0引言

溢流阀属于压力控制阀范畴，主要是根据阀芯受力平衡的原理，来调节阀的开口量以改变液阻大小，从而达到控制压力的流体作用。溢流阀在液压系统中常作为安全阀或者限压阀来使用。在现行的教材中以说明先导式溢流阀进口压力取决于先导阀的弹簧力和锥阀的有效作用面积。但在远程调压和多级压力回路中，先导式溢流阀的外控口与远程调压阀相连，此时进油口压力又该如何确定？为此，本文在先导式溢流阀外控口接通的情况下，对进油口压力的影响做进一步分析。

1工作原理及受力分析

先导式溢流阀由先导阀和主阀组成，如图1所示。

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假设进油口压力（A腔）为P，回油口压力为0，主阀芯B腔压力为P1，横截面积为A1，弹簧产生的弹簧力为http://s8/bmiddle/001ZOwx9zy6Xbr3wnHxf7&690溢流阀外控口压力对开启口压力的影响" />。由于做静态分析，此处忽略摩擦力和阀芯重力、惯性力和液动力。当先导式溢流阀工作时，压力油由进油口进入后，油液除在主阀阀芯下端A腔外，还经轴向小孔2进入阀芯上端的B腔，并经锥阀座上小孔3作用在先导阀的锥阀上。当作用在锥阀右腔的液压力小于弹簧力时，锥阀在上述两力的作用下处于关闭状态。因为阀体内部没有油液流动，主阀芯上下两端油腔液压力相等，主阀芯不动，溢流阀不溢流。当作用在锥阀上的液压力大于左腔弹簧力，锥阀被顶开，因为油液流经轴向小孔2、3时存在压力损失，因此B腔的油压力低于A腔的油压力 (即溢流阀进口压力)，阀芯上下两端出现压力差。于是，在上下两端压力差的作用下，主阀芯克服弹簧力向上移动，使进油口P和回油口T相通。当主阀芯上的全部作用力处于某一平衡状态时，溢流口保持一定的开度，溢流阀的进口压力也保持某一定值。根据以上分析，可以得出先导式溢流阀在正常工作时（进油口压力等于开启压力），其主阀和先导阀的力平衡关系为

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由（1）和（2）可以得出

由于主阀弹簧主要起复位作用，弹簧刚度很小，即http://s9/mw690/001ZOwx9zy6XbrqDxNuc8&690溢流阀外控口压力对开启口压力的影响" TITLE="34 溢流阀外控口压力对开启口压力的影响" />。所以（3）式可以简化为

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由（4）可知，先导式溢流阀的进口压力等于它先导阀调定的压力。此外，当遥控口接通时，它对先导式溢流阀进口压力的影响又会怎么样呢？现以遥控口外接一个溢流阀为例加以分析。设外接溢流阀的调定压力为P2。

1）当P2>P1时，主阀芯B腔的压力仍由先导阀决定，故P2对先导式进油口压力没有影响，P由（4）式计算。

2）当P2≤P1，主阀芯B腔压力由外接溢流阀调定压力P2决定，由于http://s8/bmiddle/001ZOwx9zy6Xbr3wnHxf7&690溢流阀外控口压力对开启口压力的影响" />只对P1有影响，而对P2的大小不起任何作用，所以主阀芯的运动不受先导阀的影响。

          P=P2    （5）

由（5）式可以看出，此时先导式溢流阀的调定压力等于外接溢流阀调定压力。

2先导式溢流阀AMESim模型

对于大多数液压元件而言，AMESim只提供了一些比较通用的元件标记和子模型，这就需要通过软件中的HCD（Hydraulic Component Design）库来自行建立。对图1进行模型建立，如图2所示。

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图2先导式溢流阀系统仿真模型

当外控口接有溢流阀时的模型，如图3所示:

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图3外控口接有溢流阀的先导式溢流阀系统仿真模型

3仿真结果及分析

1）对图2中的模型进行仿真。

从图3可以看出先导式溢流阀的开启压力与先导阀设定的压力几乎相等。

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图3 先导阀压力与开启压力关系

2）对图3中的模型进行仿真。

①当外接溢流阀调定压力高于先导溢流阀开启压力时。

从图4可以看出，外接溢流阀对先导溢流阀的开启压力没有影响。

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图4高于开启压力时两者关系。

②当外接溢流阀调定压力低于先导溢流阀开启压力时。

从图5可以看出，此时先导式溢流阀的开启压力等于外控溢流阀的调定压力。

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图5低于开启压力时两者关系

4结论

通过对先导式溢流阀的理论分析计算和用AMESim进行仿真，其仿真结果与理论分析相吻合，最终得出了先导式溢流阀开启压力与外控口压力的关系：

1、当外控口压力大于先导溢流阀设定的压力时，外控口压力对先导溢流阀没有影响。

2、当外控口压力小于先导溢流阀设定的压力时，先导式溢流阀的开启压力等于此时外控口压力。

参考文献

[1] 何存兴.液压元件[M].机械工业出版社,2008.

[2] 梁全,苏齐莹.液压系统AMESim计算机仿真指南[M].机械工业出版,2014.