1、6.1 概 述 1.阀的功能 液压系统中用以控制系统的流体压力、流量和流动方向压力、流量和流动方向的控制元件，总称液压控制阀(或液压阀、控制阀)，它们性能很大程度上决定了整个液压系统性能。它们的共同之处：(1)在结构上都由阀体、阀芯、操纵部件等三个主要部分组成；(2)在工作原理上都是利用阀的开口（简称阀口）的变化（大小或通断）来控制液流压力、流量和方向的，因此阀口的通流性能决定了它的性能。阀口的流量、压差和开口面积之间的关系符合小孔流量公式。第六章第六章 液压控制阀液压控制阀 2.阀的分类3.阀的基本性能要求：1)动作灵敏，使用可靠，工作时冲击小、振动小、噪音小，具有一定的使用寿命；2)油液通
2、过阀时所产生的压力损失尽量小;3)具有良好的密封性能，内、外泄漏小;4)结构简单、紧凑，安装、调整、维护方便。另外，液压控制阀也应实行系列化、标准化和通用化。目前的液压阀正在向高压化、小型化、集成化的方向发展。6.2 方向控制阀 方向控制阀在油路的主要作用是用来通断或改变油液流动的方向。1.单向阀 仅允许液体向一个方向流动，而不能反向流动（反向截止）的阀。有普通型单向阀和液控单向阀两种。普通单向阀的工作原理是利用座阀（锥阀或球阀）的单向通流特性实现的。单向阀在油路中主要用来限制液流流向。正向时要求它阻力小、压降损失小、动作灵敏可靠；反向时泄漏小。单向阀的主要用途是:装在液压泵的出油液口，在液压
3、泵卸荷或意外停转时，防止系统中的高压油液倒流入液压泵而影响它的工作1 活塞 2 顶杆 3 阀芯 液控单向阀 允许液体单向通过，反向时关闭或按预定液压控制信号开放单向阀，称液控单向阀。液控是在普通单向阀的基础上，增加一个液控口，以适应油液反向流动的需要。当控制口K不通压力油时，液控单向阀与普通单向阀一样，油液只能正向流动，反向截止。而当控制口K通入压力油时，活塞1被推向右边，克服弹簧弹力、液压力等阻力，通过顶杆2推动阀芯3右移，阀口打开，液控单向阀反向导通，油液可以从原出油口P2通过阀口流向原进油口P1 液控单向阀常用于保压、锁紧和平衡等回路2、换向阀 换向阀是利用阀芯和阀体的相对位移关闭或接通
4、油路，从而改变液流方向，使执行元件停止、启动或改变运动方向。根据阀芯和阀体的相对位移方式，可分为换向滑阀和转阀两大类。换向滑阀是利用阀芯相对阀的往复直线位移改变内部通道连通方式控制油路通断和改变液流方向的，而转阀是利用柱状阀芯与阀体的旋转位移实现上述作用的。不加特别说明的换向阀即换向滑阀。（a）（b）（c）图（c）是对应图（a）、（b）换向阀的图形符号，从左至右的三个方框分别代表换向阀阀芯所处的左位、中位和右位三个工作位置。方框内的引线表示通路状态，其中“”或“”表示阀口关闭，箭头连线表示所连接的口相通。图形符号中，外引线在常态（不通电）位置画出，图（c）中的常态位置是中位，有五条外引线，表示
5、阀的五个油口。因该阀有三个工作位置，五个油口，称为“三位五通换向阀”。中位机能是对三位换向阀而言的。在非控制状态时，中间位置所表示的阀内部油路连通方式称中位机能。根据中位油路的连通方式不同，可分为O、P、M、H、X、U、Y型多种，可参看表6.2-2 三位五通换向滑阀：位数、通路数、中位机能 换向阀阀芯的控制方式、定位和复位方式：控制方式即是使阀芯位移的方式和方法。常见的控制方式（参见表6.2-3）有：手动控制、机械控制、液压控制、电磁控制及复合控制，它们分别是利用人工方法、机械方法、液压力和通电线圈产生的电磁力控制阀芯与阀体的相对位移的，复合控制通常是电液联合控制，即利用电磁力控制导阀，进而使
6、液压力控制主阀芯位移从而达到换向目的。在液压回路或液压系统中，换向阀的图示位置为静态（自然）在液压回路或液压系统中，换向阀的图示位置为静态（自然）位置。位置。使阀芯相对阀体在工作位置或零位固定的方法称定位方式。常见的定位方式有弹簧定位和机械定位，其中机械定位是最可靠的。使阀回到原始状态的方法，称复位方式，常见的复位方式有弹簧复位、弹簧对中复位、液压对中复位，后两者是对三位阀而言的。三位五通换向滑阀：表6.2-1.换向滑阀结构与图形符号 二位二通阀 接通与切断油路，相当于一个油路开关。二位三通阀 改变液流流向，从一条油路转换到另一条油路。二位四通阀 进油和回油不变的情况下，切换二个出油口的流向。
7、三位四通阀 二位五通阀 三位五通阀 左、右位与二位四通阀作用相同。中位时关断所有通油口。切换二个出油口的流向，有二种回油方式。左、右位与二位五通阀作用相同。中位时关断所有通油口 表6.2-3 换向阀操纵方式图形符号 手柄式 机动滚轮式 机动顶杆式 电磁式 液压式 弹簧 液压先导控制 电磁-液压先导控制 表6.2-2 三位换向滑阀的中位机能转 阀 1 手柄 2 阀体 3 阀芯 （a）（b）（c）（d）转阀的阀芯是作旋转运动，如图所示，扳动手柄1，阀芯3在阀体2内作转动。（a）、（b）、（c）分别是阀芯在左、中、右三个位置的情形 三位四通手动换向阀结构三位四通手动换向阀结构二位二通机动换向阀结构二
8、位二通机动换向阀结构 3、换向滑阀的结构介绍三位四通电磁换向阀结构三位四通电磁换向阀结构 1-阀芯 2-弹簧3-推杆 4-线圈 5-导套 6-衔铁 7-压杆 8-检查按钮 三位四通液动换向阀结构三位四通液动换向阀结构（弹簧对中型）（弹簧对中型）当控制油路的压力油从K1口进入滑阀的左腔、滑阀的右腔通过K2通油箱时，液压力克服弹簧力等阻力，推动阀芯右移，P与A相通，B与T相通，换向阀处于左位状态。反之，K2口通入压力右时，换向阀处于右位状态，P与B相通，A与T相通。当K1、K2都不通入压力油时，阀芯在二端的弹簧力作用下，处于中位，四个油口均不相通。电液动换向阀结构（弹簧对中型）电液动换向阀结构（弹
9、簧对中型）通电，使电磁阀处于右位，则主阀也随之切换至右位，P、B相通，A、T相通。当二个电磁阀均断电时，主阀芯在复位弹簧的作用下，回到中位，P、T、A、B四个均互不相通。电液动换向阀由主阀和先导控制阀组成。主阀是液动换向阀，允许通过较大流量的液流。5.5.多路换向阀多路换向阀 多路换向阀是由二个以上的换向阀为主的组合阀（属于叠加阀），根据工作要求的不同，还可以组合上安全溢流、单向阀和补油阀。和其它阀相比，它具有结构紧凑、压力损失小、移动滑阀阻力小、多位性能、寿命长、制造简单等优点。主要用于起重机械、工程机械及其它行走机构，进行多个执行元件（液压缸和液压马达）的集中控制。它的操纵方式多为手动操纵
10、，也有机动、液动、气动以及电磁-气动等形式；若按阀体结构分，有分片式和整体式二类；若按连接方式分，有并联、串联和串并联三类。1）并联油路多路换向阀 这类多路换向阀进口压力油可以直接通到各联滑阀的进油口，各联滑阀的回油口又都直接通到多路换向阀的总回油口。当采用这种油路连通方式的多路换向阀同时操作多个执行元件同时工作，压力油总是先进入负载压力较低的执行元件。因此只有各执行元件进油口的压力相等时，它们才能同时动作。）串联油路多路换向阀 每联滑阀的进油口都和前联滑阀的中位回油口相通，即前联回油口都和后联滑阀的中位进油口相通，这样，可使串联油路内的数个执行元件同时动作，其条件是串联回路多路换向阀的进油口
11、P的压力要大于所有同时动作的执行元件的各腔压力之和。因此，并联油路多路换向阀的进口P的压力比较高，损失相应也较大。3）串并联油路多路换向阀 每联滑阀的进油口都和前联滑阀的中位回油口相通，每联回油口都直接与总回油口连接，即各滑阀的进油口串联，回油口并联。串并联油路多路换向阀的特点是：当某联滑阀换向时，其后各联滑阀的进油道当即被切断。因此，一组多路换向阀中只能有一个滑阀工作，即滑阀之间具有互锁功能，可以防止误动作。6.3压力控制阀 以液压力与弹簧力相平衡而进行压力控制的元件称压力控制阀，简称压力阀。压力阀在油路的主要作用是用控制液流压力高低的。1、溢流阀 以液压力与弹簧力相平衡而维持进口压力近于恒
12、定，系统中多余流体通过该阀回油箱的压力控制阀，称溢流阀。根据结构不同，溢流阀主要有直动式和先导式两种。溢流阀在液压系统中主要起稳定压力或安全保护的作用。它是液压系统中最重要的元件之一，几乎所有的系统都要用到溢流阀，其性能的好坏对液压系统的正常工作有重大影响。溢流阀在油路中的使用比较灵活，可以有不同的用途。（1）直动式溢流阀的工作原理与结构 1-手柄 2-弹簧 3-阀芯 根据阀芯形状不同，直动式溢流阀有3种：球芯式、锥芯式和滑阀式溢流阀。球芯式应用较少；锥芯式动作灵敏，适于作安全阀；而滑阀式溢流阀压力稳定性好，适用作调压阀以稳定系统的工作压力。进口压力p基本上由弹簧力决定 AFpS 阀体上阻尼孔
13、1的作用是对阀芯的运动产生阻尼，以提高阀芯的稳定性。P为进油口(液压泵出口的分支管路接口)，T为回油箱接口。转动调手柄5，使调压弹簧7预压缩量为x。1）直动式溢流阀的工作原理与结构 1-手柄 2-弹簧 3-阀芯 起稳定压力作用的溢流阀实际上是一个负反馈系统，反馈信号取自进口压力p，称为控制压力，在图形符号中用虚线表示。稳压时阀口虽有一定的开口量x，但常态下（进口无压力）P与T不通，故图形符号中箭头偏向一边。另外，溢流阀的出口T通常接通油箱，所以图形符号中也将油箱画出。直动式滑阀式溢流阀的结构 1-手柄 2-弹簧 3-阀芯a-阻尼孔 xR-阀口进入进油口P的压力油通过阀芯3的径向孔和阻尼孔a作用
14、在阀芯底部，该液压力与弹簧2的弹簧力平衡，溢流流量从开口xR流向T口，为防止泄漏，需要一定的重叠长度L。这种滑阀式结构的溢流阀一般只能用于压力小于2.5MPa的小流量场合。较新型的直动式溢流阀采用锥阀式或球阀式，可以直接用于高压、大流量的场合。2）先导式溢流阀先导式溢流阀由两部分组成：先导阀部分（锥芯式直动式溢流阀）和主阀部分。压力油从P口进入，通过阻尼孔3到达主阀芯上腔，再经直通道到达先导阀芯的前腔，作用在先导阀芯4的前面（锥面），当进口压力p较低时，液压力不能克服先导弹簧5的弹簧力，先导阀关闭。如果进口压力p升高，P1随之升高，当作用在先导阀芯4上的液压力能克服弹簧5时，先导阀芯4打开，液
15、流通过阻尼孔3、先导阀阀口和主阀阀芯轴向通孔流回油箱。由于液流通过阻尼孔时产生压降p=P-P1，使主阀下腔的液压力PA大于上腔的液压力P1A，当液压力差pA大于主弹簧1的弹力和其它阻力时，主阀芯2上移，主阀开启，部分油液经过主阀口（T）溢流回油箱。3）溢流阀的应用（1）作调压阀以稳定系统压力 在图(a)的定量泵系统中，节流阀与溢流阀并联，泵输出流量QS，节流阀用以调节进入执行元件的流量QL。QS的选择原则是QS QL，以满足执行元件最大速度。在正常工作时，QS 显著大于QL，多余流量经溢流阀溢流回油箱。因而在正常工作时，溢流阀总是开启的（常开），因而保证了系统工作压力稳定。调节节流阀口的开度，
16、可调整节流阀和溢流阀的通流量。由于溢流阀在通流量变化很大时进口压力变化甚微，这就保证了系统工作压力的稳定性。3）溢流阀的应用（2）作安全阀以限定系统最高压力，保障系统安全 在(b)的变量泵系统中，泵输出流量可根据执行元件的需要而自动调节。系统正常工作时无多余流量经溢流阀旁路溢流回油箱，溢流阀是闭合的（常闭），只有当系统工作压力超过溢流阀设定压力（一般为最高工作压力的110）时，溢流阀才开启溢流，以限制系统的最高工作压力，保障了系统的安全。3）溢流阀的应用（3）作卸荷阀和远程调压阀 在图（c）的定量泵系统中，调压阀为先导式溢流阀，在其先导阀控制口处并联二位二通阀。当二位二通阀通电而处上工位时，先
17、导阀控制压力为零，使泵卸载。将图中的二位二通阀换成锥心式溢流阀，则可作远程调压阀。但只有远程调压阀的调节压力低于主阀调节压力时，才起远程调压作用。3)溢流阀的应用（4）作背压阀 溢流阀还可用作背压阀，这时一般用直动式溢流阀，将它串接在系统的回油路上，以产生一定的回油阻力，改善执行元件运动的平稳性。安装在液压缸出口的一端,在液压缸伸出运动时形成一个背压,以防止液压缸活塞杆突然伸出。2.减压阀 用节流的方法使出口压力低于进口压力的控制阀称减压阀1)定值减压阀：在出口获得低于进口压力的稳定压力。这种减压阀最为常用，有时直接称为减压阀。2)定差减压阀：保持进、出油口之间的压力差不变。3)定比减压阀：保
18、持进、出油口之间的压力比不变。1）定值减压阀（1）直动式定值减压阀 图a为工作原理图，图b为图形符号。P1是进油口，P2是出油口。常态时阀芯在弹簧的作用下处于阀腔底部、开口最大，P1、P2相通，即阀芯是常开的。压力为P1的高压液体从进液口P1经减压阀口降为P2并从P2输出，同时P2通过内部通道进入阀芯下端，对阀芯作用一个向上的与调压弹簧力平衡的液压力AP21）定值减压阀（1）直动式定值减压阀 若此刻减压阀口开度为x，则阀芯上力平衡方程为：)(m02xxxkAp)(const )(0m02xxxxxAkp或者 表明减压阀出口压力基本保持不变。该阀是直动式定值减压阀，其单独应用较少。1）定值减压阀
19、（2）先导式定值减压阀 减压阀中常见的为先导式定值减压阀，它由先导阀（锥芯式直动溢流阀）和直动减压阀（主阀）两部分组成。P1口进入经过常开的减压阀口压力降为p2并从出液口P2流出，同时压力p2作用于主阀芯底部，并经阻尼孔a压力降为p3作用主阀芯上端和先导阀阀芯左端。当先导阀前腔液压力小于或等于导阀预压弹簧力时，导阀关闭，这时P3=P2=P1，主阀芯位于阀腔底部，减压阀口处最大开度状态，不起减压作用。1）定值减压阀（2）先导式定值减压阀 当导阀开启，导阀回液单独回油箱,由于阻尼孔a的作用，导阀泄漏流量Q使主阀芯上下腔产生压力差P2-P3，当主阀芯下端的液压力大于主阀芯弹簧预压力时主阀芯上移，阀口
20、开度减小，起减压作用并保持P2近于恒定。当出口压力大于调定值时，阀口开度将减小，使阀口阻力增大，出口压力便下降；当出口压力小于调定值时，阀口开度将增大，使阀口阻力减小，出口压力便上升。这样，减压阀利用阀口开度的自动变化来使出口压力保持基本稳定。1）定值减压阀 先导式减压阀和先导式溢流阀相比较，有如下不同：1）减压阀保持出口压力基本不变，控制油液来自出油口；而溢流阀保持进口压力基本不变，控制油液来自进口。2）在自然状态下，减压阀进、出口相通（常开），而溢流阀的进、出口不通（常闭）。3）减压阀的先导阀泄漏油液须通过泄油口单独外接油箱，而溢流阀的出油口是与油箱直接相接的，所以它的先导阀的泄漏油可通过
21、阀体上的通道和出口相通，不必单独外接回油管道。2）定差减压阀 定差减压阀可保持进、出油口的压力差稳定不变，其结构原理图如图所示。进口压力P1作用在阀芯的台阶端面上，并通过减压节流口x流出压力降为P2,同时P2通过阀芯中心孔作用在阀芯上腔。阀芯是在进、出口压力差P和弹簧力的作用下平衡（忽略摩擦力和稳态液动力），平衡方程式为)(4)(22cc21dDxxkppp定差式减压阀主要用在组合阀中，以保证节流阀的进、出口压力差恒定，从而获得稳定的流量。3）定比减压阀 定比减压阀能使进、出口压力的比值保持稳定，其结构原理如图所示，忽略稳态液动力、摩擦力，阀芯的平衡方程式为22cc11)(ApxxkAp由于弹
22、簧刚度kc设计得很小，弹簧力可以忽略，上式简化为2112AApp3.顺序阀 当控制压力达到预定值时，阀芯开启、使流体通过以控制下一个执行元件顺序动作的压力控制阀称顺序阀。其主要作用是控制液压系统中各执行元件动作先后顺序。顺序阀的结构和工作原理与溢流阀相似。根据压力控制方式，顺序阀可分为内控式和外控式，前者用阀的进口压力控制阀芯的启闭，后者用外来控制压力控制阀芯的启闭；也可按结构不同分为两种：直动式和先导式，前者一般用于低压系统，后者用于中、高压系统。按泄漏方式不同，也可分为内泄式和外泄式，前者需要单独的管道，以将泄漏油液流回油箱，后者是泄漏油液与阀出口油液一起回油箱，不需单独泄漏管道。这时阀的
23、作用是使系统卸荷，而不是控制执行元件顺序工作。3.顺序阀 如图a所示，当进油口压力P1小于弹簧调定压力时，阀芯在弹簧作用下处于最下位置，进油口和出油口不通；当P1压力升高并达到或超过弹簧调定压力时，克服弹簧力使阀芯上移，阀口打开，P1与P2相通，则出口油液P2推动回路中下一个执行元件工作。图a的顺序阀的阀芯开启的控制压力来自液进口，称为内控式顺序阀。如果另外设置一控制口K，使用其它的油路作为控制油液，则称为外控式顺序阀，如图b所示。3.顺序阀 先导式顺序阀的原理见图6.3-18，与图6.3-3的先导式溢流阀原理相比，基本相同。差别仅仅在于前者出口P2一般接工作回路，而后者的出口T则接油箱，所以
24、前者需要另外的泄漏口L。3.顺序阀 顺序阀的应用 顺序阀相当于一个液控开关阀（或液控二位二通阀），可以根据控制口的压力变化来接通或关闭进、出口之间的油路。顺序阀可以有多种用途：可以使多个执行元件按压力顺序自动实现顺序动作；可以用来作为回路的背压阀或系统卸荷阀；与单向阀并联组成的一体式阀称为单向顺序阀，它可以作为平衡阀，用于防止执行元件在放下重物负载时可能发生的失控现象。4.压力继电器 压力继电器：是将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。当油液压力达到压力继电器的调定压力时即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，使油路卸荷、换向、执行元件实现顺序动作，或关闭电动机，使系统
25、停止工作，起安全保护作用等。压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等 单触点柱塞式压力继电器。主要零件有柱塞1、调节螺帽2和电气微动开关3。液压力作用在柱塞底部，当液压系统的压力达到调压弹簧的调定值时，液压力便直接压缩弹簧，推动柱塞上移而压下微动开关触头，发出电信号6.4流量控制阀 在一定压力差下，通过改变阀口通流面积（节流口局部阻力）大小或通流通道的长短来控制流量的液压控制阀称流量控制阀。常见的类型有普通节流阀、调速阀、溢流节流阀、比例节流阀等。1 1 流量控制原理和节流口形式流量控制原理和节流口形式 流量控制阀是利用小孔节流原理工作的。作为节流口的小孔通常有3种形式：薄壁小孔、
26、短孔和细长孔。这3种孔的流量公式均可表示如下mT pKAQ 6.4流量控制阀 节流阀的流量与节流口形状、压差、油液的性质相关，具体如下（1）压差对流量的影响：节流阀两端压差p变化时，通过它的流量也发生变化。（2）温度对流量的影响：油温的变化影响到油液的粘度。对细长孔，粘度对流量的影响最大。（3）节流口堵塞：节流口可能因为油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而发生局部堵塞，使节流口通流面积变小，流量发生变化，尤其是当开口较小时，这一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象mT pKAQ 为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想 6.4流量控制阀 节流阀在回路中的节流作用是有条
27、件的，它需与溢流阀配合使用。如图a，节流阀与溢流阀并联在液压泵的出口，构成恒压源，使泵出口的压力恒定。此时节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻。定量泵输出流量不变，流经节流阀的的流量和流经溢流阀的流量决定于节流阀和溢流阀液阻的相对大小。若节流阀的液阻大于溢流阀的液阻，则QLQ；反之QLQ。节流阀是一种可在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。但若在回路中仅有节流阀而没有与之并联的溢流阀，如图b所示，则节流阀就起不到节流流量的作用。液压泵输出的油液全部经节流阀进入液压缸。改变节流阀节流口的大小，只是改变节流阀的压力降，而流量是不变的。6.4流量控制阀 2 2 普通节流阀普通节流阀 图a为普通（L型
28、）节流阀的结构图。这种节流阀的节流口是轴向三角槽式，压力油从进油口P1进入节流阀，经孔a流至环形槽，再经过阀芯1左端狭小的轴向三角槽（节流口）通过孔b，由出油口P2流出。旋转调节手柄3，可使推杆、阀芯1左移，弹簧4被压缩，节流口变小。节流阀结构简单，制造容易，体积小，进出口可以互换；但负载变化时对流量稳定性影响较大，因此只适用于负载变化不大或对执行元件运动速度稳定性要求低的液压系统。6.4流量控制阀 2 2 普通节流阀普通节流阀节流阀的应用（1）起节流调速作用 节流阀用在定量泵系统中与溢流阀一起组成节流调速回路，可以调节执行元件的运动速度。这是节流阀的主要作用，具体请参节流调速回路章节。（2）
29、起负载阻尼作用 对某些液压系统，流量是一定的，因此改变节流阀的开口面积将导致阀的前后压力差改变。此时，节流阀起负载阻尼作用，称之为液阻，节流孔面积越小液阻越大。节流阀的液阻作用主要用于液压元件的内部控制。（3）起压力缓冲作用 在液流压力容易发生突变的地方安装节流元件，可以延缓压力的影响，起保护作用，最典型的例子是开关可调式压力表，其开关的阻尼比可有效缓和压力冲击。6.4流量控制阀 3 3 调速阀调速阀 由于普通节流阀的刚性差，在节流口开度一定下，通过它的流量受工作负载变化的影响，而工作负载的变化是难以避免的，仅使用普通节流阀不能满足对运动速度稳定性的要求。为了改善调速系统的性能，通常的做法是对
30、节流阀进行压力补偿以保持节流阀前后压力差不变，从而达到流量稳定之目的。对节流阀进行压力补偿的方式有两种：一种是调速阀：将定差减压阀与节流阀串联，由定差减压阀保持节流阀前后压力差稳定；另一种是溢流阀节流阀：将定差溢流阀与节流阀并联，由定差溢流阀来保持节流阀前后压力差恒定。6.4流量控制阀 3 3 调速阀调速阀 调速阀由定差减压阀1和节流阀2串联组成。液压源输出油液压力为p1，p1自阀的进油口P1进入并流入定差减压阀阀芯处的环形腔，再经定差减压阀出口流向节流阀入口，压力由p1降为p2，经通道e进入d腔，作用于主阀芯下端，并且经通道f进入C腔，作用于主阀芯大端的下部的环形面积上；经节流阀2阀口后，压
31、力降为p3（p3大小由执行元件负载决定），p3输向执行元件，并经过通道a作用于主阀芯上部（b腔），以进行压力补偿，使节流阀输出流量稳定。6.4流量控制阀 3 3 调速阀调速阀定差减压阀阀芯上平衡方程为常数AFppFApApApAp/S32S322212 无论当调速阀进口或出口压力发生变化时，由于无论当调速阀进口或出口压力发生变化时，由于定差减压阀的自动调节作用，节流阀前后的压差总能定差减压阀的自动调节作用，节流阀前后的压差总能保持不变，从而保持流量稳定。图中，横坐标保持不变，从而保持流量稳定。图中，横坐标pp指指整个阀的进出油口压力差，普通节流阀的流量随压力整个阀的进出油口压力差，普通节流阀的
32、流量随压力差变化较大，而调速阀在压力差大于一定数值后，流差变化较大，而调速阀在压力差大于一定数值后，流量基本保持恒定。调速阀需要达到一定的压力差后才量基本保持恒定。调速阀需要达到一定的压力差后才能正常工作，因为当压力差很小时，弹簧力大于液压能正常工作，因为当压力差很小时，弹簧力大于液压力，减压阀阀芯被弹簧力推至最下端，减压阀阀口全力，减压阀阀芯被弹簧力推至最下端，减压阀阀口全开，起不到稳定节流阀前后压力差的作用，故这时调开，起不到稳定节流阀前后压力差的作用，故这时调速阀的性能与节流阀相同速阀的性能与节流阀相同6.4流量控制阀 4 4 溢流节流阀溢流节流阀 由定差溢流阀、节流阀和安全阀构成，定差
33、溢流阀为压力补偿阀，由定差溢流阀、节流阀和安全阀构成，定差溢流阀为压力补偿阀，它与节流阀并联，共同控制阀流量的稳定性，又称并联压力补偿节流阀，它与节流阀并联，共同控制阀流量的稳定性，又称并联压力补偿节流阀，其中的安全阀用于控制负载的最高工作压力，保障元件和系统的安全其中的安全阀用于控制负载的最高工作压力，保障元件和系统的安全。6.4流量控制阀 4 4 溢流节流阀溢流节流阀 来自液压泵的压力为P1，油液绕过定差溢流阀1的阀芯d腔到节流阀4入口，并且经过f、g孔作用在阀芯下端（e腔）及大端阀芯下部（b腔）；经节流阀4阀口后压力降为P2，推动负载并作用在安全阀2的锥形阀芯上及主阀芯上部（a腔）。当负
34、载压力P2升高时，使定差溢流阀3阀芯下移，溢流口变小，进口压力P1升高，压力差保持不变。反之P2降低，主阀芯上移，溢流口变大，进口压力降低，压力差同样保持不变。这样，不管负载压力如何变化，压力补偿阀上、下腔压力差即节流阀口前后压力差总保持不变，节流阀口流量即定差溢流阀输出流量稳定。6.4流量控制阀 4 4 溢流节流阀溢流节流阀 溢流节流阀流量稳定性与调速阀没有明显差别，但在具体使用中是有区别的。调速阀可安装在执行元件的进油路或回油路上；而溢流节流阀只能安装在执行元件的进油路上。使用调速阀时，液压泵出口压力保持恒定；使用溢流节流阀时，液压泵出口压力随负载而变化，因而有较高的效率。溢流节流阀通常要
35、附带一个安全阀（安全阀2）以避免系统过载。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀 叠加阀是在板式阀集成化基础上发展起来的一种新颖液压阀。每个叠加阀不仅起到液压阀的功能，还起到油液通路的作用。由叠加阀组成液压系统时，只要将相应的叠加阀叠合在底板与标准板式换向阀（或标准顶板）之间，用螺栓结合即成。叠加阀的工作原理与一般液压阀基本相同，但在具体结构和连接尺寸上不相同。每个叠加阀都有4个油口（P、A、B、T），它们上下贯通，构成油路。同一规格（通径）的叠加阀的连接安装尺寸一致，互相叠加时，组成各种不同功能的液压系统。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀用叠加阀组成的液
36、压系统具有以下特点：（1）结构紧凑，体积小，重量轻。（2）安装简便、装配周期短。（3）适应性强。液压系统如需变化，改变工况时，组装方便迅速。（4）元件之间实现无管连接，消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和噪声。（5）外观整齐，维护、保养容易。（6）标准化、通用化和集成化程度高。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀1）叠加式溢流阀：压力油从进油口P进入主阀3右端腔a，并通过阻尼孔c进入主阀芯3左端腔，这样主阀芯3左、右端面便形成压力差，与主阀弹簧平衡。主阀左腔的压力油通过小孔d作用于先导阀芯5的锥面，与调压弹簧7平衡。如果压力P较小不足以打开先导阀，则主阀左、右腔的压力差很
37、小，也不能使主阀打开，叠加溢流阀不起溢流作用。如果压力P较大打开先导阀，则主阀左、右腔的压力差增大，使主阀芯3左移、打开，叠加溢流阀开始溢流到T。先导阀的回油经通道b流向回油口T。阀体1上有四个通孔e，用于装配螺栓6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀2）叠加式单向调速阀 当液流从A口进入时，单向阀10反向关闭，液流通过通道a、b等进入定差减压阀的入口，定差减压阀使节流阀口前后的压力差保证恒定，从而保证节流流量的稳定，节流后的液流经c从A口流出。如果液流从A口进入时，则单向阀10正向打开，液流直接经过单向阀从A口流出，此时调
38、速阀不起作用。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀基本组件 又称二通插装阀，在高压大流量液压系统中得到广泛的应用。基本组件由阀芯、阀套、弹簧和密封圈构成，根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件与流量阀组件3种。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀作方向阀 插装阀用作方向控制阀时阀芯选用方向阀组件，通过对控制口C施加不同的控制，就可以组成各种方向控制阀。（1）作单向阀 将C腔与A或B连通即称为单向阀，连接方法不同其导通方式也不同。在控制C上连接一个二位二通液动阀来变换C的压力，如图c所示即成为液控单向阀。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插
39、装阀叠加阀与插装阀3）插装阀作方向阀（2）作二位二通阀 用一个二位三通电磁阀来转换C腔的压力，就成为一个二位二通阀，如图a所示。当二位三通阀断电（图示位置）时，只允许液流从A向B流通，反向则不通。更完善的二位二通功能如图b所示。在A、B、C口之间加接一个相当于两个单向阀的梭阀，这样当二位三通电磁阀断电时，无论压力方向如何，A、B口都不相通。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀作方向阀（3）作二位三通阀：P口接压力油，二位四通电磁阀用来转换二组插装阀控制口C的控制压力。当电磁阀断电时，插装阀组件1、2都接成单向阀形式，若A口压力高于T口压力，则组件1阀芯导通，A、T相
40、通；同时组件2阀芯关闭，A、P不通。反之，当电磁阀通电时，组件1控制口通压力油，使之关闭，A、T不通，而组件2处于正向，P口压力油流向A口。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀作方向阀（4）作二位四通阀：4个方向阀插装组件组成二位四通阀。电磁阀断电时，组件1、3的控制口接油箱，组件2、4的油口通压力油，所以，A、T相通，B、P相通。当电磁阀通电时，情况则相反，即组件1、3的油口通压力油，组件2、4的油口通油箱，所以，A、P相通，B、T相通。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀作方向阀（5）作多机能四通阀：根据四个电磁阀的通断情况，理论上有
41、16种组合，但其中的5种是相同的，实际只有12种组合，具体见表6.5-1。表中“1”表示电磁阀通电状态，“0”表示电磁阀断电状态。可见，如果把状态9、13作为等效换向阀的左、右位，其余作为中位，则图6.5-8相当于一个多中位机能的三位四通换向阀。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀用作压力控制阀 插装阀用作压力控制阀时阀芯选用压力阀组件，在控制口C接入直动式溢流阀作为先导阀，就可以组成压力控制阀。图a为插装阀组成的溢流阀。A口为进油口，B口接油箱。A腔压力油经阻尼小孔后进入控制口C，C口又与先导压力阀的进油口相通。这样A口的压力和溢流量由先导阀决定，其工作原理与先导
42、式溢流阀完全相同。图b是在C口又接了一个二位二通电磁换向阀阀，当电磁铁通电时，插装阀A、B口相通，起卸荷阀作用。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀用作压力控制阀 将图6.5-9（a）的B口改接接被控回路，就成了顺序阀。如图a所示，A口为进油口（P1口），B口为出油口（P2）。图b为插装阀组成的减压阀，其插装阀组件为面积比A =1的滑阀。6.4流量控制阀 5 5 叠加阀与插装阀叠加阀与插装阀3）插装阀用作流量控制阀，可以很容易组成流量控制阀，组件上的调节手柄（或电磁铁）可以改变锥阀阀芯的上下位置，从而改变锥阀的通流面积，起到调节流量的作用。如图a所示，A、B分别为进
43、、出油口，也可以反过来使用。图b为插装阀组成的调速阀，插装阀滑阀组件起压力补偿的作用，保持流量阀节流口的压力差基本稳定，调速阀的进油口为P1，出油口为P2。本章小结 1、方向阀 方向阀可分为单向阀和换向阀两大类。单向阀有两种：普通单向阀；只允许液流单向流动、反向截止；液控单向阀：具有单向阀功能，施加液控信号时 液流可反向通过。换向阀分为换向滑阀、转阀，可实现油路切换和控制液流通断。换向滑阀的位数、通路数、三位换向滑阀中位机能、控制、定位、对中和复位方式等都是常用的概念。应熟练掌握根据职能符号图形分析换向滑阀实现油路切换的原理和方法。本章小结 2、压力阀 基本工作原理是液压力与弹簧力相平衡。分为
44、溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。溢流阀在溢流状态下保持进口压力基本恒定。其主要作用有：在定量泵系统中起溢流（调压）作用，在变量泵或特定定量泵系统中起限压安全作用。在结构上溢流阀有直动式和先导式之分。先导式溢流阀稳压性能好，并且通过它的遥控口，可实现远程调压，多级压力控制和使液压泵卸荷。本章小结 2、压力阀 减压阀有先导式和直动式之分，从压力控制上看，有定值、定差和定比之分。常见的减压阀为先导式定值减压阀。减压阀利用液流通过阀口形成的液阻使出口压力低于进口压力，并利用出口压力与弹簧力相平衡而保持出口压力近于恒定。它主要用于分支回路上，使分支回路获得低于主回路的稳定工作压力。在常态下，减压阀
45、口是常开的。因出口压力为工作压力，需安装单独泄油管道。本章小结 2、压力阀 顺序阀从结构到工作原理都与溢流阀相近，它相当液压开关，在预压力下开启，控制执行元件顺序动作，另外顺序阀可作平衡阀、卸荷阀使用。压力继电器是将压力信号转换成电信号的装置，控制电气元件动作，以实现顺序动作或安全保护等。本章小结 3、节流阀 在压差基本稳定情况下，通过改变节流口面积调节阀口流量是节流阀基本原理。节流口的形式以薄壁小孔最为理想。普通节流阀的流量稳定性较差。调速阀和溢流节流阀有良好的流量稳定性。溢流节流阀只能应用在执行元件的进油路上。4、插装阀 插装阀是一种新型液压元件，通用化程度高、流量大、密封性好。它与换向阀可组合成各种液压阀。
