阀一般采用外泄； – 溢流阀主阀芯遮盖量小；顺序阀主阀芯遮盖量
大； – 溢流阀打开时阀处于半打开状态，主阀芯开口
压力稳定性
• 溢流阀在调压状态下工作时，由于泵的压力脉动引起系统压力在调定 压力附近产生有规律的波动（表针摆动），此压力振摆的大小标志阀 的稳定性
• 一般溢流阀的压力摆动应小于精0品.2课M件Pa
溢流阀的选择
(1)选压力。根据要溢流的压力选择溢流阀的调整 范围。
常见调整范围：0-7MPa、7-14、14-21、21-28 、28-35。也有大范围可调的，调整精度低。 （2）根据溢流流量选择通径。 （3）根据安装形式选择安装形式（板接、管接）
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顺序阀
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作用及分类
作用
利用压力的变化来控制油路的通断（相当于 一个开关阀门）；控制执行机构按顺序动作。
分类
按结构
• 直动型 • 先导型
按控制油源
• 内控式 • 外控式
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工作原理和组成
• 直动型 • 符号
• 直动型
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• 先导型顺序阀 • 职能符号
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顺序阀的特点
能优于直动型。 • 先导型溢流阀宜用于系统溢流稳压； • 直动型溢流阀因灵敏度高，宜用作
安全阀。
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• 调节手轮（调节x0），可以得到一
组曲线； • 最小调定压力到最大调定压力之间
的范围---调压范围； • 更换弹簧可以扩大调压范围，但在
调压范围内，压力升降要平稳，且 无突跳和迟滞现象。
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• 卸荷压力越小，系统发 热越小
• 一般不大于0.2MPa，最 大不超过0.45MPa
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溢流阀的性能
动态性能：
指在系统压力突变时，阀在响应过 程中所表现的性能。
性能测试方法： 几个性能指标：
压力超调量
• 最大峰值与调定压力之间的差值 （越小，压力稳定性越好）
过渡时间
• 压力从开始升高达到稳定在调定压力所需时间（越小，灵敏度越高）
处节流作用强；顺序阀打开时阀芯处于全打开 状态，主通道节流作用弱。
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顺序阀的典型应用
控制多缸顺序动作；
起平衡作用
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进程：A先动，到终点后，B在动； 回程：同时动作
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减压阀
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作用、组成、工作原理
• 作用：
– 减压：将较高的入口压力P1减低为较低的出口压力P2； – 稳压：将出口压力稳定在所调整的数值上。
间的变化关系：即稳压性能
• 理想的曲线是一直线 • 实际曲线：图示
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定量说明p-q曲线
• 以锥形阀芯为研究对象：受力如图 • 稳定溢流时，阀芯受力平衡
• 开始溢流时，x=0，这时的进
口压力称为开启压力
• 上面两式相减，得到阀口开度为x
时的表达式：
• 锥阀阀口的通流截面积：
• 阀口流量计算公式：
类型：
直动型 先导型
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直动型溢流阀
组成：
工作原理：
P=k（x+x0）/A
• P：入口压力 • K：弹簧刚度 • X：阀芯移动产生的弹簧的压缩量 • X0：弹簧的预压缩量 • A：阀芯的通流面积
由于x变动很小，所以认 为阀的进口压力基本保持 不变
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直动型溢流阀
特点
结构简单、反映灵敏； 但溢流量发生变化时， 会造成P的 波动，而且 弹簧刚度大，调整费力
溢流阀的性能
• 启闭特性
– 溢流阀开启和闭合的全过程中的 p-q特性
– 开启和闭合时，p-q曲线不重合： 摩擦力的原因
– 开启压力>闭合压力（阀口完全关 闭时溢流阀入口压力）
调定压力与闭合压力的比值： ---闭合比
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– 在某溢流量下，两曲线压力坐标的差值：-不灵敏区（因为压力在此范围内变化时，阀 口开度无变化）。
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典型应用
➢ 为定量泵系统溢流稳压
➢ 为变量泵系统提供过载保护
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典型应用
➢ 使泵卸荷
➢ 实现远程调压
➢ 造成背压，改善执 行件运动平稳性
又称：电磁溢流阀
精品课件
溢流阀的性能
静态特性：
是指元件或系统在稳定状态下的性能。
指标很多，主要有如下几个：
压力-流量特性（P-qv）
• 又称溢流特性 • 指溢流阀入口压力与流量之