比例阀之节流孔

      节流孔是控制流体动力的基本方法，同时节流孔的流动特性也是许多液压控制元件（即阀）的基础。

所谓节流孔是指液流通道上很短长度内对液流突然加以限制的一种装置。

其面积可以是固定的也可以是可变的；没错，传说中的阀口也是节流孔的一种。

对于锐边节流孔来说，其理想模型的长度为零。

液流经由节流孔从上游到下游是一个被加速的射流过程，因油液质点的惯性特点，在其射出节流孔时是沿曲线运动的，因而在节流孔下游形成比节流孔面积小的收缩喉部，位置出现在节流孔直径约一半的位置2即约d/2 处）；而加速起点位置大约位于上游节流孔也约一半孔径的位置1。如此，油液就相当于在位置1至2间大约等于一个节流孔直径d的总距离上被加速的。

• 对位置1，2使用伯努利方程和连续方程就可推导出著名的流量公式：

• 薄壁小孔对比例阀的最大贡献之一就是这流量系数基本为常数，从而实现流量与行程及压降的可控比例关系。

• 可 毕竟长度为零是难以实现的，但只要长度在收缩喉部之内，流量系数仍然大体可以当作常数，因此薄壁小孔常被定义为小孔长度与直径之比l/d<=0.5。

• 收缩喉部d/2位置对于双喷挡伺服阀的喷挡距离以及射流管伺服阀的喷嘴和接受器距离同样具有重要参考意义

  

• 那么收缩喉部或说刃口节流孔对阀口的意义又在那里呢？

前面我们分享过阀之直径与行程一文，阀芯直径与行程直接相关一般只是针对全周阀口，对于非全周阀口则还会受到节流阀口的收缩喉部位置制约来达到期望的性能。

薄壁刃口的节流孔优点：

• 与粘度无关，即与油温变化无关；
• 受负载变化影响较小，刚性大；
• 不易堵塞
• 还有比例阀最喜欢的流量系数约为常数

正是锐棱边节流孔这种可预计的特性并且对温度变化不敏感，所以阀口都被努力做成这种薄壁刃孔口，那么刃口该怎么量化呢?

通常要求是保持锐边R<=0.004无毛刺，但由于此点在国内还不太容易检验和实现，一般建议为：阀口保持锐边R<=0.005无毛刺。

那么问题来了流量系数又该取多少呢？流量系数一般可以取Cd=0.6~0.61来做计算，著名的力士乐公司前期设计就是按Cd=0.6；

威格士也取差不多的数值，然而针对某一型号阀也有取0.62 的案例。

虽然各家都努力将阀口做成薄壁刃口，作为粗算取Cd=0.6左右也一般是没有问题的，然而0.6毕竟是基于理想薄壁刃口的，数值还是应以实验确定为主。

笔者经验若以其计算名义流量或说额定流量基本还是可行的；而计算小流量位置时，比如用来计算中位节流可能就不大适合了。

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原文始发于微信公众号（阀控系统）：比例阀之节流孔