液压系统中阻尼孔的作用是什么?与节流孔…你知道吗?
01阻尼孔的作用
阻尼孔也称为液阻,从广义上来说,凡是能局部改变液流的通流面积使液流产生压力损失(阻力特性)或在压力差一定的情况下,分配调节流量(控制特性)的液压阀口以及类似结构,如薄壁小孔、短孔、细长孔、缝隙等,都称之为液阻。

从这个广义的概念可知,液阻的本质功能是:
阻力特性——隔压,液阻前后的压力可以差别很大;
控制特性——限流,改变液阻的大小可以改变通过的流量。
在液压系统中,阻尼孔的作用主要是:控制油的压力变化,达到需要的控制压力节流孔;控制油的流量,达到需要的控制流量。
02阻尼孔的工作原理
阻尼孔是一种小孔结构,通常位于液压阀中的节流孔或者油口喉,其直径一般在0.5-1.5mm之间。当流体通过阻尼孔时,因为阻尼孔本身所具有的阻力,使得流体的流速变慢,从而形成局部的压力降。

如上图所示,因流量系数和流体密度是不变的,则流过阻尼孔的流量只与小孔开度(直径)及上下游压差有关,确定的流量即可得知确定的压差。
流量的理论公式为:

其中,Q,流量
Cd,流量系数(常数)
ρ,流体度(常数)
A,阀芯开口(mm2)
△P,阀芯前后压差(bar)
下面的图表反映了常见阻尼孔的流量及压差对应关系,如:
1.2mm的阻尼,流过2L/min流量时,压差为8bar;
2mm阻尼孔,流过10L/min流量时,压差为25bar。

与此同时,阻尼孔所在的出油口也会产生一定的压力,而这个压力又会反过来作用于阻尼孔上,产生一个与流量成线性关系的弹性结构,这个结构被称作开关弹簧,用来调节阻尼孔的通量大小,从而控制液压系统的压力和流量。
03液压阻尼孔与节流孔的区别
从功能来分,节流孔用于流量调节以达到执行元件的速度控制。阻尼孔用于在有流量通过时使孔两侧形成压力差,以达到减小冲击或使有阻尼孔的元件在压力差的作用下产生移动,如溢流阀,减压阀等阀的阀芯移动控制。
从结构来分,节流孔有可调和不可调之分。阻尼孔孔径较小且孔径固定。
节流孔属于薄壁小孔,它的长度与孔径之比一般小于等于0.5,流过它的流量与该孔前后的压差的平方根及该孔的面积成正比,而与粘度无关,也就是对油温变化不敏感。

阻尼孔则属于细长小孔,它的孔径与长度之比一般大于4,流经细长孔时液流一般为层流状态,流过它的流量与该孔前后的压差成正比,而与运动粘度及长度成反比,受油温影响较大,与直径的四次方成正比,所以对直径的大小特别敏感。
用途上的区别:根据其结构特性,节流孔主要用于流量控制以减小油温等变化的影响;阻尼孔一般安装在泵、阀、阀块内用于组装阻尼桥结构,提高阀芯工作的稳定性。

综上,阻尼孔和节流空主要是用途上的区别,节流孔主要用于流体参数(压力、流量等)控制,阻尼孔主要用于增加流道的阻尼(力),使流体的急剧变化通过阻尼孔平缓下来,从而“提高阀芯工作的稳定性”。当然节流孔同样具有这些功能。有人认为阻尼孔是节流孔的子集。
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