3.6 实际零开口四边滑阀的静态特性

实际零开口滑阀因有径向间隙，往往还有很小的正的或负的重叠量，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角，所以在中位附近某个微小位移范围内（如），阀地泄漏不可忽略，泄漏特性决定了阀的性能。而在此范围以外，由于径向间隙等影响可以忽略，理想的和实际的零开口滑阀的特性才相互吻合。

实际零开口滑阀中位附近的特性（零区特性）可以通过实验确定。参看图3-11，假设阀的节流窗口是匹配和对称的，将其负载通道关闭（qL=0），在负载通道和供油口分别接上压力表，在回油口流量计或量杯。通过实验可得三条特性曲线。

1. 压力特性曲线

在供油压力ps一定时，改变阀的位移xV，测出相应的负载压力PL，根据测得的结果作出压力特性曲线，如图3-11（b）所示。该曲线在原点处的切线斜率就是阀的零位压力增益。由图可以看出，阀芯只要有一个很小的位移xV，负载压力pL很快就增加到供油压力ps，说明这种阀的零位压力增益是很高的。

2. 泄漏流量曲线

在供油压力ps一定时，改变阀芯位移xV，测出泄漏流量qL，可得泄漏流量曲线，如图3-14（a）所示。由该曲线可以看出，阀芯在中位时的泄漏流量qc最大，因为此时阀的密封长度最短，随着阀芯位移回油密封长度增大，泄漏流量急剧减小。泄漏流量曲线可用来度量阀芯在中位时的液压功率损失大小。

3. 中位泄漏流量曲线

如果使阀芯处于阀套的中间位置不动，改变供油压力ps，测量出相应的泄漏流量qc，可得中位泄漏量曲线，如图3-14（b）所示。

中位泄漏流量曲线除了可用来判断阀的加工配合质量外，还可用来确定阀的零位流量–压力系数。

这个结果对任何一个匹配和对称的阀都是适用的，在切断负载时，泄漏流量qL就是供油流量qs，因为中位泄漏流量曲线是在qL=pL=xV=0的情况下测出的。由式（3-70）可知，在特定供油压力下的中位泄漏流量曲线的切线斜率就是阀在该供油压力下的零位流量–压力系数。

上面介绍了用实验方法来测定阀的零位压力增益和零位流量–压力系数。下面利用式（3-70）的关系给出实际零开口四边滑阀KC0和Kp0的近似计算公式。

由图3-14（b）可以看出，新阀的中位（零位）泄漏流量小，且流动为层流型的，已磨损的旧阀（阀口节流边被流冲蚀）的中位泄漏流量增大，且流动为紊流型的。阀磨损后在特定供油压力下的中位泄漏流量虽然急剧增加，但曲线斜率增加却不大，即流量–压力系数变化不大（约2～3倍），可按新阀状态来计算阀的流量–压力系数。

层流状态下液体通锐边小缝隙的流量公式可写为

式中：rc――阀芯与阀套间的径向间隙；

W――阀的面积梯度；

µ――油液的动力黏度；

Δp――节流口两边的压力差。

阀的零位泄漏流量为两个窗口（图3-12中的3、4两个窗口）泄漏流量之和。零位时每个窗口的压降为，泄漏流量为。在层流状态下，零位泄漏流量为

由式（3-70）和式（3-72）可求得实际零开口四边滑阀的零位流量–压力系数为

实际零开口四边滑阀的零位压力增益为

上式表明，实际零位开口阀的零位压力增益主要取决于阀的径向间隙值，与阀的面积梯度无关。实际零开口四边滑阀的零位压力增益可以达到很大的数值。

为了对零位压力增益有一个数量概念，下面进行一个典型计算。取µ=1.4×10−2Pas，，Cd=0.62，rc=5×10−6m，可得出

当ps=7MPa时，。实践证明，当供油压力为7MPa时，这个数量级是很容易达到的。

式（3-72）和式（3-73）只是近似的计算公式。试验研究证明，由此得到的计算值与试验值是比较吻合的。