1、液压传动液压传动李杞超李杞超Monday,December 05,20221/425 5 液压控制阀液压控制阀5.4 流量阀定义定义流量控制阀简称流量阀，通过改变节流口通流面积或通道面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。种类种类普通的流量阀：节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀1）具有较大流量调节范围，且调节均匀。2）节流阀阀孔不易堵塞，小流量时能得到很小的稳定流量。3）节流前后压力差和温度变化对流量影响要小，4）节流后的压力损失要小。调节准确、轻便。5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，其调节力矩要小。性能要求性能要求Monday,Dec
2、ember 05,20222/42第五节第五节 比例控制阀比例控制阀u随着工业自动化水平的提高，许多液压系统要求油流的随着工业自动化水平的提高，许多液压系统要求油流的压力压力和流量和流量能连续地或按比例地跟随能连续地或按比例地跟随控制信号控制信号而变化。而变化。u若仅用普通的控制阀很难实现这种控制。若仅用普通的控制阀很难实现这种控制。u若用若用电液伺服阀电液伺服阀组成伺服系统当然能实现这种控制，但伺服组成伺服系统当然能实现这种控制，但伺服系统的控制精度和动态性能大大超过了这些液压系统的要求，系统的控制精度和动态性能大大超过了这些液压系统的要求，使得系统复杂、成本高、制造和维护困难。使得系统复杂
3、、成本高、制造和维护困难。u为了满足生产中这类液压系统的要求，近几年来发展了为了满足生产中这类液压系统的要求，近几年来发展了比例比例控制阀控制阀，以它组成开环比例控制或闭环比例控制系统。，以它组成开环比例控制或闭环比例控制系统。Monday,December 05,20223/42u比例阀的结构特点比例阀的结构特点是由是由比例电磁铁比例电磁铁与与液压控制阀液压控制阀两部分组两部分组成。成。u相当于在普通液压控制阀上装上相当于在普通液压控制阀上装上比例电磁铁比例电磁铁以代替原有的以代替原有的手调控制部分。电磁铁接收输入的电信号，连续地或按比手调控制部分。电磁铁接收输入的电信号，连续地或按比例地转
4、换成力或位移。例地转换成力或位移。液压控制阀受电磁铁输出的力或位液压控制阀受电磁铁输出的力或位移控制，连续地或按比例地控制油流的压力和流量移控制，连续地或按比例地控制油流的压力和流量。u由于比例阀实现了用由于比例阀实现了用电信号电信号控制液压系统的压力和流量，控制液压系统的压力和流量，因此它兼有因此它兼有液压机械液压机械传递功率大，反应快；传递功率大，反应快；电气设备电气设备易操易操纵控制，电信号易放大、传递和检测的纵控制，电信号易放大、传递和检测的优点优点，适用于遥控、，适用于遥控、自动化和程序控制。自动化和程序控制。Monday,December 05,20224/42u根据被控制的参数不
5、同，根据被控制的参数不同，比例阀比例阀可分为可分为比例压力阀比例压力阀、比例比例流量阀流量阀、比例方向阀比例方向阀和和比例复合阀比例复合阀。下面对这几种阀作简。下面对这几种阀作简单介绍。单介绍。一、电液一、电液比例压力阀比例压力阀1.工作原理工作原理直动式直动式Monday,December 05,20225/42u比例比例阀阀与先导式溢流阀、顺序阀、减压阀的主阀组合成与先导式溢流阀、顺序阀、减压阀的主阀组合成各式电液比例压力阀。各式电液比例压力阀。例如，例如，先导式比例溢流阀先导式比例溢流阀V/IpMonday,December 05,20226/42二、电液比例二、电液比例流量阀流量阀普通
6、比例流量阀普通比例流量阀u电液比例流量阀是输入相应的电信号去调节系统的流量。电液比例流量阀是输入相应的电信号去调节系统的流量。u它是由比例电磁铁与流量阀组成。根据流量阀结构的不它是由比例电磁铁与流量阀组成。根据流量阀结构的不同，电液比例流量阀又可分为比例节流阀、比例调速阀同，电液比例流量阀又可分为比例节流阀、比例调速阀和比例单向、双向调速阀。和比例单向、双向调速阀。Monday,December 05,20227/42三、电液比例三、电液比例换向阀换向阀u电液比例换向阀由比例减压阀、液动换向阀和比例电磁铁组电液比例换向阀由比例减压阀、液动换向阀和比例电磁铁组成。成。u靠改变输入电信号的靠改变输
7、入电信号的大小和方向大小和方向来控制换向阀的开度，改变来控制换向阀的开度，改变流量和方向流量和方向。不仅可以改变液流的方向，而且还可以控制流。不仅可以改变液流的方向，而且还可以控制流量的大小。量的大小。u原理是当一边的比例电磁铁输入的电信号增大，减压阀的开原理是当一边的比例电磁铁输入的电信号增大，减压阀的开口量也增大，液动换向阀的位移也增大，其流量也增大；另口量也增大，液动换向阀的位移也增大，其流量也增大；另一边输入时，则换向，并按输入的电信号的大小调节。一边输入时，则换向，并按输入的电信号的大小调节。u这种阀流量会受负载的影响。所以又有这种阀流量会受负载的影响。所以又有双向比例调速阀双向比例
8、调速阀。Monday,December 05,20228/42Monday,December 05,20229/42 插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。对密封性能要求较高的系统。Monday,December 05,202210/42图7.16 插装阀的组成1先导控制阀；2控制盖板；3逻辑单元（主阀）、4，阀块体 插装阀由控制盖板、插装单元（由阀套、弹簧、阀芯及
9、密封件组成）、插装块体和先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称二通插装阀。Monday,December 05,202211/42图7.15 插装阀逻辑单元 7.6.1.1 插装阀的工作原理插装阀的工作原理 图中图中A和和B为主油路仅有的两个工作油口，为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导为控制油口（与先导阀相接）。当阀相接）。当K口回油时，阀芯开启，口回油时，阀芯开启，A与与B相通；反之，当相通；反之，当K口进油口进油时，时，A与与B之间关闭。之间关闭。二通插装阀相当于一个液控单向阀。Monday,December 05,202
10、212/427.6.1.2 方向控制插装阀方向控制插装阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀（a）单向阀；(b)二位二通阀Monday,December 05,202213/427.6.1.2 方向控制插装阀方向控制插装阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀(c)二位三通阀;(d)二位四通阀Monday,December 05,202214/42图7.18 插装阀用作压力控制阀（a）溢流阀；(b)电磁溢流阀 7.6.1.3 压力控制插装阀压力控制插装阀 Monday,December 05,202215/427.6.1.4 流量控制插装阀流量控制插装阀 图7.19 插装节流阀 Monday,Dec
11、ember 05,202216/42 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连
12、续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。中。电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。Monda
13、y,December 05,202217/42 比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成比例。这一特性使比例电磁铁可作为液压阀中的信号给定元件。比例电磁铁比例电磁铁图7.20比例电磁铁1一轭铁；2线圈；3一限位环；4隔磁环；5一壳体；6内盖；7一盖；8调节螺钉；9弹簧；10衔铁；11一支承环；12导向套Monday,December 05,202218/421一阀座；2先导锥阀；3-轭铁；4r衔铁；5弹簧；6推秆；7线圈；8弹簧；9先导阀溢流阀溢流阀用比例电磁铁取代先导型用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀的调压手柄，溢流阀导阀的调
14、压手柄，便成为先导型比例溢流阀便成为先导型比例溢流阀 Monday,December 05,202219/42溢流阀溢流阀 阀下部与普通溢流阀阀下部与普通溢流阀的主阀相同，上部则为比的主阀相同，上部则为比例先导压力阀。该阀还附例先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的安全阀有一个手动调整的安全阀（先导阀）（先导阀）9，用以限制，用以限制比例溢流阀的最高压力。比例溢流阀的最高压力。Monday,December 05,202220/42安全阀安全阀先导比例阀先导比例阀Monday,December 05,202221/42阀阀Monday,December 05,202222/42阀阀Monday,
15、December 05,202223/42 电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的液电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于高压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于高速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控制系统中。制系统中。在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移X XP P与的输入电流信号与的输入电流信号I I 成比例，为了保证主阀芯的定位控制，主阀和先导阀之间设有位成比例，为了保证主阀芯的
16、定位控制，主阀和先导阀之间设有位置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置-力反馈两力反馈两种。种。电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和流量型伺服阀之电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和流量型伺服阀之分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。Monday,December 05,202224/42力马达力马达 Monday,December 05,202225/42先导级放大元件反馈杆Monday,December 05,202226/42反馈杆Monday,December 05,202227/42Monda
17、y,December 05,202228/42Monday,December 05,202229/421、采用阀芯、阀套直接比较法；、采用阀芯、阀套直接比较法；2、导阀芯导阀套、导阀芯导阀套直接比较直接比较、通过刚性连接、通过刚性连接直接（测量）反馈直接（测量）反馈；3、放大元件放大元件为导阀部分为导阀部分、缸、缸是主阀两端部分是主阀两端部分；4、指令元件指令元件是线圈，是线圈，被控对象被控对象是主阀芯，使主阀芯位移跟是主阀芯，使主阀芯位移跟踪动圈的指令位移踪动圈的指令位移。导阀芯阀导阀芯阀套比较套比较线圈线圈指ivx指xMonday,December 05,202230/42力马达力马达 固
18、定节流孔固定节流孔 反馈弹簧杆反馈弹簧杆 喷嘴喷嘴 挡板（导阀芯）挡板（导阀芯）弹簧管弹簧管（扭簧）（扭簧）要求：要求：主阀芯位移自动跟主阀芯位移自动跟踪输入的电流，与踪输入的电流，与输入电流成比例。输入电流成比例。主滑阀主滑阀先导级油先导级油缸左腔缸左腔先导级油先导级油缸左腔缸左腔Monday,December 05,202231/42 力矩马达力矩马达 衔铁衔铁磁钢磁钢导磁体导磁体iTSNNNSSNSNS吸吸吸吸斥斥斥斥KtiT指iMonday,December 05,202232/42 双喷嘴挡板阀双喷嘴挡板阀 Monday,December 05,202233/42vxT 被控对象被控
19、对象 被控对象被控对象 力矩比较元件反馈杆反馈杆弹簧管弹簧管xxMonday,December 05,202234/42力马达力马达 固定节流孔固定节流孔 反馈弹簧杆反馈弹簧杆 喷嘴喷嘴 挡板（导阀芯）挡板（导阀芯）弹簧管弹簧管（扭簧）（扭簧）主滑阀主滑阀先导级油先导级油缸左腔缸左腔先导级油先导级油缸左腔缸左腔Monday,December 05,202235/427.6.3.3 电液伺服阀的应用电液伺服阀的应用 Monday,December 05,202236/42 流量负反馈比压力负反馈更为复杂，关键在于要将流量转化成便于比较的力以后，再反馈到阀芯上。将流量转化成力的过程称为流量的传感测
20、量，转换部件称为流量传感器。流量阀的流量测量方法有两种：“压差法”和“位移法”。用“压差法”测量时，先将流量转化成压力差，再用测压法测量，因此用于稳定流量的调速阀被称为“定差”阀。“位移法”测量时，先将流量转化成位移，再用弹簧将其转化为反馈力。小小 结结 调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的核心是将被控流量转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是流量调节阀芯或先导阀。Monday,December 05,202237/42 插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀，它相当于电液动阀，流量大、密封好，常用于大流量系统中。小小 结
21、结 节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，但用于节流调速系统时功率损失比调速速阀小。轴向三角槽式节流口的水力半径较大，加工简单，应用较广。电液比例阀能按输入的电气信号连续地、比例地控制压力或流量，与电液伺服阀相比，响应速度和精度低一些，多用于开环比例控制。电液伺服阀精度高、响应快，多用于闭环控制。Monday,December 05,202238/42本堂内容小节：本堂内容小节：（1）顺序阀的结构和工作原理及其应用。顺序阀的结构和工作原理及其应用。（2）压力继电器的结构和原理。）压力继电器的结构和原理。（3）流量控制阀的结构和原理。）流量控制阀的结构和原理。重点是调速阀的结构和原理。重点是调速阀的结构和原理。（4）比例控制阀的结构原理和特点。）比例控制阀的结构原理和特点。
