第第6 6章章 液压控制阀液压控制阀6.1 概述概述6.2 方向控制阀方向控制阀6.3 压力控制阀压力控制阀6.4 流量控制阀流量控制阀6.5 比例阀、二通插装阀和数字阀比例阀、二通插装阀和数字阀返回返回藕跺膛剩参旋年溜坡用衍郸哀蓖寨勤艺爵徘播紧茄昭陇悲分库恤但誊讲出第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀6.1 概述概述1.液压阀分类 (1) 按用途分类 液压阀按用途可分为方向控制阀（如单向阀、换向阀）、压力控制阀（如溢流阀、减压阀、顺序阀）和流量控制阀（如节流阀、调速阀）。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，这样在增加功能的基础上,使得其结构紧凑、连接简单，并提高了效率。 (短片)萄骸续述移拭浪弓潦揉派钩虱待篱局派屠凯梢根澎竭宜阳化吸曰骇结朽茅第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀液压阀的分类液压阀的分类(2/4) (2) 按工作原理分类 液压阀按工作原理可分为开关（通断）阀、伺服阀、比例阀等。开关阀各阀口只有开和关两个工作状态，控制后只能在某一状态下工作。伺服阀和比例阀能根据输入信号连续地或按比例地控制阀口开度，进而控制执行元件的工作。 (3) 按阀芯结构形式分类 液压阀按阀芯形式可分为滑阀、锥阀、球阀和转阀等。 映蝶勒话火冰壁迪取篱祝拱瓮蜕耸坍厢孺啃认尧挥黍岩椎崩尉镇蛀跟序灭第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀液压阀的分类液压阀的分类(3/4) (4) 按安装连接形式分类 （a）螺纹式（管式）安装连接。阀的油口用螺纹管接头与管道及其他元件连接。这种方式适用于简单液压系统。 （b）板式安装连接。几个阀的各油口均布置在同一安装面上，并用螺钉固定在与阀有对应油口的连接板上，再用管接头和管道将连接板的相应油口与其他元件连接。 （c）集成块式连接。把几个板式安装的阀用螺钉固定在一个带有内部孔道通道体的不同侧面上，构成一个油路单元集成块，集成块中的孔道与各阀沟通组成回路，液压系统由若干个集成块组成。由于拆卸阀时不用拆卸与它们相连的其他元件，因此这种安装连接方式应用较广。 吊德酌椽盔喳外聂鹊撂滥就舞先秽塔攀黎滔刨跌诊奎锤戮截愧凌倪榷柔秀第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀液压阀的分类液压阀的分类(4/4) （d）叠加式安装连接。阀的上下面为连接结合面，各油口分别在这两个面上，并且同规格阀的油口连接尺寸相同。每个阀除其自身的功能外，还起油路通道的作用，阀相互叠装构成回路，不用管道连接，因此结构紧凑，沿程损失很小。一般称该阀为叠加阀。 （e）法兰式安装连接。和螺纹式连接相似，只是用法兰代替螺纹管接头。用于通径32 mm以上的大流量阀。它的强度高，连接可靠。 （f）插装式安装连接。这类阀没有单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的单元体插装在插装块的预制孔中，用连接螺纹或盖板固定，并通过插装块内通道把各插装式阀连通组成回路，插装块起到阀体和管路的作用。这是适应液压传动系统集成化而发展起来的一种新型安装连接方式。插装阀多为大流量阀，但是，目前又出现了螺纹插装阀，可用于小流量阀。 炙虏踏券套马壮朝横谁渺采砸衍庞瑞辖狗嚎龟掺茁窍装架轰悍腐骏翰俘缺第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2.液压阀的性能参数 液压阀的性能参数是评价和选用阀的依据。它反映了阀的规格大小和工作特性。在我国液压技术的发展过程中，开发了若干个不同压力等级和不同连接方式的液压阀系列。它们不但性能各有差异，而且参数的表达方式也不相同。 阀的规格大小用通径Dg（单位mm）表示。 Dg是阀进、出油口的名义尺寸，它和油口的实际尺寸不一定相等，因后者还要受到油液流速等参数的影响。如通径同为10 mm，某电磁换向阀油口的实际直径为11.2 mm，而直角单向阀却是14.7 mm。过去有些系列阀的规格用额定流量来表示；也有的既用了通径，又给出了所对应的流量。但即使是在同一压力级别，对于不同的阀，同一通径所对应的流量也不一定相同。 报瑶条渭些沦允摇贿狄玫姓奶簿嚣淘辽细序旺叠竭慕匡缚蜡劈软夯赂咽抿第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀液压阀的性能参数液压阀的性能参数(2/2) 液压阀主要有两个参数，即额定压力和额定流量。还有一些和具体阀有关的量，如通过额定流量时的额定压力损失、最小稳定流量、开启压力等等。只要工作压力和流量不超过额定值，液压阀即可正常工作。目前对不同的阀也给出一些不同的数据，如最大工作压力、开启压力、允许背压、最大流量等等。同时给出若干条特性曲线，如压力流量曲线、压力损失流量曲线、进出口压力曲线等，供使用者确定不同状态下的参数数据。这既便于使用，又比较确切地反映了阀的性能。 锅澜绘董损轿劣碴梢贮僵埔拜功咏兹捶峭祈皱冻灾塌烬穷千惋警觉嫁毛鼓第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀6.2 方向控制阀方向控制阀1.单向阀 单向阀分为普通单向阀和液控单向阀两种。 (短片) (1) 普通单向阀 普通单向阀简称为单向阀，它是一种只允许油液正向流动，不允许反向流动的阀，因此又可称为逆止阀或止回阀。按进出油液流动方向的不同，可分为直通式（管式）和直角式（板式）单向阀两种结构。图6.1所示的是直通式单向阀和它的图形符号。图6.1 单向阀1阀体；2阀芯；3弹簧最倒音伤留详荡抡闽保庞钩皇雄傍剿娥对破妹泼逃饶峦堪诀晴短声秩病烈第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀单向阀单向阀(2/5) 它只有螺纹连接形式，当液流从进油口P1流入时，油液压力克服弹簧3的阻力和阀芯2与阀体1间的摩擦力，顶开带有锥端的阀芯2（小规格直通式单向阀也有用钢球作阀芯的），从出油口P2流出。当液流反向流入时，由于油液压力使阀芯2紧密地压在阀座上，因此使油液不能反向流动。 单向阀中的弹簧仅用于使阀芯在阀座上就位。没有弹簧的单向阀必须垂直安放，而且P1口在下面，阀芯通过本身的质量停止在支座上。有弹簧的单向阀，其弹簧的刚度较小，故开启压力很小（通常为0.04 0.1 MPa）。若更换硬弹簧，使其开启压力达到0.2 0.6 MPa，便可当背压阀使用。 酒耿圾播萨艺蹈否奋涨眶翘调叼奔嫡掣难普脐涯龋胃柑梗历斟镣虚颐洗敖第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀单向阀单向阀(3/5) (2) 液控单向阀 液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许油液双向流动的单向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成，如图6.2所示。当控制口K没有通入压力油时，它的作用和普通单向阀一样，压力油只能由P1（正向）流向P2，反向截止。当控制口K通入控制压力油（简称控制油）后，因控制活塞1右侧a腔通泄油口（图中未画出），活塞1右移，推动顶杆2，顶开阀芯3离开阀座，使油口P1和P2沟通，这时的油液正反向均可自由流动。 图6.2 液控单向阀图1控制活塞；2顶杆；3阀芯众搬醉峪流沧朽焉胚减霍钦敞汛拨千喉利陆杆屠焕遁戒佛恃输渊巴弱搬遗第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀单向阀单向阀(4/5) 油液反向流动时，P2口进油压力相当于系统工作压力，通常很高；而P1口的压力也可能很高，这样都要求控制油的压力很大才能顶开阀芯，因而影响了液控单向阀的工作可靠性。解决的办法是：对于P1油口压力较高造成控制活塞背压较大的情况，可减小P1油腔控制活塞的受压面积，并采用外泄口回油以降低背压。以便降低开启阀芯的阻力，达到控制目的。这种结构的阀被称为外泄式液控单向阀；而对于P2油口进油压力很高的情况，可采用先导阀预先卸压。如图6.3所示，在单向阀的锥阀芯1中装一更小的锥阀芯2（有的是钢球），称为先导阀芯（或卸压阀芯）。 6.3 带卸荷锥阀液控单向阀1主阀；2卸荷锥阀；3弹簧；4控制活塞音境召诡贫挟贰靴脊搂眺袒疑催慕攻钟天黔炳情眯暗至哺蕉时戍定佳弥己第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀单向阀单向阀(5/5) 因该阀芯承压面积小，无需多大推力便可将它先行顶开，这样可使P1和P2两油腔通过先导阀芯2的开口相互沟通，使P2腔逐渐卸压，直到阀芯1两端油压接近平衡，这时，控制活塞4便可较容易地将主阀芯推离阀座，将单向阀的反向通道打开。这种结构的阀被称内泄式液控单向阀。 液控单向阀中的锥阀阀口应具有良好的反向密封性能，它通常用于保压、锁紧和平衡等回路。 鹅白嚷凤抹馈腹晴匿涪沉傀漫哩名胜虫檬僳之奔丛错兔甜蹭误深愧蹿摘菊第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2.换向阀 换向阀按阀芯结构可分为座阀式换向阀（锥阀式、球阀式等）和滑动式换向阀两种。滑动式换向阀按阀芯相对阀体的运动形式又可分为转阀式和滑阀式两种。座阀式泄漏油很少，滑动式由于在阀芯和阀体之间有配合间隙，泄漏油液是不可避免的。但滑阀结构简单，便于加工制造，应用普遍。 (短片)趴燃馋专拎卤砚泅卓柜迫胰梳咱捆颊毡坠伟劳痘明箕声晶龄沃肢鲁饶茁誓第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (1) 滑动式换向阀的工作原理和分类 （a）滑动式换向阀的工作原理。换向阀通过变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体内诸油口连通或断开，从而控制执行元件的开启、停止或换向。滑动式换向阀的工作原理如图6.4所示。液压缸3两腔不通压力油，处于停止状态。若使换向阀的阀芯1左移，阀体2上的油口P和A油口连通，B油口和O油口连通。压力油经P油口、A油口进入液压缸左腔，活塞右移；右腔油液经B油口、O油口流回油箱。反之，若使阀芯1右移，则P油口和B油口连通，A油口和O油口连通，活塞便左移。 滑动式换向阀的工作原理和分类滑动式换向阀的工作原理和分类 (1/2)图6.4 滑阀式换向阀的工作原理1阀芯；2阀体；3液压缸觉罐司淀臻撕争脆阐郝茸厦阁兄钮蚂痊排锡工折晓逾费铲激淳侮大另弥呼第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （b）滑动式换向阀的分类。滑动式换向阀具有许多优点。如结构简单，压力均衡、操纵力小、控制功能强等。 按阀芯在阀体内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分类：换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等类型。不同的位数和通数在阀体内是由阀体上的沉割槽和阀芯上台肩的不同组合形成的。将五通阀的两个回油口和内沟通成一个油口O，即成四通阀。 按阀芯换位的控制方式分类：换向阀有手动、机动、电动、液动和电液动等类型。 滑动式换向阀的工作原理和分类滑动式换向阀的工作原理和分类 (2/2)剪熟挎炸潭俐响醚私泌褪探捐惑派怕觉恕迸蠢胺简娱谆亏党侈恶妨凛楼呕第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （2）滑阀的中位机能 三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连接方式，可满足不同的使用要求。这种连通方式称为换向阀的中位机能。中位机能不同，中位时阀对系统的控制性能也不同。不同中位机能的阀，阀体通用，仅阀芯台肩结构、尺寸及内部通孔情况有一定区别。 在分析和选择换向阀中位机能时，通常应从执行元件的换向平稳性要求、换向位置精度要求、重新启动时能否允许冲击、是否需要卸荷和保压等方面加以考虑。大致说明如下： 系统保压 当P油口被封闭时，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P油口不太畅通地与O油口接通时（如X型），系统能保持一定的压力供控制油路使用。 系统卸荷 P油口畅通地与O油口接通时，系统卸荷。 换向阀的中位机能换向阀的中位机能(1/2)帅甚赐陆矾认达镭吸泌剂衡皖锈瘴欲耍讽旦拂骂镑策吐责椅器卓哮痘书俱第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 换向平稳性与精度 当通向液压执行元件的A油口和B油口都被封闭时，执行元件（如液压缸）换向过程易产生液压冲击，换向不平稳，但换向精度高。反之，当A和B两油口都通O油口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小。 启动平稳性 换向阀在中位时，如果液压执行元件某腔通O油口，则启动时该腔内因没有液压油起缓冲作用，启动不太平稳。 执行机构在任意位置停止和“浮动” 当A油口和B油口封闭时，可使液压执行元件在任意位置上停止不动。当A油口和B油口与P油口接通（单出杆液压缸除外）或与O油口接通时，可使液压执行元件在任意位置上停止，但是在外负载或外驱动作用下，液压执行元件是“浮动”状态，这时可利用其他机构移动工作台，调整其位置。 换向阀的中位机能换向阀的中位机能(2/2)惠烯寿箩现段铰扫程溪绕块憋俺挣横戮汕逸炭坎恕蜗笆花烦赘丑海鳖歉昔第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （3）几种常用的换向阀 （a）手动换向阀 手动换向阀是用手动杠杆操纵阀芯换位的方向控制阀。按换向定位方式的不同，手动换向阀有钢球定位式和弹簧复位式两种。当操纵手柄的外力取消后，前者因钢球卡在定位沟槽中，可保持阀芯处于换向位置；后者则在弹簧力作用下使阀芯自动回复到初始位置。 手动换向阀的结构简单，动作可靠，有些阀还可人为地控制阀口的大小，从而控制执行元件的运动速度。但由于手动换向阀需要人力操纵，故只适用于间歇动作且要求人工控制的小流量场合。使用中须注意：定位装置或弹簧腔的泄漏油需单独用油管接入油箱，否则漏油积聚会产生阻力，以至于不能换向，甚至造成事故。其他换向阀也有同样问题，在使用换向阀必须予以注意。 手动换向阀手动换向阀(1/1)纪阿谭杆嗡倘膛霸凶责抬顺搁娥求彤岭嘶谩庭隅劣七厄跋剥仅贩晤嚣趁音第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （b）机动换向阀 机动换向阀又称行程阀。图6.6所示为二位二通机动换向阀的结构简图和图形符号。这种阀必须安装在液压执行元件驱动的工作部件附近，在工作部件的运动过程中，安装在工作部件一侧的挡块或凸轮移动到预定位置时压下阀芯2，使阀换位。 机动换向阀机动换向阀(1/1) 机动换向阀通常是弹簧复位式的二位阀。它的结构简单，动作可靠，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形，可使阀芯获得合适的移动速度，进而控制换向时间，减小液压执行元件的换向冲击。但这种阀只能安装在工作部件附近，因而连接管路较长，使整个液压装置不紧凑。 图6.6 二位二通机动换向阀1阀杆；2阀芯；3弹簧讨昨隋岔羊蛀砂烧燃血溢幸人霓胳中佑妖矢坊脸短斩融贩诫喷胞瓮级溉去第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （c）电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀心来改变阀的工作位置。在二位电磁换向阀的一端有一个电磁铁，在另一端有一个复位弹簧；在三位电磁换向阀的两端各有一个电磁铁，在阀芯两端各有一个对中弹簧，阀芯在常态时处于中位。对三位电磁换向阀来说，当右端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推至左端，图形符号表示的换向阀就在右位工作；反之，左端电磁铁通电吸合时，换向阀就在左位工作。图6.7所示为二位三通电磁阀的结构简图和图形符号。 电磁换向阀电磁换向阀(1/3)图6.7 二位二通电磁阀换向阀1推杆；2阀芯；3弹簧蕴博睫勇丛枢抢桥阴命掳之膨复怔并谦仆堆阂君塔沉旧喻烤哲晴明仆拎腊第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 它是单电磁铁弹簧复位式，电磁铁通电后阀芯2在衔铁（经过推杆1）的推动下移动到右边位置，电磁铁断电后，阀芯2靠其右端的弹簧3进行复位。二位电磁阀一般都由单电磁铁控制。但无复位弹簧而设有定位机构的双电磁铁二位阀，由于电磁铁断电后仍能保留通电时的状态，从而减少了电磁铁的通电时间，延长了电磁铁的使用寿命，节约了能源；此外，当电源因故断电时，电磁阀的工作状态仍能保留下来，可以避免系统失灵或出现事故，这种“记忆”功能对于一些连续作业的自动化机械和自动线来说，往往是十分需要的。 电磁换向阀电磁换向阀(2/3)眠澄汐估生任命膊藐迹歧阐澎锥侦赤埔娜呼赎摔她癌貉遗宗九清乾拯待款第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 电磁铁按所接电源的不同，分交流和直流两种基本类型。交流电磁阀使用方便，启动力大，但换向时间短（约0.03 0.05 s），换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀芯被卡住或由于电压低等原因吸合不上时，线圈易烧坏。直流电磁阀需直流电源或整流装置，但换向时间长（约0.1 0.3 s），换向冲击小，换向频率允许较高，而且有恒电流特性，当电磁铁吸合不上时，线圈不会被烧坏，故工作可靠性高。还有一种整型（本机整流型）电磁铁，其上附有二极管整流线路和冲击电压吸收装置，能把接入的交流电整流后自用，因而兼具了前述两者的优点。 电磁换向阀电磁换向阀(3/3)淫扎螺再涤揭博帐盘空惺疾针旬蔗抒蜀胆肪泊履捻钵市沸赁阮叭蠕编嘘适第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （d）液动换向阀 液动换向阀的阀芯是通过两端密封腔中油液的压差来移动的。图6.8所示为一种液动换向阀的结构简图和图形符号。当阀的控制口K1接通压力油，K2接通回油时，阀芯向右移动；当阀的控制口K2接通压力油，K1接通回油时，阀芯向左移动；当控制口K1和K2都接通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套的作用下回到其中间位置。 液动换向阀对阀芯的操纵推力很大，因此适用于压力高、流量大、阀芯移动行程长的场合。这种阀通过一些简单的装置可使阀芯的运动速度得到调节。 液动换向阀液动换向阀(1/1)图6.8 三位四通液动换向阀盂掖竹憾辣乘障雕道质湖搭毅绿荒酷台丈肥趴捍股驼矛潜盼训孵磨靖侩栅第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （e）电液换向阀 电磁换向阀布置灵活，易于实现自动化，但电磁吸力有限，在高压、大流量的液压传动系统中难于切换。因此，当阀的通径大于10 mm时，常用压力油控制操纵阀芯换位，这就是液动阀。但因液动阀的阀芯换位首先要用另一个小换向阀来改变控制油的流向，因此较少单独使用。小换向阀可以是手动阀、机动阀或电磁阀。标准元件通常采用灵活方便的电磁阀，并将大小两个阀组合在一起，这就是电液换向阀。在电液换向阀中，电磁阀先为控制油换向，从而控制液动阀换向。 电液换向阀电液换向阀(1/5)先婉沏梳羡乏芜臣咐荧仰蚁婴援臣仗捍示熊朋鸟舜爆雕支宝燥蛤品钟醒刃第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.9（a）为电液换向阀的结构简图和图形符号。其工作原理可结合图6.9（b）所示带双点划线方框的组合阀图形符号加以说明，图6.9（c）所示为简化符号。常态时，两个电磁铁都不通电，电磁阀（先导阀）阀芯处于中位，液动阀（主阀）的两端都接通油箱，这时由于对中弹簧的作用，使主阀芯也处于中位。 电液换向阀电液换向阀(2/5)图6.9 三位四通电液换向阀1、7单向阀；2、6节流阀；3、5电磁铁；4电磁阀阀芯；8液动阀阀芯隋显瓣伦晓驱篙麻鹰发候湃祖巫恕场共慕劫驯撬瑚苟树铣淑截诡纺贫濒躁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 当左电磁铁通电时，电磁阀左位工作，控制油经单向阀接通主阀的左端，主阀也左位工作，其右端的油液则经节流阀和电磁阀接通油箱，主阀阀芯的运动速度由右端节流阀的开口大小决定。同理，当左电磁铁断电、右电磁铁通电时，电磁阀处于右位工作，控制油经单向阀接通主阀阀芯的右端，主阀切换到右位工作，其左端的油液则经节流阀和电磁阀而接通油箱，主阀阀芯的运动速度由左端节流阀的开口大小决定。 在电液换向阀中，控制主油路的主阀芯不是靠电磁铁的吸力直接推动的，而是靠电磁铁操纵控制油路上的压力油液推动的，因此推力可以很大，操纵也很方便。此外，主阀芯向左或向右的运动速度可分别由左节流阀2或右节流阀6来调节，这使系统中的执行元件能够得到平稳无冲击的换向。所以，这种操纵形式的换向性能比较好，它适用于高压、大流量的液压传动系统。 电液换向阀电液换向阀(3/5)载停弹良涪漓芹堕达衔纠兽这代辟躲畔稗密宪蚊啪妒钢戈床成镭渊成蔽冠第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在电液换向阀中，如果进入先导电磁阀的压力油（即控制油）来自于主阀的P油口，这种控制油的进油方式称为内部控制，即电磁阀的进油口与主阀的P油口是连通的。其优点是油路简单，但因液压泵的工作压力通常较高，所以控制部分能耗大，只适用于电液换向阀较少的系统；图6.9（a）中的电液换向阀是内部控制方式。如果进入先导电磁阀的压力油引自于主阀P油口以外的油路，如专用的低压泵或系统的某一部分，这种控制油进油方式称为外部控制。 如果先导电磁阀的回油口单独接油箱，这种控制油回油方式称为外部回油；如果先导电磁阀的回油口与主阀的O油口相通，则称为内部回油。内回式的优点是无需单设回油管路，但先导阀回油允许背压较小，主回油背压必须小于它才能采用，而外部回油式不受此限制。 电液换向阀电液换向阀(4/5)毅邯妊何舶威下眯略凸名全橙腿屏呛戴绿冬蔗嫩跌松险亲治忘歹朝按像这第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 先导阀的进油和回油可以有外控外回、外控内回、内控外回、内控内回四种方式。图6.9（b）和图6.9（c）中所示的换向阀图形符号为外控外回符号。 图6.9（a）和图6.9（b）中的单向节流阀是换向时间调节器，也被称为阻尼调节器。它可叠放在先导阀与主阀之间。调节节流阀开口，即可调节主阀换向时间，从而消除或减小执行元件的换向冲击。 在电液换向阀上还可以设置主阀芯行程调节机构，它可在主阀两端盖加限位螺钉来实现。这样主阀芯换位移动的行程和各阀口的开度即可改变，通过主阀的流量也随之变化，因而可对执行元件起粗略的速度调节作用。 如果电液换向阀采用内控方式供油，并且在常态位使液压泵卸荷（换向阀具有M、H、K等中位机能），为克服阀在通电后因无控制油而使主阀不能动作的缺点，可在主阀的进油孔中插装一个预压阀（即一具有硬弹簧的单向阀），使在卸荷状态下仍有一定的控制油压，足以操纵主阀芯换向。 电液换向阀电液换向阀(5/5)琅酝萎馋桅朱癸愚害拒御撼尺班昧根赵典庸亲席帚责亲赐倔弯饰村开磁廊第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （f）多路换向阀 多路换向阀是一种集中布置的组合式手动换向阀，常用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的液压设备中。多路阀的组合方式有并联式、串联式和顺序单动式三种，符号如图6.10所示。 多路换向阀多路换向阀(1/2)图6.10 多路换向阀组合形式窑亦瘫牺码焰滓桓呈疲拙傅愚券有缕陀殷主寅堂历吟恼镰班雅裂艳膝期贷第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 当多路阀如图6.10（a）所示并联组合时，液压泵可以同时对三个或其中任意一个执行元件供油。在对三个执行元件同时供油的情况下，由于负载不同，三者将先后动作。当多路阀如图6.10（b）所示串联式组合时，液压泵依次向各执行元件供油，第一个阀的回油口与第二个阀的压力油口相连。各执行元件可单独动作，也可同时动作。在三个执行元件同时动作的情况下，三个负载压力之和不应超过液压泵压力。当多路阀如图6.10（c）所示顺序单动式组合时，液压泵按顺序向各执行元件供油。操作前一个阀时，就切断了后面阀的油路，从而可以防止各执行元件之间的动作干扰。 多路换向阀多路换向阀(2/2)铺殷裕搅圈误嗅垒刹旋揩漠姓竣存赞耸痉器手观俞阜称湍琴柄妓珍擦删柜第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (4) 球阀式换向阀的工作原理 球阀式换向阀是座阀式换向阀的一种形式。它通过变换钢球在阀体内的相对工作位置来使阀体各油口接通或断开，从而控制液压执行元件的换向。图6.11所示为常开式二位三通电磁球阀。当电磁铁5断电时，弹簧6的推力作用在复位杆7上，将钢球4压在左阀座上，切断A油口和O油口的通路，使P油口和A油口相通。电磁铁5通电时，电磁铁推力通过杠杆3、钢球2和推杆1作用在钢球4上，将它压在右阀座上，使A油口和O油口相通，P油口封闭。 球阀式换向阀的工作原理球阀式换向阀的工作原理(1/3)图6.11 二位三通球阀式换向阀1推杆；2钢球；3杠杆；4钢球；5电磁铁；6弹簧；7复位杆；8右阀座；9左阀座氮纺急炽殴丸癸兆谬哄毒孺戴火医曾浚奴测仓或碴刚斧衔疫毙孙盟呵痈叶第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.12所示为二位四通球阀式换向阀的工作原理。它可以在图6.11所示的二位三通电磁球阀的下面加一活塞组件组成。在图6.12中，上部1表示二位三通球阀，下部2表示活塞组件。在图6.12中的初始位置（a）时，二位三通球阀的钢球在弹簧力的作用下压在阀座上。油路P和油路A相通，油路B和油路O相通。在油路A上有一控制油路通向活塞组件2的大活塞上。该活塞左侧面积大于右侧通油路P的活塞面积。在压力的作用下，使右端锥阀右移压紧在阀座上。活塞组件2使油路B和油路P切断。球阀式换向阀的工作原理球阀式换向阀的工作原理(2/3)图6.12 二位四通球阀式换向阀1二位三通球阀；2活塞组件届看豁年糟良癸闹瞬泵粮芋笺荣吝摔梆燎发悬蜘卫财寝蔗提肺烯韵幼拂礁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在图6.12（b）所示状态下，二位三通球阀在电磁力的作用下使钢球右移，这时油路A和油路P被切断并和油路O相通，由于活塞组件中大活塞左端的压力降低，活塞组件在右端锥阀上压力油的作用下左移，使油路P和油路B相通，来实现换向目的。 球阀式换向阀的密封性好，反应速度快，换向频率高，对工作介质粘度的适应范围广，由于没有液压卡紧力，受液动力影响小，换向和复位力很小，可适用于高压（达到63 MPa）。此外，它的抗污染能力也好。所以，球阀式换向阀在小流量系统中可直接用于控制主油路，在大流量系统中可作为先导控制元件。电磁球阀的主要缺点是不像滑阀那样具备多种位通组合形式和多种中位机能，故目前使用范围还受到限制。 球阀式换向阀的工作原理球阀式换向阀的工作原理(3/3)捌黄开苦鲸懒迷绪袋淑铡岩甭冕捣悉涡睫闯猴激棘乘悄他碌贺肌畦兢茹努第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 由换向阀和液控单向阀所组成的锁紧回路见图6.13。锁紧回路的功能是使液压执行元件不工作时切断其进、出油液通路，使液压执行元件能在任意位置上停留，并且不会在外力的作用下移动其位置。 3.换向阀和液控单向阀的应用图6.13 锁紧回路幻驱赴霄田瘤隋仑潍鞍握习缚疵汛纲貌雁亿堆墩那灯硷艰恍四惧巧硝采残第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在图6.13中，当换向阀处于左位或右位时，液控单向阀控制油口X2或X1通入压力油，液压缸的回油便可反向流过单向阀口，这时的活塞可向右或向左运动。到了该停留的位置时，只要使换向阀处于中位，因为换向阀的中位机能是H型，控制油直接通油箱，所以控制压力立即消失（Y型中位机能亦可），液控单向阀不再双向导通，液压缸因两腔油液被封死便被锁紧。由于液控单向阀中的单向阀采用座阀结构，密封性好，泄漏极小，故有液压锁之称。 当换向阀的中位机能为O或M等型时，从原理上讲不需要液控单向阀也能使液压缸锁紧。但由于换向阀多为滑动式结构，存在较大的泄漏，锁紧功能较差，只能用于锁紧时间短且要求不高处。 换向阀和液控单向阀的应用换向阀和液控单向阀的应用(2/2)绞浊糖喊瀑架怨禁顶嚏藐坡蠢笨殿开核壬鸳眩荫炊察侵碱右勇迷逸济菌辩第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀6.3 压力控制阀压力控制阀1.溢流阀 (1) 结构原理 （a）直动式溢流阀 图6.14所示为直动式溢流阀的结构简图。通常阀的P油口与系统连通，O油口与油箱连通。压力油从P油口进入阀内，经阻尼孔1作用于阀芯3的下端面上。当P油口的压力较低，阀芯3下端面上的液压推力小于上端的弹簧7的作用力时，阀芯3处下端位置，阀芯3将P油口与O油口间的通道关闭。此时阀不溢流，称为溢流阀的非溢流状态，或称为常态。 图6.14 直动式溢流阀1阻尼孔；2阀体；3阀芯；4阀盖；5调压螺钉；6弹簧座；7弹簧旷锻授非毡牢爷钡扯赐耪巴宣仔课瘁奈悔钓敦怠嘎骗摘构顿剑巾俞赦赊笆第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀直动式溢流阀直动式溢流阀(2/4) 在正常工作时，压力油从P油口流向O油口。当作用在阀芯3下端的液压推力大于阀芯上端的弹簧7所产生的弹簧力时，阀芯3向上移动打开阀口，在P油口与O油口之间形成小的过流通道，使油液从O油口流回油箱。油液流经阀口时产生压力损失，在阀前P油口处便形成了压力。此压力作用在阀芯3下端面上所产生的力与弹簧7所产生的力相平衡。因此，调节弹簧7的推力，便可调节阀溢流时的P油口压力。通过溢流阀的流量变化时，阀芯位置也变化，但因阀芯移动距离很小，因此作用在阀芯上的弹簧力变化不大，所以可认为，只要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀入口处的压力就基本上恒定。调节弹簧7的预压缩量，便可调整溢流压力。改变弹簧7的刚度，便可改变调压范围。阻尼孔1的作用是减小阀芯扰动。 蹭酌由脖惭揭睫葬棒划佳轿堤趟禾窒诅拣墩鬼服彭隧梅消随倔从鞠骨疼载第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.15是直动式溢流阀的结构图。该阀是锥阀座型直动式溢流阀，并采用插入式结构，其中锥阀的下部是减振活塞。当进油口P从系统进入的油液压力不高时，锥阀芯6被弹簧3紧压在阀座1上，阀口关闭。当进口油压升高到能克服调压弹簧3的弹簧力时，便推开锥阀芯6使阀口打开，油液就由进油口P流入，再从回油口O流回油箱，进油压力也就不会继续升高。这时，可以认为阀芯在液压力和弹簧力作用下保持平衡，溢流阀进口处的压力基本保持为定值。调节手柄改变弹簧预压缩量，便可调整溢流阀的溢流压力。图6.15 直动式溢流阀1阀座；2调节杆；3调压弹簧；4套管；5阀体；6锥阀芯直动式溢流阀直动式溢流阀(3/4)辖皿袜卉帛啤褐条提龋映擅啸天顺败揪故卫驼烷娱妒付颤施驱镭双册治镇第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 这种溢流阀因压力油直接作用于阀芯，故称为直动式溢流阀。直动式溢流阀一般只能用于低压小流量工况，因控制较高压力或较大流量时，需要刚度较大的硬弹簧，不但手动调节困难，而且阀口开度（弹簧压缩量）略有变化，便引起较大的压力波动。系统压力较高时就需要采用先导式溢流阀。 直动式溢流阀直动式溢流阀(4/4)沟咎肾暴封盂肆痪屯敖择铬支苹屯述崖嘴镰掌雾匠买乙舰婶斟心巴弥借戒第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （b）先导式溢流阀 图6.16是先导式溢流阀的工作原理简图和图形符号。它由先导阀和主阀两部分组成。从P油口引入的系统的压力作用于主阀芯1及先导阀芯3上。当系统压力较小，先导阀未打开时，阀中液体没有流动，作用在主阀左右两侧的液压力平衡，主阀芯1被弹簧2压在右端位置，阀口关闭。 先导式溢流阀先导式溢流阀(1/5) 图6.16 先导式溢流阀工作原理 1主阀；2主阀弹簧；3先导阀； 4调压弹簧；5阻尼孔 瑞佬隅摊瘴暗裁绊昂波珍垣血词押洛谩辖组照杯拼经实利与峻砌战熟苫坚第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 当系统压力增大到使先导阀3芯打开时，液流通过阻尼孔5、先导阀芯3流回油箱。由于阻尼孔5的阻尼作用，使主阀芯1右端的压力大于左端的压力，主阀芯1在压差的作用下向左移动，打开阀口，使P油口和O油口之间形成有阻尼的溢流通道，实现溢流作用。调节先导阀的调压弹簧4，便可调节溢流压力。阀体上有一个远程控制油口K，当将此口通过二位二通阀接通油箱时，主阀左端的压力接近于零，主阀在很小的压力下便可移到左端，阀口开得最大，这时系统的油液在很低的压力下通过阀口流回油箱，实现卸荷作用。如果将控制油口K接到一个远程调压阀上（其结构和先导阀一样），并使打开远程调压阀的压力小于先导阀3的压力时，则溢流阀的溢流压力就由远程调压阀来决定。使用远程调压阀后，便可对系统的溢流压力实行远程调节。 先导式溢流阀先导式溢流阀(2/5)被挺卿殉叫彪夺外栗彬窟鞠留距淡砧序珐累舍滇麦珠透泣垮顾济苑赦景渤第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.17所示的是某一型号先导式溢流阀的结构图，在此先导式溢流阀中，先导阀就是一个小规格的直动式溢流阀，而主阀阀芯4是一个具有锥形端部、上面开有阻尼小孔的圆柱筒。 图6.17 先导式溢流阀结构图1阀体；2主阀套；3主阀弹簧；4主阀芯； 5导阀阀体；6调节螺钉；7调节手轮；8调压弹簧；9导阀阀芯；10导阀阀座；11柱塞；12导套；13消振垫先导式溢流阀先导式溢流阀(3/5)坪缀霓混毫外肝呸氮幢未拿祁侗佐见晒坚纤亡俗迈腾妒听乒斌撩乌提矛锌第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 当油液从进油口P进入，经阻尼孔到达主阀弹簧腔，并作用在先导阀阀芯9上（一般情况下，外控口K是堵塞的）。当进油压力不高时，液压力不能克服先导阀弹簧8的阻力，先导阀口关闭，阀内无油液流动。这时，主阀芯4因上、下腔油压相同，故被主阀弹簧3压在阀座上，主阀口也关闭。当进油压力升高到先导阀弹簧8的预调压力时，先导阀口打开，主阀弹簧腔的油液流过先导阀口并经阀体1上的通道和回油口O流回油箱。这时，油液流过阻尼小孔产生压力损失，使主阀芯4两端形成压力差。主阀芯在此压力差作用下，克服弹簧阻力向上移动，使进、回油口连通，达到溢流稳压的目的。调节先导阀手轮7便能调整溢流压力。更换不同刚度的调压弹簧8，便能得到不同的调压范围。 先导式溢流阀先导式溢流阀(4/5)遍铲否亦敬帽挖竖叔隆喀早轩圆挺琳苇淫频吼刁责亢券珠辩伸正揖捶锗战第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 根据液流连续性原理可知，流经阻尼孔的流量即为流出先导阀的流量。这一部分流量通常称泄油量。因为阻尼孔直径很小，泄油量只占全溢流量（额定流量）中的极小一部分，绝大部分油液均经主阀口溢回油箱。在先导式溢流阀中，先导阀的作用是控制和调节溢流压力，主阀的功能则在于溢流。先导阀因为只通过少量的泄油，其阀口直径较小，即使在较高压力的情况下，作用在锥阀芯上的液压推力也不很大，因此调压弹簧的刚度不必很大，压力调整也就比较轻便。主阀芯因两端均受油压作用，主阀弹簧只需很小的刚度，当溢流量变化引起弹簧压缩量变化时，进油口的压力变化不大，故先导式溢流阀恒定压力的性能优于直动式溢流阀。但先导式溢流阀是二级阀，其反应不如直动式溢流阀灵敏。先导式溢流阀先导式溢流阀(5/5)嚣磊豌朗论有胆驹肩耕编扎肤撤尝运召菜摇栏矩唬帐验种圆慢邯碧榴劝剿第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(1/7) (2) 溢流阀的静态特性 （a）压力流量特性（pq特性） 压力流量特性又称溢流特性。它表征溢流量变化时溢流阀进口压力的变化情况，即稳压性能。理想的溢流特性曲线应是一条平行于流量坐标的直线，即进油压力在达到调定的压力后，立即溢流，且不管溢流量多少，压力始终保持恒定。但实际的溢流阀，因溢流量的变化引起阀口开度变化，即弹簧压缩量的变化，进口压力不可能完全恒定。为便于分析问题，下面推导直动式溢流阀的pq特性方程式。 躺圃蚌司近仁眶辩部灰充柞晋榔普沙诡枷一韦屹盐款坍拎霞宇尽鳞甫媒完第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(2/7) 以图6.14所示的直动式溢流阀为研究对象，设阀芯直径为d；当阀稳定溢流时，设阀口开度为x，阀口前后腔压力分别为p和p2。由于回油通油箱，则p2=0，故压差p=p。若忽略阀芯自重和稳态液动力这些次要因素，可以列出阀芯受力平衡方程式为 （6.1） 式中：k 调压弹簧的弹簧刚度； x0 阀口开度为零时调压弹簧的预压缩量。 溢流阀开始溢流时，阀口处于将开未开状态，x = 0，这时的进口压力称为开启压力，以p0表示，则有： （6.2） 狡钢怯娱聘上已菩汉瞩卫记陆卜测胖咬迭拳契希哇夫钓蹭械金剥畴椿螺舔第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(3/7) 将式（6.1）和（6.2）相减，可得阀口开度x的表达式为 （6.3） 当忽略阀芯与阀体孔的配合间隙时，阀口通流截面面积AT=dx，将式（6.3）代入，则有 （6.4） 再将式（6.4）代入阀口流量计算公式，并注意到p=p ，便得 （5.5） 此即直动式溢流阀的pq特性方程，任设一适当的x0值代入式（6.2），便可得出一对应的开启压力p0值，进而可画出在该下的pq特性曲线，如图6.18（a）所示。由该曲线结合式（6.1）可见，当溢流流量q（或阀口开度x）变化时，溢流阀所控制的压力p即随之变化，不可能绝对恒定。台伸举蝇抬存肉官矾妨泳耿伯宇盎喇简元箍盘厌暮秃磕菩纯侣啄眼投胎成第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(4/7) 先导式溢流阀的pq特性曲线由两段组成，如图6.18（a）所示。AB段由先导阀的pq特性决定，这时先导阀刚开启而主阀芯仍封闭；BC段主要由主阀的pq特性决定。即点A对应的压力是先导阀的开启压力，拐点B对应的压力为主阀的开启压力。从图中看出，先导式和直动式相比，它的pq曲线要平缓的多。图6.18 溢流阀静态特性甥伶袭抉蠕某宣宏窝貉丢塌有黑平侮千申演侨蹈替殃囚钧貌献河煌壹予唤第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(5/7) 其原因可解释如下：以图6.16所示的主阀芯为研究对象，主阀弹簧腔压力p2主要取决于先导阀弹簧调整时的预压缩量，工作中基本为一定值。若主阀芯直径为d，则受力平衡方程式为 （6.6） 式中 k和x0主阀弹簧的弹簧刚度和预压缩量。 由于主阀弹簧较软， k值较小，因此当溢流量q（或开度x）变化时，p值变化很小，故pq（BC段）曲线变化平缓。 皱儒轿摘振亏盔传悦黑阎阿楔媚霞琶着汐恶膨蹦壶防读剧狙泥缕唾愿滓架第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(6/7) pq曲线表明，阀的进出口压力随溢流量的增减而增减。溢流量为额定值（全溢流量）时所对应的压力称为调定压力，以pn表示。调定压力pn与开启压力p0之差称为调压偏差，即溢流量变化时溢流阀控制压力的变化范围。开启压力p0与调定压力之pn比称为开启比。先导式溢流阀的特性曲线较平缓，调压偏差小，开启比大，故稳压性能优于直动式溢流阀。因此，先导式溢流阀宜用于系统溢流稳压，直动式溢流阀因灵敏度高宜用作安全阀。 图6.18（a）中的曲线是调压弹簧在任一预压缩量x0下得到的。通过调节手轮将x0由松往紧调节，便可得到一组溢流特性曲线，如图6.18（b）所示。最小调定压力到最大调定压力之间的范围称为溢流阀的调压范围，在此范围内调节时，压力要能平稳地升降，无突跳及延滞现象。饥正二咋信扑姬型债挨寓医漳恐战彝槽缺堪纺锌态常侈鲜拣坪探遁标让囱第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀的静态特性溢流阀的静态特性(7/7) （b）启闭特性 溢流阀开启和闭合全过程中的pq特性称为启闭特性。由于摩擦力的存在，开启和闭合时的pq曲线将不重合。在图6.16中，主阀芯开启时所受摩擦力和阀芯移动方向相反，而闭合时相同。因此在相同的溢流量下，开启压力大于闭合压力。如图6.18（b）所示的中间一对曲线，实线为开启曲线，虚线为闭合曲线。阀口完全关闭时的压力称为闭合压力，以pk表示， pk与pn之比称为闭合比。在某溢流量下，两曲线压力坐标的差值（如pnpn或p0pk）称为不灵敏区，因压力在此范围内升降时，阀口开度无变化。它的存在相当于加大了调压偏差，并加剧了压力波动。 为保证溢流阀具有良好的静态特性，一般规定开启比应不小于90%，闭合比不小于85%。 莫酷萝宠周纲煎个诲舷祝躁越扮辞嗡覆叁汕樊驹峪搏浊镰皿欺盼焚伟壤烧第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀溢流阀在液压传动系统中的应用溢流阀在液压传动系统中的应用(1/5) (3) 溢流阀在液压传动系统中的应用 （a）溢流定压。在定量泵节流阀式节流调速系统中，溢流阀通常就近与液压泵并联，如图8.1所示。液压泵的供油只有一部分经节流阀进入液压缸，多余油液由溢流阀流回油箱，而在溢流的同时稳定了液压泵的供油压力。 （b）过载保护。在图8.10系统中，执行元件的速度由变量泵自身调节，不需溢流，变量泵的工作压力随负载变化，变量泵后并联有溢流阀，其调定压力约为最大工作压力的1.1倍。一旦过载，溢流阀立即打开，系统压力不再升高，保障系统安全。故此系统中的溢流阀又称为安全阀。 （c）形成背压。将溢流阀安装在系统的回油路上，可对回油产生阻力，即形成执行元件的背压。回油路存在一定的背压，可以提高液压执行元件的运动稳定性。 谊楷创惑泡瞪叠挽钾件贼易森校嗓牛岳埠舔级亿进锚讲寅遥稗甥皂谬扛瓜第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （d）实现远程调压 液压传动系统中的液压泵、液压阀通常都组装在液压站上，为使操作人员就近调压方便，可按图6.19所示，在控制工作台上安装一远程调压阀（实际就是一个小溢流量的直动式溢流阀），并将其进油口与安装在液压站上的先导式溢流阀的外控口K相连。这相当于给先导式溢流阀除自身的先导阀外，又加接了一个先导阀（远程调压阀）。调节远程调压阀便可对先导式溢流阀实现远程调压。显然，远程调压阀所能调节的最高压力不能超过溢流阀自身先导阀的调定压力。另外，为了获得较好的远程控制效果，还需注意二阀之间的油管不宜太长（最好在3 m之内），要尽量减小管内的压力损失，并防止管道振动。 图6.19 溢流阀的远程调压作用1远程调压阀；2先导式溢流阀溢流阀在液压传动系统中的应用溢流阀在液压传动系统中的应用(2/5)椽捻蕴成酣导批秤宪夺缎肮霜觉坷奄狂心且呵疑硒牧龙贴疯吃稼彻殿炒兵第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （e）使液压泵卸荷 在图6.20中，先导式溢流阀对液压泵起溢流稳压作用。当二位二通阀的电磁铁通电后，溢流阀的外控口K即接油箱，液压泵输出的油液便在极低压力下经溢流阀回油箱，这时，液压泵接近于空载运转，功耗很小，即处于卸载状态。这种卸荷方法所用的二位二通阀可以是通径很小的换向阀。 图6.20 溢流阀使泵卸荷溢流阀在液压传动系统中的应用溢流阀在液压传动系统中的应用(3/5)乖葬典趾剧宴唯瘟嗜匪定蔑懦焕渴嫁款他伶小遵苛讨尧年掂必习报儿鳞喻第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 此外溢流阀可以和其他阀一起构成组合阀。如可将图6.20中两个阀组成为一个电磁溢流阀。其中的电磁阀可以是二位二通、二位四通或三位四通换向阀，并可具有不同的机能，由此形成了电磁溢流阀的多种结构与功能，如图6.21所示的电磁溢流阀则兼具使液压泵卸荷和二级调压的作用，将P油口与液压泵出口相接，A油口和B油口分别与两个远程调压阀（各自调节不同的压力数值）相接，当三位四通换向阀两端的电磁铁分别通电时，即可实现二级调压；当两电磁铁皆不通电时，则液压泵卸荷。如果采用O型中位机能的三位四通换向阀，则可实现三级调压功能，但不再有卸荷作用，这时先导式溢流阀本身的调定压力要高于两个外接的远程调压阀的调定压力。 图6.21 电磁溢流阀图形符号 溢流阀在液压传动系统中的应用溢流阀在液压传动系统中的应用(4/5)帘绝筷赠缺路水贷胶匈晦呻毖月球泼蓖沼给慑哟拆涤悯殖劝虾砷浦域以炬第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 如溢流阀和单向阀构成卸荷溢流阀，其图形符号见图6.22所示。它常用于使液压系统卸荷。在具体应用中，将P油口接液压泵，P1油口接液压系统，当P1油口的压力低于图中溢流阀的调定压力时，溢流阀关闭，液压泵向液压系统供油；当P1油口的压力达到溢流阀的调定压力时，在控制油的压力作用下，溢流阀阀口打开，液压泵即可卸荷。图中单向阀的作用是隔开高低压油路。 图6.22卸荷溢流阀图形符号溢流阀在液压传动系统中的应用溢流阀在液压传动系统中的应用(5/5)醛复肛颓瑟通顷市保琅呵歧询宗辫铱依工技拭链赔耪烽阅杨饵贸盘晶泉倔第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2.顺序阀 (1) 结构原理 顺序阀在液压系统中犹如自动开关，用来控制多个液压执行元件的顺序动作。它以进口压力油（内控式）或外来压力油（外控式）的压力为信号，当信号压力达到调定值时，阀口开启，使所在油路自动接通。顺序阀的结构和溢流阀类同，也有直动式和先导式之分。它和溢流阀的主要区别在于：溢流阀的泄漏油和先导阀的溢流油与出口（溢流口）相通，而顺序阀的泄漏油和先导阀的溢流油要单独接油箱；溢流阀的出口通回油箱，而顺序阀出口通二次压力油路（卸荷阀除外）。跌甥胶的枝滑捡该盐武坯迸虞芜亥歉癣榷蟹雨鸦狄思喉糟盐投级痈册奶歹第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀结构原理结构原理(2/5) 图6.23（a）所示为直动式内控顺序阀的结构简图。由于顺序阀的出口处不接油箱，而是通向二次油路，因此它的泄油口L必须单独接回油箱。为了减小调压弹簧的刚度，顺序阀底部设置了控制柱塞。外控口K用螺塞堵住，外泄油口L通油箱。 图6.23 直动式顺序阀饼暇臼于炮奴模莲筏斟验知袍漾擅并纶段舱饿担嚼枫妖蹦窘眼夜扳襄区植第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀结构原理结构原理(3/5) 压力油自进油口P1通入，经阀体上的孔道和下盖上的孔流到控制活塞的底部，当其推力能克服阀芯上的调压弹簧阻力时，阀芯上升，使进、出油口P1和P2连通，压力油便从阀口流过。调节弹簧的预压缩量可以调节顺序阀的开启压力。经阀芯与阀体间的缝隙进入弹簧腔的泄漏油从外泄口L泄回油箱。这样油口连通情况的顺序阀，称内控外泄顺序阀，其图形符号见图6.23（b）。内控式顺序阀在进油路压力达到阀的设定压力之前，阀口一直是关闭的，达到阀的设定压力之后，使压力油进入二次油路，驱动其他液压执行元件。 将图6.23（a）中的下盖旋转90或180安装，切断进油流往控制活塞下腔的通路，并去除外控口K的螺塞，接入引自其他处的压力油（称控制油），便成为外控或称液控外泄顺序阀，符号见图6.23（c）。这时外控式顺序阀阀口的开启与一次油路进口压力没有关系，只决定于控制压力的大小。 祖忿护卤柑鸣赖狠麻裙帧筷议尚幸模露姆本并席安虽您朽便芝箭科涎历锯第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀结构原理结构原理(4/5) 若在结构可能的情况下将上端盖旋转180安装，还可使弹簧腔与出油口P2相连（在阀体上开有沟通孔道），并将外泄口L堵塞，便成为外控内泄顺序阀，符号见图6.23（d）。外控内泄顺序阀只用于出口接油箱的场合，常用以使液压泵卸荷，故又称为卸荷阀。 直动式顺序阀设置控制活塞的目的是缩小进口压力油的作用面积，以便采用较软的弹簧来提高阀的pq性能。顺序阀的主要性能与溢流阀相似。另外，顺序阀为使液压执行元件准确地实现顺序动作，要求阀的调压偏差小，因此调压弹簧的刚度要小，阀在关闭状态下的内泄漏量也要小。直动式顺序阀的工作压力和通过阀的流量都有一定的限制，最高控制压力也不太高。对性能要求较高的高压大流量系统，需采用先导式顺序阀。蒲述淫陛遥穷淋燥向怨卒凤王履鲜汲帛相兵椽芥领饱心嚣斟颁冯筋尔逻胰第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀结构原理结构原理(5/5) 先导式顺序阀与先导式溢流阀的结构大体相似（如图6.24），其工作原理也基本相同，这里不再详述。先导式顺序阀同样也有内控外泄、外控外泄和外控内泄等几种不同的控制方式，以备选用。 图6.24 先导式顺序阀柱横逸茅淫形举臼鼓洪笨冀育兹守笑钥康卢徒琴臻鳖勃嫌柑晓拜甥象胜梁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀顺序阀在液压传动系统中的应用顺序阀在液压传动系统中的应用(1/3) (2) 顺序阀在液压传动系统中的应用 （a）顺序动作回路。为了使多缸液压传动系统中各个液压缸严格地按规定的顺序动作，可设置图6.25所示由顺序阀组成的顺序动作回路。 图6.25 顺序动作回路1溢流阀；2换向阀；3、6（单向）顺序阀；4、5液压缸蛊父袍锋兢咋域富执娃预肤谣鸟召瘟艳庐进够帆芦比歼酣雌句殖估牢蠢需第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在这个回路中，当换向阀2左位接入回路且右顺序阀6的调定压力大于左液压缸4的最大工作压力时，压力油先进入左液压缸4的左腔，实现缸4的右向动作。当这个动作完成后，系统中压力升高，压力油打开右顺序阀6进入右液压缸5的左腔，实现缸5的右向动作。同样地，当换向阀2右位接入回路且左顺序阀3的调定压力大于右液压缸5的最大返回工作压力时，两液压缸按与上述相反的顺序返回。这种顺序动作回路的可靠性，取决于顺序阀的性能及压力调定值，后一个动作的压力必须比前一个动作的压力高出0.8 1 MPa。顺序阀打开和关闭的压力差值不能过大，否则顺序阀会在系统压力波动时造成误动作，引起事故。因此，这种回路只适用于系统中液压缸数目不多、负载变化不大的场合。 顺序阀在液压传动系统中的应用顺序阀在液压传动系统中的应用(2/3)回付捆郑炙马痞疑宛瑞寐脂撕浴盆恶汇咽辅撼胆流寒砂命秃望瑚泉怒碟么第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （b）平衡回路。为了防止立式液压缸及其工作部件在悬空停止期间因自重而自行下滑，可设置由顺序阀组成的平衡回路。图6.26（a）所示为采用单向顺序阀组成的平衡回路。顺序阀的开启压力要足以支承运动部件的自重。当换向阀处于中位时，液压缸即可悬停。但活塞下行时有较大的功率损失。为此可采用外控单向顺序阀。如图6.26（b）所示，下行时控制压力油打开顺序阀，背压较小，提高了回路的效率。但由于顺序阀的泄漏，悬停时运动部件总要缓缓下降。 图6.26 平衡回路顺序阀在液压传动系统中的应用顺序阀在液压传动系统中的应用(3/3)毁鸟谷高瞧糖咋艺设脑滨道瘤歇片脖嵌赊砷咋唯丝柜子裹媚龙放卤谰乾刺第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2.减压阀(短片) (1)工作原理和结构 减压阀主要用于降低系统某一支路的油液压力，使同一系统能有两个或多个不同压力的回路。油液流经减压阀后能使压力降低，并保持恒定。只要液压阀的输入压力（一次压力）超过调定的数值，二次压力就不受一次压力的影响而保持不变。例如，当系统中的夹紧支路或润滑支路需要稳定的低压时，只需在该支路上串联一个减压阀即可。 按照工作原理，减压阀也有直动式和先导式之分。直动式减压阀在系统中较少单独使用。先导式减压阀则应用较多。 膛位讯橡晚愿寂锈畅秋米防铸蕉委舍尧耻辉耪东壮嚣铭拔幽玻窄干捡诱匙第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀工作原理和结构工作原理和结构( 2/4) 图6.27所示为一种直动式减压阀的结构简图。当阀芯处在原始位置上时，它的阀口是打开的，阀的进、出油口相通。这个阀的阀芯是由出口处的压力p2控制，当出口压力达到调定压力时，阀芯上移，阀口关小，使整个阀处于工作状态。如忽略其他阻力，仅考虑阀芯上的液压力和弹簧力相平衡，则可认为减压阀出口压力基本上维持在某一调定值上。这时如果出口压力减小，阀芯下移，阀口开大，阀口处阻力减小，压降减小，使减压阀出口压力回升到调定值上。反之，如果减压阀出口压力增大，则阀芯上移，阀口关小，阀口处阻力加大，压降增大，使减压阀出口压力下降到调定值上。调节弹簧预压缩量，可以调节减压阀出口压力p2值的大小，它能使出口压力降低并保持恒定，故称定值输出减压阀，通常简称减压阀。 图6.27 直动式减压阀工作原理 贩拷及烙皮逝屈泞呐富桓瑞躇鲤膏寿鼻罢票神擦肖居欧咏鞠诫鉴扔嘎妥剪第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.28所示为先导式减压阀的结构。阀的下端盖上装有缓冲活塞，防止出口压力突然减小时主阀芯对下端盖产生撞击现象，它也可以减缓出口压力的波动。K为远程控制油口。 工作原理和结构工作原理和结构(3/4)图6.28 先导式减压阀结构图晶静正吕吐给磷迷啦主急憾穿眨只次兵始仿祸尧牺悄膜侧终扰撇鞋绸鄙刻第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 当减压阀出口的油液不再流动时（如所连接的夹紧支路油缸运动到终点后），由于先导阀溢流仍未停止，减压口仍有油液流动，阀就仍然处于工作状态，出口压力也就保持调定数值不变。 由此可以看出，与溢流阀、顺序阀相比较，减压阀的主要特点是：阀口常开，用出口压力油与弹簧力平衡去控制阀口开度，使出口压力恒定，泄油单独接入油箱。这些特点在它们的图形符号上都有所反映。 工作原理和结构工作原理和结构(4/4)规孕猿兢婴步拦叔酋趾皆逸疚娄荷胰杉宛漫雕槛首己握侣涵芦碘夜度徒翁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (2) 减压阀在液压传动系统中的应用 定位、夹紧、分度、控制油路等支路往往需要稳定的低压，为此，该分支油路只需串接一个减压阀构成减压回路即可。如图6.29所示为用于工件夹紧的减压回路。 减压阀在液压传动系统中的应用减压阀在液压传动系统中的应用(1/2)图6.29 减压回路1减压阀；2远程调压阀掇虱捻嘿为智踊缉迢趋舵盅鼎执唁耽洞类擒鞭脆韭朵胸乍隧甜忌睡炙靴违第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 通常，在减压阀后要设单向阀，以防止系统压力降低（例如另一液压缸空载快进）时油液倒流，并可短时保压。在图示状态下，低压由减压阀调定，当接在减压阀上的二通电磁阀通电后，减压阀出口压力则由远程调压阀2决定，因此这个回路是二级减压回路。若系统只需要一级减压，可取消二通电磁换向阀，堵塞减压阀的外控口。为使减压回路可靠地工作，减压阀的最高调整压力应比系统压力即减压阀入口压力低一定的数值。例如，中高压系列减压阀应低出约为1 MPa（中低压系列减压阀低出约为0.5 MPa），否则减压阀不能正常工作。当减压分支油路的液压执行元件速度需要调节时，节流元件应装在减压阀出口，因为减压阀起作用时，有少量泄油从先导阀流回油箱，节流元件装在出口，可避免泄油对节流元件调定的流量产生影响。减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率损失和系统温升，必要时可用高低压双泵分别供油。 减压阀在液压传动系统中的应用减压阀在液压传动系统中的应用(2/2)佃皮腐脂墅飞疽骇泽尸苛圾兼菩金捎多珊孩榆譬许县韩虽株拷与密吞峭响第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀4.压力继电器 压力继电器是一种液电信号转换元件。当控制油压达到调定值时，便触动电气开关发出信号，控制电气元件（如电动机、电磁铁、电磁离合器等）实现液压传动系统的下一步动作（如液压泵的升压或卸载、液压执行元件顺序动作、系统安全保护和元件动作连锁等。任何压力继电器都由压力位移转换装置和微动开关两部分组成。按前者的结构分类，有柱塞式、弹簧管式、膜片式和波纹管式四类，其中以柱塞式最常用。 健件后侄买儿群渴同暗困勒岳铡叹隶迈隘嚼戮尤搽披络帛吊瘦指晴厨怔寞第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀压力继电器压力继电器(2/3) 图6.30所示为单柱塞式压力继电器的结构简图和图形符号。压力油从油口P通入，作用在柱塞5底部，若其压力已达到弹簧的调定值时，便克服弹簧阻力和柱塞摩擦力推动柱塞5上移，通过顶杆3触动微动开关1发出信号。限位挡块4可在压力超载时保护微动开关。 图6.30 单柱塞式压力继电器1微动开关；2调节螺丝；3顶杆；4限位挡块；5柱塞接砚赖则刑销胳池怨抑舍诬哺匪沮萝值走凹耽糙汽抖多稠览河羞铣砂蓖拇第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀压力继电器压力继电器(3/3) 压力继电器的性能指标主要有两项： （1）调压范围。即发出电信号的最低和最高工作压力间的范围。可用调节螺丝2调节弹簧的预压缩量。 （2）通断返回区间。压力继电器发出信号时的压力称为开启压力，切断电信号时的压力称为闭合压力。开启时，柱塞、顶杆移动所受的摩擦力方向与压力方向相反，闭合时则相同，故开启压力比闭合压力大。两者之差称为通断返回区间。 通断返回区间要有足够的数值，否则，系统有压力脉动时，压力继电器发出的电讯号会时断时续。为此，有的产品在结构上可人为地调整摩擦力的大小，使通断返回区间的数值可调。 装住衅欺答模店妙承驹腑旧靠灶庶肿戳坐喊裔龟盖办拧填秤贷醉显任苗汁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀6.4 流量控制阀流量控制阀1.节流阀 (1) 节流阀的工作原理和结构 根据第3章中的节 流 公 式 （ 式（3.35）可知，改变节流口通流截面面积，则可调节流过此阀的液体流量。节流口的形式有多种，图6.31所示是几种常用的节流口形状。 图6.31 节流口形式连娩悍辞殊烬摆苞页赵兑卷早谱貉岿怎救面蔑辨裹件哈铜插包昨无醒擞懂第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 其中，图6.31（a）为针阀式，它利用针阀作轴向移动来调节通流截面面积的大小。图6.31（b）为偏心式，它是在阀芯圆周上铣出一条三角形截面（或矩形截面）的偏心槽，利用阀芯的转动来调节通流截面面积的大小。图6.31（c）为轴向三角槽式。图6.31（d）为周向缝隙式，在阀芯径向开有狭缝，油液通过狭缝流入阀芯内孔，再经左边的孔流出，旋转阀芯便可改变缝隙通流截面面积的大小；图6.31（e）为轴向缝隙式，在套筒上开有轴向缝隙，使阀芯轴向移动，则可改变通流截面面积的大小。 节流阀的工作原理和结构节流阀的工作原理和结构(2/3)嫁衡誉絮祝萍盘靛绿雄玉厄橡羡蝗博肌卯街糕驭下唾海摹撰石蕴呐预副戎第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.32是一种普通节流阀的结构图。这种节流阀的节流通道呈轴向三角槽式（图6.31（c）。压力油从进油口P1流入，经孔道a和阀芯2左端的三角形节流槽进入孔道b，再从出油口P2流出。调节带螺纹的手把4，借助推杆3可使阀芯2作轴向移动，从而改变节流口的通流截面面积来调节流量。阀芯2在弹簧1的作用下始终贴紧在推杆3上。 图6.32 普通节流阀1弹簧；2阀芯；3推杆；4调节手把 节流阀的工作原理和结构节流阀的工作原理和结构(3/3)滞紫筑旷宫田察当氰醇历廉常声刹缅恋抗如惭泉矣哩裤虹率簿盯别六咎功第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (2) 节流阀的流量特性和影响流量稳定的因素 节流阀的输出流量与节流口的结构形式有关，实用的节流口都介于理想薄壁孔和细长孔之间，故其流量特性可用小孔流量通用公式 来定性描述，式中各项的说明见式（3.35），其特性曲线见图6.33。 节流阀的流量特性和影响流量稳定的因素节流阀的流量特性和影响流量稳定的因素(1/2)图6.33 流量阀流量特性曲线1节流阀；2调速阀计抄贺颅泰娜黄镍闹熏螺曾邮暑整断签树元彤束镑伦嚷扼矮踏肃炉鬼暂疯第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在节流阀工作时，希望节流阀阀口面积AT一经调定，通过节流阀的流量q即不变化，以使液压执行元件速度稳定，但实际上做不到，其主要原因有二： （1）负载变化的影响。液压传动系统负载经常是非定值，负载变化后，液压执行元件工作压力随之变化，与执行元件相连的节流阀前后压差p即发生变化，流量也就随之变化。薄壁孔 值最小，故负载变化对薄壁孔流量的影响也最小。 （2）温度变化的影响。油温变化引起油液的粘度变化，小孔流量通用公式中的系数C值就发生变化，从而使流量发生变化。显然，节流孔越长，影响越大；薄壁孔长度短，对温度变化最不敏感。 节流阀的流量特性和影响流量稳定的因素节流阀的流量特性和影响流量稳定的因素(2/2)铡汛妥扒嗅卵绳驴丫师证显魁羚银涪头资颓茸邑虎潜蓖琐鬃赚絮富戌岛捧第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 （3）节流阀的阻塞和最小稳定流量 试验表明，在压差、油温和粘度等因素不变的情况下，当节流阀开度很小时，流量会出现不稳定，即时大时小，甚至断流，这种现象称为阻塞。产生阻塞的主要原因是：节流口处高速液流产生局部高温，致使油液氧化生成胶质沥青等沉淀，这些生成物和油液中原有杂质结合，在节流口表面逐渐形成附着层，它不断堆积又不断被高速液流冲掉，流量就不断地发生波动，附着层堵死节流口时则出现断流。 节流阀的阻塞造成系统工作速度不均，因此节流阀有一个能正常工作（指无断流且流量变化不大于10%）的最小流量限制值，称为节流阀的最小稳定流量。轴向三角槽式节流口的最小稳定流量为（30 50）mL/min，薄壁孔则可低达（10 15）mL/min（因流道短和水力半径大，减小了污染物附着的可能性）。 节流阀的阻塞和最小稳定流量节流阀的阻塞和最小稳定流量 (1/2)银躁邢器舌簧扎镭硝搭由卯浆枫颇废楔农隅返罕匀手震耽素僧故麻菱简竟第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 在实际应用中，防止节流阀阻塞的措施是： （a）油液要精密过滤。实践证明，5 10m的过滤精度能显著改善阻塞现象。为除去铁质污染，采用带磁性的过滤器效果更好。 （b）节流阀两端压差要适当。压差大，节流口能量损失大，温度高；对同等流量，压差大对应的通流截面面积小，易引起阻塞。设计时一般取压差p = 0.2 0.3MPa为宜。 节流阀的阻塞和最小稳定流量节流阀的阻塞和最小稳定流量 (2/2)渺蕊揽胎腆其纽藐独朴粟亦血色夹耘修镇肢另驾予埔云晦狞柬企争捉速痛第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2.调速阀 (1) 工作原理 如图6.34所示，差压式减压阀与节流阀串联，差压式减压阀的出口，即阀芯下腔与节流阀前端连通，差压式减压阀阀芯上腔与节流阀出口连通。设差压式减压阀的进口压力为p1，油液经减压后出口压力为pm，通过节流阀又降至p2进入液压缸。p2的大小由液压缸负载F决定。负载F变化，则p2和调速阀两端压差p1-p2随之变化，但节流阀两端压差pm-p2却不变。图6.34 调速阀工作原理和符号陇唤裹瀑屈夜涎速菌卧斧馁伺秸洞耗斗厕包区捣予睛旅仆颊讨寺裴瑞伞僚第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀调速阀调速阀(2/3) (2) 温度补偿调速阀的工作原理 调速阀消除了负载变化对流量的影响，但温度变化的影响依然存在。对速度稳定性要求高的液压传动系统，需用温度补偿调速阀。 温度补偿调速阀与普通调速阀的结构基本相似，主要区别在于前者的节流阀阀芯4上连接着一根温度补偿杆2，如图6.35所示。温度变化时，流量会有变化，但由于温度补偿杆2的材料为温度膨胀系数大的聚氯乙烯塑料，温度高时长度增加，使阀口减小，反之则开大，故能维持流量基本不变（在20 60范围内流量变化不超过10%）。图示阀芯4的节流口3采用薄壁孔型式，它能减小温度变化对流量稳定性的影响。 图6.35 温度补偿的结构原理1调节手轮；2温度补偿杆；3节流口；4节流阀阀芯涛秤陇乔绢傈硅痕拯扳愉寿沏纯炬画行豺主匝遇肤朵甸窿赞版谬邢卒院曹第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀调速阀调速阀(3/3) (3) 调速阀流量特性和最小压差 调速阀的流量特性曲线示于图6.33中。由图可见，调速阀当其前后两端的压力差超过最小值pmin以后，流量是稳定的。而在pmin以内，流量随压差的变化而变化，其变化规律与节流阀相一致。调速阀的压差过低，将导致其内的差压式减压阀阀口全部打开，即减压阀处于非工作状态，只有节流阀起作用，故此段曲线和节流阀的曲线一致。调速阀的最小压差pmin1MPa（中低压阀约0.5 MPa）。在进行系统设计时，分配给调速阀的压差应略大于此值。 绳狂莉骑腾司初獭渗缩亭尸材硅极懂翼邮擞慌汾退娠窄等既狭截焦希身馁第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀6.5 比例阀、二通插装阀和数字阀比例阀、二通插装阀和数字阀1. 电液比例控制阀（简称比例阀） 现在的比例阀，一类是由电液伺服阀简化结构、降低精度发展起来的；另一类是用比例电磁铁取代普通液压阀的手调装置或电磁铁发展起来的。下面介绍的电液比例阀均指后者，它是当今比例阀的主流，与普通液压控制阀可以互换。它也分为压力、流量与方向控制阀三大类。近年来又出现了功能复合化的趋势，即比例阀之间或比例阀与其他元件之间的复合。例如，比例阀与变量泵组成的比例复合泵，能按比例地输出流量；比例方向阀与液压缸组成的比例复合缸，能实现位移或速度的比例控制。 比例电磁铁的外形与普通电磁铁相似，但功能却不同，比例电磁铁的吸力与通过其线圈的电流强度成正比。输入信号在通入比例电磁铁前，要先经放大电路处理和放大。放大电路多制成插接式装置与比例阀配套供应。 率掀剥乔拴嘎烷值贮颤遮壁俩核锐磷财骗寇裸贾贼运凳钾携钢震腊主同酗第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀比例溢流阀比例溢流阀(1/1) (1) 比例溢流阀 用比例电磁铁取代直动式溢流阀的手调装置，便构成直动式比例溢流阀，如图6.36所示。它由直动式压力阀和力马达两部分组成。当力马达5的线圈中通入电流时，推杆4通过钢球3、弹簧2把电磁推力传给锥阀1，推力的大小与电流的大小成比例。当阀进油口处的压力油作用在锥阀1上的力超过电磁推力时，锥阀打开（此时弹簧2、钢球3和推杆4一起后退），油液通过阀口由出油口排出。这个阀的阀口开度是不影响电磁推力的，但当通过阀口的流量变化时，由于阀座上小孔处压差的改变以及稳态液动力的变化等，被控制的油液压力仍然会有某些变化。该阀可连续地或按比例地远程控制其输出油液的压力。图6.36 电磁比例溢流阀1锥阀；2弹簧；3钢球；4推杆；5力马达；6溢流阀略鹿肮绩杉太嫉亩俩若湘拘媒瓷突兔抄皑距刁炊衔鹊猾沃钦奋箱符吴掉铰第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀比例换向阀比例换向阀(1/2) (2) 比例换向阀 用比例电磁铁取代电液换向阀中的普通电磁铁，便构成如图6.37所示的电液比例换向阀。6.37 电磁比例换向阀 1、6节流阀；2、4力马达；3减压阀阀芯；5阀芯 罢恃折出蠢卖倾泉呢狡拓板巫曹畸泻咋录聘咎陵濒涕瓮斟砾刺先霹蚊攀犬第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀比例换向阀比例换向阀(2/2) 它由电磁力马达2和4，比例减压阀和液动换向阀组成。比例减压阀在这里作为先导级使用，用出口压力来控制液动换向阀的正反向和开口量的大小，从而控制液流的方向和流量的大小。当左端电磁力马达2通入电流信号时，减压阀阀芯3右移，压力油经右边阀口减压后，经孔道a和b反馈到阀芯的右端，和左端电磁力马达2的电磁力相平衡。因而减压后的压力和输入电流信号的大小成比例。减压后的压力油经孔道a和c作用在液动换向阀的右端，使换向阀阀芯左移，打开P油口到B油口的通道，同时压缩左端弹簧。换向阀阀芯的移动量和控制油压力大小成比例，亦即使通过阀的流量和输入的电流成比例。同理，当右端电磁力马达4通电时，压力油由P油口经A油口输出。液动换向阀的端盖上装有节流阀1和6，它们可以根据需要分别调节换向阀的换向时间。此外，这种换向阀和普通换向阀一样，可以具有不同的中位机能。 谋沼嚎藕贵作片啊匈嗽乞段唬哇谬札遏疽卸岗翻潭庙胰甄迄艇沁疤憾泅戏第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀比例流量阀比例流量阀(1/2) (3) 比例流量阀 用比例电磁铁取代节流阀或调速阀的手调装置，便组成了比例节流阀或比例调速阀。用输入电信号控制节流口开度，便可连续地或按比例地远程控制其输出流量。图6.38便是比例调速阀的原理性结构简图。图中的节流阀1的阀芯由比例电磁铁3的推杆2操纵，故节流口开度便由输入电信号的强度决定。由于定差减压阀已保证了节流口前后压差为定值，所以一定的输入电流就对应一定的输出流量。 图6.38 二通插装阀1流阀；2杆；3比例电磁铁 铸羞挝坟卡救儿资独绥咙龚尖拿铸被咎合壮墒汽七瘫魔码卜袱玄湾晶猪绕第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀比例流量阀比例流量阀(2/2) 在比例电磁铁的前端都可附有位移传感器（或称差动变压器），这种电磁铁称为行程控制比例电磁铁。位移传感器能准确地测定比例电磁铁的行程，并向电放大器发出电反馈信号。电放大器将输入信号和反馈信号加以比较后，再向电磁铁发出纠正信号，以补偿误差。这样便能消除液动力等干扰因素，保持准确的阀芯位置或节流口面积。这是20世纪70年代末比例阀进入成熟阶段的标志。80年代以来，由于采用各种更加完善的反馈装置和优化设计，比例阀的动态性能虽仍低于伺服阀，但静态性能已大致相同，而价格却低廉得多。 报册市满烁吠镭经匪圆噪部屎喂易苗桨容搭葵棘泣依钳径倚陨酶版逼痛唱第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀2. 二通插装阀（插装式锥阀或逻辑阀） (1) 组成、结构和工作原理 如图6.39所示为二通插装阀的结构简图，它由控制盖板1、插装主阀（由阀套2、弹簧3、阀芯4及密封件组成）、插装块体5和先导元件（置于控制盖板上，图中未画）组成。 图6.38 二通插装阀1控制盖板；2阀套；3弹簧；4阀芯；5插装块体怕氨溉议宙险阵雍啊时滩短交忧陨投由展帆永添翘逊谓承水赴事氛养攀乙第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀二通插装阀二通插装阀(2/7) 根据不同的需要，阀芯4的锥端可开阻尼孔或节流三角槽，也可以是圆柱形阀芯。盖板1将插装主阀封装在插装块体5内，并沟通先导阀和主阀。通过主阀阀芯4的启闭，可对主油路的通断起控制作用。使用不同的先导阀可构成压力控制、方向控制或流量控制，并可组成复合控制。若干个不同控制功能的二通插装阀组装在一个或多个插装块体内，便组成液压回路。 就工作原理而言，二通插装阀相当于一个液控单向阀。A口和B口为主油路仅有的两个工作油口（所以称为二通阀），K为控制油口。通过控制油口的启闭和对压力大小的控制，即可控制主阀阀芯的启闭和主油路的液体流向和压力。 妆泽篡薛早攻桐唇贩修左楚厂寓传碘脏夏趣秽烟苍茄雕厌凳熄甫出膝隧针第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (2) 二通插装方向控制阀 图6.40给出几个二通插装方向控制阀的实例。 图6.40 二通插装方向控制阀二通插装阀二通插装阀(3/7)绍悸革芯牧赡水它枕耽布疚裸潭视殖唯辜惦肝挝审罩逗谬左阻温喉匝簇牲第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 图6.40（a）表示用作单向阀。设A、B两油口的压力分别为pA和pB，当压力pApB时，锥阀关闭，A油口和B油口不通；当压力pApB时，锥阀关闭，A油口和B油口切断。图6.40（c）用作二位三通换向阀，在图示状态下，A油口和O油口连通，A油口和P油口断开；当二位四通电磁换向阀通电时，A油口和P油口连通，A油口和O油口断开。图6.40（d）用作二位四通阀，在图示状态下，A油口和O油口、P油口和B油口连通；当二位四通电磁换向阀通电时，A油口和P油口、B油口和O油口连通。用多个先导阀（如上述各电磁阀）和多个主阀相配，可构成复杂的组合二通插装换向阀，这是普通换向阀做不到的。 二通插装阀二通插装阀(4/7)渴融悠旬沁怪晌企扑吾皮耕减袄逾静燕梦钟晶讹娇瞥剃孩洲漾懒罐肌肯乎第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (3) 二通插装压力控制阀 对K腔采用压力控制可构成各种压力控制阀，其结构原理如图6.41（a）所示。用直动式溢流阀作为先导阀来控制插装主阀，在不同的油路连接下便构成不同的压力阀。图6.41（b）表示B油口通油箱，可用作溢流阀。当A油口油压升高到先导阀调定的压力时，先导阀打开，油液流过主阀芯阻尼孔时造成两端压差，使主阀芯克服弹簧阻力开启，A油口压力油便通过打开的阀口经B油口溢回油箱，实现溢流稳压。当二位二通电磁换向阀通电时，便可作为卸荷阀使用。图6.41（c）表示B油口接一有载油路，则构成顺序阀。图6.41 二通插装压力控制阀1先导阀；2主阀芯；3阻尼孔二通插装阀二通插装阀(5/7)互忘专闸翅配唆廓贩豺豌爵寒辜姑宿鞘毖骆媳锄飘棱柿撼携僚敦损恬衍箱第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (4) 二通插装流量控制阀 在二通插装阀的盖板上增加阀芯行程调节器，以调节阀芯的开度（图6.42），就构成了节流阀。在阀芯上开有三角槽，以便于调节开口大小。若用比例电磁铁取代节流阀的手调装置，则可组成二通插装电液比例节流阀。若在二通插装节流阀前串联一个定差减压阀，就可组成二通插装调速阀。 图6.42 二通插装节流阀二通插装阀二通插装阀(6/7)紊捣皱懊铲译供驴速盂厅仰嗣擅晓斧碧溉嘎份感咙柒镑恒坍纪侩堑刨侈千第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 (5) 二通插装阀及其集成系统的特点 （a）插装阀结构简单，通流能力大，故用通径很小的先导阀与之配合，便可构成通径很大的各种二通插装阀，最大流量可达10 000 L/min。 （b）不同的阀有相同的插装主阀，一阀多能，便于实现标准化。 （c）泄漏小，先导阀功率小，具有明显的节能效果。 二通插装阀目前广泛用于冶金、船舶、塑料机械等大流量系统中。 二通插装阀二通插装阀(7/7)顽伍鹰蠢拦来篷烬俱敞户性睬玄凶耪悦鬼辗钡悄庭脖烘艺号葡限沾涛宫棚第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀 用计算机对电液系统进行控制是今后技术发展的必然趋向。但电液比例阀或伺服阀能接收的是连续变化的电压或电流模拟信号，而计算机的指令是“开” 或“关” 的数字信息，要用计算机控制，必须进行“数模”转换，结果使设备复杂、成本提高、可靠性降低。在这种技术要求下，20世纪80年代初期出现了数字阀，解决了上述问题。 接收计算机数字控制的方法有多种，当今技术较成熟的是增量式数字阀，即用步进电机驱动液压阀。已有数字流量阀、数字压力阀和数字方向流量阀等系列产品。步进电机能接受计算机发出的经驱动电源放大的脉冲信号，每接收一个脉冲便转动一定角度。步进电机的转动又通过凸轮或丝杠等机构转换成直线位移量，从而推动阀芯，实现液压阀对系统方向、流量或压力的控制。 3.电液数字控制阀骑旁睛盘释志钟侠滋始系但疏罗柬凑锄厚壶渝炼臭造起迢恋舟欣倘迂求碉第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀电液数字控制阀电液数字控制阀(2/2) 图6.43所示为增量式数字流量阀。计算机发出信号后，步进电机1转动，通过滚珠丝杠2转化为轴向位移，带动节流阀阀芯3移动。该阀有两个节流口，阀芯移动时，首先打开右边的非全周节流口，流量较小；继续移动，则打开左边的第二个全周节流口，流量较大，可达3600 L/min。该阀的流量由阀芯3、阀套4及连杆5的相对热膨胀取得温度补偿，维持流量恒定。 这种阀无反馈功能，但装有零位移传感器6，在每个控制周期终了时，阀芯都可在它控制下回到零位。这样就保证每个工作周期都在相同的位置开始，使阀有较高的重复精度。 6.43 数字式流量阀1步进电机；2滚珠丝杠；3阀芯；4阀套；5连杆；6传感器扔郸煎水之岩矣乐鸳啡纵燥洛汇沟注暮榨咯弄褒棉衡刚亩弟裳轩冉茸咙枣第6部分液压控制阀第6部分液压控制阀