1、6 压力控制阀压力控制阀 6.2 溢溢 流流 阀阀 6.3 减压阀减压阀 6.4 顺序阀顺序阀 6.5 压力继电器压力继电器 6.6 压力阀在调压与压力阀在调压与 减压回路中的应用减压回路中的应用 压力控制阀是用于控制液压系统中油液的压力,或利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类。主要包括溢流阀、减压阀、顺序阀溢流阀、减压阀、顺序阀和和压压力继电器力继电器，以及由顺序阀派生出来的平衡阀、卸荷阀等。6.2 6.2 溢溢 流流 阀阀溢流阀的主要用途有以下两点：调压和稳压调压和稳压。多级调压；与节流阀并联稳压；限压限压。用作安全阀，对系统起过载保护作用。图6.26 多级调压回路节流调速溢流阀的
2、特征是：溢流阀的特征是：阀与负阀与负载相并联，溢流口接回油箱，载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈采用进口压力负反馈。分为直动型和先导型两类。6.2.1 6.2.1 直动型溢流阀直动型溢流阀结构特点：作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡。直动型溢流阀三种基本结构：图6.7(a)阀采用滑阀式溢流口，端面测压方式；图6.7(b)阀采用锥阀式溢流口，也采用端面测压方式；图6.7(c)所示阀采用锥阀式溢流口，锥面测压方式。但无论何种结构，直动型溢流阀均是由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成。图图67 直动型溢流阀结构原理图直动型溢流阀结构原理图(a)滑阀节流口，端面
3、测压滑阀节流口，端面测压;(b)锥阀节流口，端面测压锥阀节流口，端面测压;(c)锥阀节流口，锥面测压锥阀节流口，锥面测压 锥阀式直动型溢流阀的结构如图所示。阀芯在弹簧的作用下压在阀座上，阀体上开有进油口P、出油口T，油液压力从进油口P作用在阀芯上。当液压作用力低于调压弹簧的预压力时，阀口关闭，溢流口无液体溢出；当液压作用力超过弹簧力时，阀芯开启，流体从溢流口T流回油箱，弹簧力随着开口量的增大而增大，直至与液压作用力相平衡。调节弹簧的预压力，便可调整阀开启压力。图6.8 锥阀式直动型溢流阀 (a)结构图；结构图；(b)职能符号职能符号(b)职能 符号 直动型溢流阀的特点直动型溢流阀的特点是：结构
4、简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。在高压、大流量条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液动力很大，不能忽略，故调压精度低，恒压特性不好。工程机械上多作缓冲阀用。6.2.2 6.2.2 先导型溢流阀先导型溢流阀 先导型溢流阀有多种结构。图6.9是一种典型的三节同心结构先导型溢流阀，它由先导阀先导阀和主阀主阀两部分组成。图图69 YF型三节同心先导型溢流阀结构图型三节同心先导型溢流阀结构图(管式管式)1-锥阀锥阀(先导阀先导阀);2-锥阀座锥阀座;3-阀盖阀盖;4-阀体阀体;5-阻尼孔阻尼孔;6-主阀芯主阀芯;7-主阀座主阀座;8-主阀弹簧主阀弹簧;9-调压调压
5、(先导阀先导阀)弹簧弹簧;10-调节手柄调节手柄溢流开溢流开启状态启状态关闭状态关闭状态组装 先导式溢流阀工作原理 工作时，液压力同时作用于主阀芯及先导阀芯的测压面上。当先导阀1未打开时，阀腔中油液不流动，作用在主阀芯6上下两个方向的压力相等，但因上端面的有效受压面积A2大于下端面的有效受压面积A1，主阀芯在合力的作用下处于最下端位置，阀口关闭。当进油压力增大到使先导阀打开时，液流通过主阀芯上的阻尼孔5、先导阀1流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主阀芯阻尼孔的阻尼作用，使主阀芯6 6所受到的上下两个方向所受到的上下两个方向的液压力不相等，主阀芯在压差的作用下上移，打开阀口，的液压力不相等，主阀
6、芯在压差的作用下上移，打开阀口，实现溢流实现溢流，并维持压力基本稳定。调节先导阀的调压弹簧9，便可调整溢流压力。只要在设计时保证主阀弹簧很软，且主阀芯的测压面积A1、A2较大，摩擦力和液动力相对于液压驱动力可以忽略不计，即可使系统压力p p1 1=常数常数。先导型溢流阀的特点先导型溢流阀的特点是：在溢流量发生大幅度变化时，被控压力p1只有很小的变化（因主阀芯弹簧刚度小），即定压精度高。由于先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1左右，因此先导阀阀座孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大。所以，先导型溢流阀广泛用于高所以，先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。压、大流量场合。注意注意：导阀体上有一个
7、远程控制口K：（1）当K口通过二位二通阀接油箱时，先导级的控制压力p2=0；主阀芯在很小的液压力(基本为零)作用下便可向上移动，打开阀口，实现溢流，这时系统称为卸荷卸荷。（2）若K口与另一个远离主阀的溢流阀的入口连接，可实现远程调压。(此阀的调节压力应小于主阀中先导阀的调节压力)返回6.2.3 6.2.3 电磁溢流阀电磁溢流阀电磁溢流阀是电磁电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢换向阀与先导式溢流阀的组合，用于流阀的组合，用于系统的多级压力控系统的多级压力控制或卸荷。制或卸荷。右图为电磁溢流阀右图为电磁溢流阀的结构图，它是先的结构图，它是先导型溢流阀与常闭导型溢流阀与常闭型二位二通电磁阀型二位二通电
8、磁阀的组合。的组合。电磁阀的两个油口分别与主阀上腔(导阀前腔)及主阀溢流口相连。当电磁铁断电时，电磁阀两油口断开，对溢流阀没有影响。当电磁铁通电当电磁铁通电换向时，通过换向时，通过电磁阀将主阀电磁阀将主阀上腔与主阀回上腔与主阀回油口相连通，油口相连通，溢流阀溢流口溢流阀溢流口全开，导致溢全开，导致溢流阀进口卸压流阀进口卸压(压力为零压力为零)，这种状态称之这种状态称之为卸荷为卸荷。返回 先导型溢流阀与常闭型二位二通溢流阀与常闭型二位二通电磁阀组合时称为电磁阀组合时称为O O型机能电磁型机能电磁溢流阀溢流阀，见图(b)；与常开型二位二通电磁阀组合时常开型二位二通电磁阀组合时称为称为H H型机能电
9、磁溢流阀型机能电磁溢流阀，见图(c)。电磁溢流阀除应具有溢流阀的基本性能外，还要满足以下要求：(1)建压时间短；(2)具有通电卸荷或断电卸荷功能；(3)卸荷时间短且无液压冲击。6.3 6.3 减压阀减压阀 根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称为减压阀。减压阀主要用减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。减压阀的特征是：阀与负载相串联，调压阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，弹簧腔有外接泄油口，采用出口出口压力负反馈。减压阀也有直动型和先导型之分，但直动型减压阀较少单独使用。6.3.1.6.3.1.直
10、动式减压阀直动式减压阀 其结构如图所示。它主要由阀芯、阀壳、弹簧、调压手轮组成。进口压力称为一次压力p1，出口压力称为二次压力p2。一次油路p1进入阀体，流经节流口X节流降压后，从二次油路p2输出，这是主油路。输出的油，从出油口分支进入阀芯底部，流经阀芯中心的阻尼孔进入弹簧腔溢流回油箱。x 阀芯上作用力的平衡方程式：p2F=R=R0+K（XmaxX）式中（XmaxX）弹簧变形量。R0 弹簧预调压力；K 弹簧刚性系数；F 阀芯底面积；xRp2定值精度取定值精度取决于决于K 从上式可知，K、Xmax、F是定值。X受一次油压和流量的影响很小，因而忽略其变化量，也可视为常数。因此，p p2 2只同只同
11、R R0 0有关，若要改变有关，若要改变p p2 2的大小，可调节弹的大小，可调节弹簧的预压力簧的预压力R R0 0。调压误差：FKxpxxFRpxFKxRpmaxmaxmax0min2max0max2)(,)0(,x6.3.2 6.3.2 先导式减压阀先导式减压阀先导级由减压出口供油的减压阀如图所示，由先导阀和主阀两部分组成。图6.16 先导式减压阀职职能能符符号号工作原理工作原理由图可见，出口压力油经阀体与下端盖的通道流至主阀芯的下腔，再经主阀芯上的阻尼孔e流到主阀芯的上腔，最后经导阀阀口及泄油口L流回油箱。因其先导级的出口(即阻尼孔e的进口)压力油引自减压阀的出口p2，故称为先导级由减压
12、出口供油的减压阀。演示 工作时，若出口压力p2低于先导阀的调定压力，先导阀芯关闭，主阀芯上、下两腔压力相等，主阀芯在弹簧力作用下处于最下端，减压口开度y为最大，阀不起减压作用，p2p1。当出口压力达到先导阀调定压力时，先导阀阀口打开，主阀弹簧腔的油液便由外泄口L流回油箱，由于油液在主阀芯阻尼孔e内流动，使主阀芯两端产生压力差，主阀芯在压差作用下，克服弹簧力抬起，减压阀口y减小，压降增大，使出口压力下降到调定的压力值。此时，如果忽略液动力、摩擦力，则先导阀和主阀的力平衡方程式为 主阀 p3A+K(y0-y)=p2A先导阀p3As=Ks(x0+x)Ks x0(常数常数)式中 A、As主阀和先导阀有
13、效作用面积；K、Ks主阀和先导阀弹簧刚度，x、x0先导阀弹簧预压缩量和先导阀开口量；y0、y主阀弹簧预压缩量和主阀调节开度。联立上两式后，p2可写成p2 Ks x0/As+K(y0-y)/A Ks x0/As+Ky0/A由上式可以看出，只要在设计时保证主阀弹簧较软，Ky可以忽略，且主阀芯的测压面积A较大，摩擦力和液动力相对于液压驱动力可以忽略不计，即可使减压阀出口压力基本恒定。注意：当减压阀出口处当减压阀出口处的油液不流动时，此时仍的油液不流动时，此时仍有少量油液通过减压阀口有少量油液通过减压阀口经先导阀和外泄口经先导阀和外泄口L流回流回油箱，阀处于工作状态，油箱，阀处于工作状态，阀出口压力基
14、本上保持在阀出口压力基本上保持在调定值上。调定值上。顺序阀顺序阀p2 Ks x0/As+K(y0-y)/A Ks x0/As+Ky0/A 6.3.2 6.3.2 先导级由减压进口供油的先导级由减压进口供油的减压阀减压阀 先导级供油既可从减压阀口的出口P2引入，也可从减压阀口的进口Pl引入，各有其特点。先导级供油从减压阀的出口引入时，该供油压力p2是经减压阀稳压后的压力，波动不大，有利于提高先导级的控制精度，但导致先导级的输出压力(主阀上腔压力)p3始终低于主阀下腔压力p2，若减压阀主阀芯上下有效面积相等，为使主阀芯平衡，不得不加大主阀芯的弹簧刚度，这又会使得主级的控制精度降低。先导级供油从减压
15、阀的进口p1引入时(见图6.18)，其优点是先导级的供油压力较高，先导级的输出压力(主阀上腔压力)p3也可以较高，故不需要加大主阀芯的弹簧刚度即可使主阀芯平衡，主级的控制精度可能较高。但减压阀进口压力p1未经稳压，压力波动可能较大，又不利于先导级的控制。图6.18 先导级由减压进口供油的 先导式减压阀原理图 为了减小p1波动可能带来的不利影响，保证先导级的控制精度，可以在先导级进口处用一个小型“恒流器”代替原固定节流孔，通过“恒流器”的调节作用使先导级的流量及导阀开口度近似恒定，结果有利于提高主阀上腔压力p3的稳压精度。图6.19所示就是一种先导级由减压进口供油的减压阀。该阀先导级进口处设有“
16、控制油流量恒定器”6,它由一个固定节流孔I和一个可变节流口串联而成。可变节流口借助于一个可以轴向移动的小活塞来改变通油孔的过流面积，从而改变液阻。小活塞左端的固定节小活塞左端的固定节流孔使小活塞两端出流孔使小活塞两端出现压力差。小活塞在现压力差。小活塞在此压力差和右端弹簧此压力差和右端弹簧的共同作用下而处于的共同作用下而处于某一平衡位置。某一平衡位置。图6.19 DR20型减压阀 1-阀体;2-主阀芯;3-阀套;4-单向阀;5-主阀弹簧;6-控制油流量恒定器;7-先导阀;8-调压弹簧;I-固定阻尼;一可变阻尼 如果由减压阀进口引来的压力油的压力p1达到调压弹簧8的调定值时，先导阀7开启，液流经
17、先导阀口流向油箱，这时，小活塞前的压力为减压阀进口压力p1，其后的压力为先导阀的控制压力(即主阀上腔压力)p3。p3由调压弹簧8调定。由于p3p2图中，当换向阀在右位工作时，活塞作空行程返回，泵出口压力较低，由溢流阀2调定。图6.25 双向调压回路（a）当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口压力较高，由溢流阀1调定。右图所示回路在图示位置时，阀2的出口被高压油封闭，即阀1的遥控口被堵塞，故泵压由阀1调定为较高压力。当换向阀在右位工作时，液压缸左腔通油箱，压力为零，阀2相当于阀1的远程调压阀，泵的压力由阀2调定。6.6.1.3 6.6.1.3 多级调压回路多级调压回路 在不同的工作阶段，液
18、压系统需要不同的工作压力，多级调压回路便可实现这种要求。如图所示为二级调压回路。图示状态下，泵出口压力由溢流阀3调定为较高压力。图6.26 多级调压回路高压状态高压状态低压状态低压状态阀2换位后，泵出口压力由远程调压阀1调为较低压力。图6.26 多级调压回路图6.26(b)为三级调压回路。溢流阀1的远程控制口通过三位四通换向阀4分别接远程调压阀2和3，使系统有三种压力调定值.换向阀在中位时，系统压力由主阀1调定。换向阀4左位工作时，系统压力由阀2调定。换向阀4右位工作时，系统压力由阀3调定。在此回路中，在此回路中，远程调压阀的调远程调压阀的调整压力必须低于主溢流阀的调整压力必须低于主溢流阀的调
19、整压力，只有这样远程调压阀整压力，只有这样远程调压阀才能起作用才能起作用。图6.26(c)所示为采用比例溢流阀的调压回路。最高压力由阀1调定，通过比例溢流阀2可根据通入电流的大小，成比例调出各种压力。图6.26 多级调压回路6.6.1.4 6.6.1.4 电磁溢流阀调压电磁溢流阀调压卸荷回路卸荷回路液压系统工作时，执行元件短时间停止工作，不宜采用开停液压泵的方法，而应使油泵卸荷油泵卸荷(即压力为即压力为零零)。利用电磁溢流阀可构成调压卸荷回路。电磁溢流阀是由先导式溢流阀和二位二通电磁换向阀组合而成的复合阀，既能调压又能卸荷。如图所示，当二位二通换向阀电磁铁断电时，电磁溢流阀处于卸荷(卸压)状态
20、；图6.27 电磁溢流阀卸荷回路调压调压状态状态电磁铁通电时，液压泵可实现调压状态。6.6.2 6.6.2 减压回路减压回路液压系统中的定位、夹紧、控制油路等支路，在工作时往往需要稳定的低压，为此，在该支路上需串接一个减压阀图6.28(a)。图图628 减压回路减压回路主油路主油路路路油油减减压压图6.28(b)所示为用于工件夹紧的减压回路。夹紧工作时为了防止系统压力降低(例如送给缸空载快进)、油液倒流，并短时保压，通常在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀1调定；当二通阀通电后，阀1出口压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。应该注意，应用减压阀组成减压回路虽然可以方便地
21、使某一分支油路压力减低，但油液流经减压阀将产生压力损失，这增加了功率损失并使油液发热。当分支油路的压力较主油路压力低得多，而需要的流量又很大时，为减少功率损耗，常采用高、低压液压泵分别供油，以提高系统的效率。压力机液压系统压力机液压系统如图示，卸荷阀用于压力机双联泵系统中。当加压头下降时系统压力低，要求下降速度快，双泵供油。当加压头接触工件时，负荷增加，要求加压头下降速度慢，单泵供油，大泵卸荷。小小 结结 压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的，用于调压和稳压(控制压力)。压力负反馈的核心压力负反馈的核心是将被控压力转化为力信号并与指令力比较是将被控压力转化为力信号并与指令力比较，
22、指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是主阀或比较元件一般是主阀或先导阀先导阀。溢流阀的主要作用有：在某些定量泵系统(如在节流调速系统中)中起定压溢流作用；在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用。溢流阀的结构形式主要有两种：直动式溢流阀和先导式溢流阀。前者一般用于低压或小流量(如用小流量锥阀式溢流阀作远程调压阀)，后者用于高压、大流量。实际工作时，溢流阀开口大小是根据通过的流量自动调整，阀的进口压力(或系统压力)将随溢流量的增加而加大。溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主阀芯上弹簧的刚度(包括波动力弹簧刚度)。弹簧刚度愈小，压力变化也愈小。压力变化大小反映了溢流阀稳压性能的
23、好坏。从这点出发，先导式溢流阀较直动式溢流阀稳压性能好。先导式溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程调压、多级压力控制和使液压泵卸荷等功能。减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出口液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出口压力低于进口压力压力低于进口压力，并使出口压力基本不变的压力控使出口压力基本不变的压力控制阀。制阀。它常用于某局部油路的压力需要低于系统主油路压力的场合。减压阀与溢流阀相比，主要差别为：出口测压；出口测压；反馈力指向主阀口关闭方向；反馈力指向主阀口关闭方向；先导级有外泄口。先导级有外泄口。顺序阀和压力继电器不是用于控制压力。反过来，它们顺序阀和压力继电器不是用于控制压力。反过来
24、，它们利用压力作为信号去驱动液压开关或电器开关。利用压力作为信号去驱动液压开关或电器开关。顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关，是液控液压开关液控液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同，主要差别为：出口接负载；出口接负载；动作时阀口不是微开而是全开；动作时阀口不是微开而是全开；有外泄口有外泄口。压力继电器是将压力信号转换为电信号的转换装置，是液控电开关液控电开关。当作用于压力继电器上的控制油压升高到(或降低到)调定压力时，压力继电器便发出电信号。习习 题题6.1 分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。6.3 现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，
25、哪个是减压阀，又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断?6.4 若减压阀调压弹簧预调为5MPa，而减压阀前的一次压力为4MPa。试问经减压后的二次压力是多少?为什么?主阀和导阀开关情况如何？主阀和导阀开关情况如何？6.5 顺序阀是稳压阀还是液控开关?顺序阀工作时阀口是全开还是微开?溢流阀和减压阀呢?6.8 电磁溢流阀有何用途?6.9 将图6.8所示(远程)溢流阀的P口通过几米长的管道与先导型溢流阀的遥控口K相连后即可实现远程调压，请在图6.10的基础上画出远程调压的原理简图，并作简要说明?6.11 先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞将会出现什么现象?如果弹簧腔不与回油腔相接，会出现什么现象?溢流阀组装返回溢流阀工作原理返回减压阀组装返回减压阀工作原理返回顺序阀组装返回顺序阀工作原理返回远控平衡阀回路远控平衡阀回路返回单触点柱塞式压力继电器单触点柱塞式压力继电器返回
