当pA>Fs时，阀芯上移，弹簧进一步受到压缩，溢流阀开始溢流。直到阀芯达到某一 新的平衡位置时停止移动。此时进油口的压力为p
p=K(x+zo)/A
式中 x—— 由于阀芯的移动使弹簧产生的附加压缩量。
由于阀芯移动量不大，(即x变动很小)所以当阀芯处于平衡状态时，可认为阀进口压力p基本保持不变。
调节手柄1可改变弹簧的预压缩量，从而调节溢流压力p。通道g为细长孔，当阀芯振 动时g孔起到阻尼作用；通道e为泄漏孔，达到弹簧腔的油液经此孔流回油箱。图5-21(b) 为直动式溢流阀的职能符号。
由于直动式溢流阀是直接利用阀芯上的弹簧力与液压力平衡的，所以弹簧刚度K较大， 压力调节也较费力，溢流量发生变化时阀的进油口压力波动较大，因此只能适用于低压小流量或平稳性要求不高的液压系统。
图5-22(a)为具有阻尼活塞和偏流盘的直动式溢流阀的结构图，其工作原理为：压力油从油口P进入，当油压所产生液压力大于阀芯上的弹簧力时，阀芯抬起，液压油经过阀芯 的锥形面2,与阀体间形成的环形通道，从油口T流出。图5-22(b)为该阀的阀芯部分放大 图。由此图可以分析直动式溢流阀的性能特点，主要有以下几点。
①灵敏度高 由于控制开口的阀芯面2为锥形面,当阀芯轴向稍微一移动，就可以有较大的开口；阀芯体积较小，惯性小，移动灵活。
②通流能力大阀芯左端偏流盘1上开有环形凹槽，当油液流过此槽时流向发生改变，形成与弹簧力相反方向的液动力。当阀芯开大时，弹簧压缩量增加，而通过的流量也增加,由此所产生的液动力增大，从而抵消了弹簧力的增量，使得阀芯开启稳定性增加，通流能力增加。
③调压范围广由于上述两原因的存在，使阀芯所需的弹簧刚度大大降低，从而增大了阀的调压范围。
④稳定性增加 阀芯下端的阻尼活塞3与阀体间设置了适当间隙，使阀芯在移动 时受到液压油的阻尼，阻尼活塞与阀体不直接接触，减少了阀芯移动时的摩擦力，同时压力的波动可以及时反馈到阀芯上，使之灵活而又平稳的移动，于是压力的平稳性 大大增加。
此类直动式溢流阀的通径从6～30mm不等，最高压力可达31.5～63MPa,最大流量可达300L/min,该阀在高压大流量下具有较平缓的压力一流量特性，其关键在于偏流盘上的射流力对液动力的补偿作用。采用阻尼活塞可提高阀的稳定性。