分流一集流阀的故障分析及排除

在液压系统中，当使用一台泵供给两个或两个以上执行元件(油缸或油马达)时，为保证执行元件不论 各自的负载变化情况如何，均能保持相同的位移或相同的速度运动，即保证液压执行元件的同步运动。在节 流同步措施中要用到分流集流阀，又称同步阀。它是分流阀、集流阀、单向分流阀、单向集流阀和分流 集流阀的总称。

分流阀是按固定的比例(也有可调的)将单一油流分成二个支流的控制阀： 集流阀是按固定的比例自动将两股油流合成单一油流的控制阀；

单向分流阀是单向阀和分流阀的组合；单向集流阀是单向阀和集流阀的组合；分流集流阀是分流阀和集 流阀的组合。

分流集流阀能使执行元件双向运动都能起同步作用，其它则只能使执行元件在运动的一个方向起同步作用。 图5—197为国产同步阀的型号说明，选用时可参阅有关手册。

图5—198为等量分流阀的工作原理图，泵来的压力油(Pp,Qp=2Q)          从 C  口流入分流阀，经过两个尺寸

相同(A₁=A₂)       的固定节流孔1和2及可变节流口3和4(通流面积分别为A₃ 与A₄)  后，从油口A 和B 流 出 ，进入两油缸(图上未画出)。P₃ 与P, 即为分流阀的出口压力，也为油缸的负载压力。当负载压力相等时、阀 芯处于中间位置，A₃=A₄,Ps=P₄,             这时，出油口A 和B 处流出的流量Qa 与Qs 由流量公式显然是相等的 (压差相等，开度一致)。即有QA=Qg=1/2Qp=Q,                 保证了速度同步。

当出油口A 和 B 的负载压力不等时，例如当出油门 A 的负载压力P₃  增大时，由于阀芯两端的D腔与E腔

由于有通道f 和g 分别相连，阀芯右端E 腔的压力也会由P,  增大至某一值P₁',     由 于P'>P₂,          阀芯向左移动，

使 A₃  增大、A, 减少，于是P₁ '下降，P₂  上升，直到P₁ '下降到P₁ ”(仍大于P,)、P₂   上升到P₂”, 且 P,”≈P₂"

时为止，这时阀芯停止在一个新的平衡位置上：A₃⁷>A,,    而 P,”-P₃<P₂ ”-P₄             这样、开度一大一小，而

对应的压差一小一大正好能使出口流量QA仍然与Qs 相等。

由此可见，等量分流阀之所以能够保持等量分流，关键在于随着出油口处负载压力的变化；阀芯移动，自动 改变节流口的压降来适应出油口处的压力差异，其结果仍使两个固定节流孔的压降相等，因而保证了两出口处流 量相等。必须指出，分流阀自动调节后分配出来的流量实际上与原来流量略有不同，这是由于在新的平衡位置上两个固定节流孔的压降比原值略有增减的缘故。

图5—198中，若A 与B 为分流进口，孔C 为汇流出口，则成集流阀。

分流     集流阀常用的有活塞式(图5—199～图5—202)和挂钩式等(图5—203～图5-205)等，单向分流阀的结构和工作原理如图5—206所示。

常 见 故 障 分 析 及 排 除

(一)同步失灵

所谓同步失灵是指几个执行元件不同时运动。产生的原因和排除方法有：

① 分流阀阀芯因几何精度不好或因毛刺等产生径向卡住。此时应修复阀芯，清除毛刺，保证阀芯在反馈运 动时的灵活性；

② 因阀芯与阀体孔配合间隙过小，在系统油液污染或油温过高时，阀芯也容易产生径向卡住。因此在使用 中应注意油液的清洁度和油液的温度，保证阀芯运动的灵活性；

③ 因油缸(或油马达)安装不好，或因其它原因、缸动作不灵活，产生同步失灵。此时需矫正油缸安装位置；

④ 系统压力过低，压力未上去，造成同步失灵。因为一次节流孔(固定节 流孔)的压降如果低于0.6～0.8MPa,  将使分流阀不能工作，所以系统压力(流 入分流阀的压力》至少要大于此压力值，否则分流阀不起作用。

⑤ A 、B腔因负载压力不等而窜油：分流阀内部各节流孔相通。当执行元件 在行程停止时而窜油，这便影响下一步的同步动作，此时可在同步回路中接人液 控单向阀(图5—208)。

⑥ 分流阀在动态过程中，要经反馈达到阀芯平衡后才有同步作用。若系统动 作频繁(负载压力变化频繁或换向频繁),则来不及反馈，不能起同步作用。所以 不能用于动作十分频繁的同步执行元件系统。

⑦ 同步阀阀芯配合间隙过大或因磨损造成间隙过大，会因泄漏影响同步阀 的正常工作、此时可刷镀阀芯或重配阀芯，保证合适的配合间隙。

⑧ 没有弹簧对中的分流阀，停止工作时若无油液通过，阀芯将停止在任意位置上。起动的瞬间尚未起调节作用时，两油口处的流量波动很大，如果执行元件立即动作，会出现同步失灵。为 此，分流阀每次接通后至少须五秒钟以上再投入使用。

(二)同步误差大

产生同步误差主要有分流集流阀的定节流孔的对称性、定节流孔前后的油流压差、液动力和泄漏量等几方面 的原因，具体有：

① 阀芯径向卡紧力大，导致阀芯运动阻力增加，因而推动阀芯以达到自动补偿的D、E 两腔(图5- 200~ 图5—201)的油液压差就需加大，从而左、右两侧定节流孔前后油液压差的差值就大。从小孔流量公式可知，流 经 A 、B 腔的流量差也就大，速度同步误差也就越大。因此要针对产生径向卡紧力大的原因逐一排除；

② 流经同步阀的流量过小，或进出油腔压差过低，都会使两侧定节流孔的前后压差降低。而压差大(压力 损失大)的定节流孔比压差小的定节流孔速度同步精度高，一般不能小于0.8MPa,  使用流量不应低于公称流量 的25%;

③ 在分流阀与执行元件之间接入的元件多，而且它们的泄漏量大，增大了回路的同步误差，一般在分流阀 与执行元件之间，尽可能不再接入其它控制元件，避免由于这些控制元件的泄漏量的不同或其它原因而增大回路 的同步误差；

④ 同步阀垂直安装，会因阀芯自重而影响同步精度，所以应水平安装；

③ 分流阀在同步系统中可以串联、并联或串并联组合。在串联连接时，系统的速度同步误差一般为各串联 联入的分流阀速度同步误差的叠加值。所以串联的阀数越多，速度同步误差越大。因而从减少速度同步误差累计 这点来看，并联时，系统同步误差可小些(为各速度同步误差的平均值)。

⑥ 负载压力偏差 (PA-Pg)    大，影 响同步精度。因为此时作用在阀芯上的液 动力不平衡，影响到阀芯的反馈平衡速度 和难度，解决办法可采用图5-209所示 的方法，采用修正节流孔来减少或消除液 动力对速度同步精度的影响。即让流经负 载压力较大支路的流量有一小部分经过修 正节流孔流入负载压力较小的支路，可使 速度同步精度提高，这可在图中所示的阀 体流道内部或阀体外部设置修正节流孔来 实现。

⑦ 同步阀装错成刚度较大的弹簧。在保证阀芯能复位的情况下减少弹簧刚度，甚至取消弹簧，可提高同步 精度，因此错装的弹簧要更正为合适刚度的弹簧。

⑧ 负载压力频繁强烈波动。此时分流阀在自动调节过程中会产生分流误差及其累积，而影响同步精度，所 以必须尽量减少负载压力的波动。

(三)执行元件运动终点动作异常

采用同步阀的同步系统，有时会出现一个执行元件运动到达终点，而另一个执行元件停止运动不能达到终点 的现象。这是由于阀套上的常通小孔C (图5—201)堵塞的缘故。如右侧常通小孔堵塞，当左侧执行元件运动 到达终点时，D 腔压力升高，使阀芯向右侧移动，引起右侧变节流孔关闭。此时，右侧因变节流孔关闭，常通小 孔又堵塞，所以E 腔就没有流量，使右侧执行元件停止运动。发现这一情况后，应及时清洗，保持常通小孔畅通。

另外，分流阀阀芯的两端应设置可调节的限位器，这样也可不至于出现上述情况。即先行到达行程端点的那 个分流阀出油口的压力升高阀芯移动，由于有调节的限位器，不致于使另一出油口完全关闭而使另-液压缸无法 继续运动到行程端点，通过调节也可消除累积误差。