．深入理解溢流阀的静态特性。静态特性中着重测试：①调压范围及压力稳定性；②卸荷压力及压力损失；③启闭特性。

  2．了解溢流阀的动态特性，即溢流量突然变化时，溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程品质。

  3．学会溢流阀静态和动态性能的实验方法，学会使用本实验所用的仪器和设备。

  先导式溢流阀是液压系统中最常用的压力控制元件之一，其性能的优劣直接影响系统的品质。溢流阀常见用途为：

  在定量泵节流调速系统中，对液压系统实行调压并保持泵的工作所承受的压力基本恒定；2.防止液压系统过载，起安全保护作用；3.使系统卸荷，泵的全部流量可在极低的压力下通过溢流阀流向油箱，以降低系统的功率损耗和发热量。

  调压范围及压力稳定性调压范围给定了溢流阀使用的压力范围。压力振摆和压力偏移的大小，是衡量压力稳定性的主要指标。通常，希望溢流阀使用的压力范围大，而压力振摆和压力偏移越小越好。

  卸荷压力及压力损失卸荷压力：当先导式溢流阀在远程控制下卸荷（即远程控制口

  通油箱），通过额定流量时阀所引起的压力损失。卸荷压力越低越好。压力损失：先导式溢流阀调压手柄完全放松时，通过额定流量所产生的压力降，称为压力损失。先导式溢流阀的压力损失往往略大于它的卸荷压力，因为此时部分回油在阀内所经油路较长，阻力略大，另外有阀在调压手柄完全放松时，调压弹簧的预压缩量不为零，也会引起压力损失值的增加。

  内泄漏量（关闭泄漏量）内泄漏量是指调压手柄至全闭位置，溢流阀进口压力为额定压力时，通过阀口的泄漏量。溢流阀作安全阀使用时，内泄漏量是一个重要指标。

  A，即溢流阀在其进口处压力P低于调定压力（或称为全流压力）P调时不溢流，仅在P到达P调时才溢流，且不管溢出流量为多少，进口压力从始至终保持在P调值上。但其实就是做不到这一点的，从溢流阀的工作原理可知，溢流过程中总是导阀先开，且导阀开到一定开口量后主阀口才开始溢流，直到全流量溢流。在溢流量变化过程中，主阀和导阀开口量的变化将影响弹簧压紧力和稳态液动力，所以实际的压力-流量特殊性质曲线为B、C。P2开为导阀开启压力。由此可见，溢流阀在未达到调定压力P调、主阀芯未动作前就开始有溢流量了（导阀的溢流量），开始溢流的压力显然小于通过额定流量时的调定压力。溢流阀在开启过程中溢流量达到额定流量（或试验流量）的1%

  P开称为开启压力。全流压力P调与开启压力P开之差称为静态调压偏差。开启压力P开与全流压力P调之比称为开启比，静态调压偏差△与全流压力P调之比称为调压偏差率。溢流阀调压偏差越小，即开启比越大，则开启压力越接近调定压力，它所控制的系统压力便越准确，限制静态调压偏差△值就成为一项重要性能指标。对中低压溢流阀JB2135-77规定：在最高调定压力P额时的开启压力P开不能低于P额的85%。溢流阀在最高调定压力P额下，当溢流量从额定流量降低到它的1%时的进口压力P闭（如图3-1曲线C所示）称为闭合压力，溢流阀的闭合压力P闭不能低于P额的80%。规定的闭合压力值小于开启压力值，主要是由于溢流阀芯在开启与闭合过程中受到的摩擦阻力的方向不同，引起了粘滞现象，如图3-1中曲线B和C所示。开启时主阀芯底端压力与其摩擦阻力反向，而闭合时两者同向，所以闭合压力值应小于开启压力值。额定压力P

  为6.3MPa级的溢流阀，规定开启压力P开不小于5.3MPa，闭合压力P闭不小于5MPa。二、动态特性

  溢流量突然变化时，溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程品质，一般是指压力超调量、压力稳定时间，卸荷时间及压力回升时间（见图3-2

  和调定压力P2的差值。压力超调量往往是由于执行元件的流量突然发生明显的变化或者由于执行元件需要换向或停止运动，造成通过溢流阀的流量发生突变而引起的压力升高和振荡。如果溢流阀能跟上引起压力突变的扰动信号及时将主阀开大，则系统压力的超调量会小一些，否则就会很大。从使用角度来说，压力超调量越小越好，否则将会使机械设备、系统管路、液压元件及仪表出现故障甚至遭受破坏，这就要求溢流阀在系统压力发生突变时迅速地作出反应。锥阀式和滑阀式的主阀芯（参看图3-3和图3-4）相比，前者为线接触密封，不存在滑阀式封油长度，所以主阀反应较快，压力超调量较小。

  开始至调定压力稳定时的时间△t2称为压力稳定时间。△t2越短越好，它说明振荡次数少，衰减快，也就说明动态过程时间短暂，能大大的提升系统的快速性。△t’1

  .卸荷时间（△t3）及压力回升时间（△t1）当溢流阀作为卸荷阀使用时，对卸荷时间及压力回升时间有所要求。卸荷时间是从调定压力开始卸荷到卸荷压力稳定的时间。压力回升时间是从初始压力（或卸荷压力）开始升压到调定压力稳定的时间。△t3

  溢流阀的动态性能与阀的结构尺寸、弹簧、阻尼孔以及压力、流量等参数有关，也同系统中的液体性质、流动状态、管路特性、元件泄漏等有关。尽管国内外已有不少文献谈到这方面的问题，但是由于描述先导式溢流阀动态特性的是个高阶非线性微分方程组，而且其中有许多参数难于确定，所以到目前为止，还未见到切实可行的解析求解方法。

  静态特性和动态特性之间有时是相互矛盾的，要求静态性能好些，往往动态性能就会差些，反之，要求动态性能好些，往往静态性能就会差些。

  3-4示出Y1和Y型先导式溢流阀的结构。它们分别由手柄1、调压弹簧2、先导阀芯3、阀座4和阀盖6等主要件组成导阀部分；由主阀弹簧8、主阀芯10和阀体13等主要件组成主阀部分。图3-3中阀的进油口P与油腔15相通，回油口O与油腔14相通。图3-4中P与14相通，O与15相通通。阀座4左边的油腔（调压弹簧腔）通过孔道16与回油腔相通。先导阀开启后，油液是通过这里到出油口的。压力油进入溢流阀后，从进油腔作用于主阀芯10的环形面积上，通过孔12作用于主阀芯10的底端，同时又经阻尼孔11进入阀芯10的上腔，再经孔道7和5作用在导阀芯3上。当进油口的压力较低，导阀3

  11，这时阀芯10两端的油液压力相等，主阀芯在弹簧8的作用下处在最下端位置，封闭了油腔14和15间的通道，没有油从进油口流向回油口。当进油压力升高，作用在导阀3

  11、导阀阀口、孔道16通向回油口。油液流过阻尼孔11时产生压降，使阀芯10上端油压小于其下端油压，当这个压差作用在阀芯上的力超过弹簧力、摩擦阻力和阀芯自重时，主阀芯上升，油腔15和14接通，压力油便从回油口排出，实现溢流作用。远程控制口K

  9与主阀上端的油腔相连，从这里接出管道就可以对溢流阀实现远程制控，通过远处的导阀（此时该阀上的导阀全闭）可调节溢流阀进口处压力的大小。如果远程控制口K直接接通油箱时，主阀上端压力基本为零，阀芯10抬起，进口处压力油将在很低的卸荷压力下通过溢流排回油箱。先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸较小，调压弹簧2

  P6示出。由于阀6和流量计7的阻力很小，可忽略不计，阀4的出口压力为零。测量卸荷压力时，通过二位二通电磁换向阀5，控制阀的远程控制口K来进行。§4 实 验 方 案

  Y-10B型溢流阀作为被试阀，或采用Y1-10B型和Y-10B型作对比的实验方案。实验参数评判标准，采用溢流阀出厂试验技术指标，见表4-1表

  将溢流阀2调至安全阀压力7MPa（应比被试阀4的最高调节压力高10%左右），迅速调节阀4的调压手柄至全开。此时节流阀3关闭。特测参数：

  0.5-6.3MPa。调节阀4的调压手柄从全开至额定压力值，再回至全开，通过压力表P6观察压力升、降是否均匀，是否有突变或滞后等现象。反复实验不少于三次。2、压力振摆（单位为MPa

  5个压力值（这中间还包括6.3MPa），在压力表上读出压力振摆值，并标记出最大值。3、压力偏移（单位为MPa

  K直接接通油箱，通过额定流量时，测出阀前后压差即为卸荷压力。由于阀后阻力很小，可忽略不计，所以，此时压力表P6的示值即为卸荷压力。反复实验不少于二次。2、压力损失（单位为MPa

  启闭特性曲线的获得，目前可采用描点法和自动记录法两种，后者需将压力和流量通过传感器经二次义表输给记录仪直接绘出，实验结果的可信性和真实性都比较高，而且实验效率也是令人满意的。

  P调（单位为MPa）（其中应包括额定压力工况），建议P调为2、4和6.3或2和6.3MPa。2、阀4

  ，其值可由溢流阀2调节，P6测试点的选取对描绘启闭特性曲线的精度和实验效率有直接的影响。建议阀4开启的全过程中，P6测试点不少于12点，其中从导阀开启至主阀开启的过程，测试点不少于7点。闭合过程类同。待测参数：

  s）内过阀4的溢流容积△V（mL）。从导阀开启到主阀开启的过程中，流量较小，由于实验台上椭圆齿轮流量计量程的限制，△V采用量杯计量。闭合过程类同。注意，实测中，溢流量小到从油管中排出的油液不呈线流是不计量的。

  2的调压手柄，如果调节中出现小于（或大于）设定值时，不要反调，就按小值（或大值）实验，记录时修改这一设定压力值就是了。因为反调会改变阀芯的移动方向，摩擦阻力方向随即改变，测试的数据将带来误差。2、实验中边作边计算阀4

  Mpa；被试阀出口压力P出=0。2）启闭特性。当采用描点法时，原始数据和计算结果见表3-3

  1）溢流阀静态主要性能指标中，压力稳定性是十分重要的，其次是启闭特性。它们对液压系统性能的影响很大。

  2）压力稳定性指标是控制溢流阀在某调定压力下长期工作时，它的压力发生不规则变化的极限值。这种不规则变化与下列因素相关：阀芯结构、阻尼大小、加工精度、油液品质、油温变化等等。

  max=P额）时开启比最大，随着调定压力的降低，开启比不断减小，启开特性变差，但此时往往调压稳定性比最大调定压力时要好。§

  进一步讨论的问题1、直动式溢流阀是使作用在阀芯上的进油压力直接与调压弹簧力相平衡。如进油压力和通过流量较大时，阀芯直径及滑阀底部的液压作用力都将增大，则弹簧力就要很强，这样不仅结构庞大，调整不够轻便，而且当时溢流量变化时油压的变化就较大，静态特性劣于先导式溢流阀。因此，在中高压、大流量的工况时，几乎不采直动式的，而均采用先导式溢流阀。