液压与气压传动课件-第四章(压力阀).
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液压与气压传动减压阀课件教学讲义
详细描述
某汽车制造厂在生产线上使用比例式减压阀来控制油 压系统的压力和流量。为了确保生产线的稳定运行， 需要对减压阀进行合理的选型和维护。根据实际需求 选择合适规格和型号的减压阀，并定期进行清洗和检 查，以确保其正常工作和延长使用寿命。同时，还需 要关注减压阀的油液清洁度和过滤器的更换周期，以 防止杂质和颗粒物对阀件造成磨损和堵塞。
液压与气压传动减压阀课 件教学讲义
• 引言 • 液压与气压传动基础知识 • 减压阀的工作原理 • 减压阀的结构与特点 • 减压阀的选用与维护 • 案例分析
01
引言
课程背景
液压与气压传动是工业自动化领 域中重要的传动方式，广泛应用
于各种机械设备和生产线上。
减压阀是液压与气压传动系统中 常用的控制元件之一，用于调节 流体压力，保持系统压力稳定。
气压传动原理
通过气瓶中的压缩气体存储能量，当控制阀打开时，气体通过管道进入气动马 达，驱动负载运动，同时气动马达中的排气口将气体排出，完成能量的传递。
液压与气压传动的应用
液压传动应用
广泛应用于工程机械、农业机械、汽 车制造和工业自动化等领域，如挖掘 机、推土机、起重机和压力机等设备 的传动和控制。
更换磨损件ຫໍສະໝຸດ 记录与维护计划定期对减压阀进行检查， 包括外观、紧固件、密 封件等，确保其正常工
作。
定期清洗减压阀内部， 保持其清洁，同时对需 要润滑的部位进行润滑。
及时更换磨损严重的密 封件和其他易损件，以 保证减压阀的正常工作。
建立减压阀的维护记录， 制定定期维护计划，确 保其得到及时的维护和
保养。
06
案例分析
案例一：某工厂液压系统减压阀故障分析
总结词
液压系统减压阀故障分析
液压与气压传动 第4章液压阀
（1）普通单向阀
• 普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它 反向倒流。 • 对单向阀的要求主要有： • ①通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； • ②动作灵敏，工作时无撞击和噪声。 主要用途： 1) 选择液流方向。 2) 区分高低压油。 3) 保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造 成反转或损坏）。 4) 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。 5) 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－ 保持低压回路的压力）。
按阀芯结构分类
按阀芯工作位置分类
滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式
二位、三位、四位、多位 二通、三通、四通、五通、多通
手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动
按通路分类 按操纵方式分类
1、滑阀式换向阀
（1）换向阀的结构和工作原理
滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的 圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀 。
3、按结构形式分类
(1)滑阀（或转阀）； (2)锥阀；
(3)球阀； (4)喷嘴挡板阀； (5)射流管阀。
4、按安装连接方式分类
（1）螺纹式（管式）: 阀的连接口用螺纹管接头与管道及其 它元件连接，它适用于简单系统。 （2）板式连接阀： 将板式阀用螺钉固定在连接板（或油 路板、集成块）上；
（3）集成块式连接：
（２)滑阀的中位机能
机能代号 中位位置时的滑阀状态
C
中位的图形符号 三位五通 三位四通
H
J
K Y
机能代号 中位位置时的滑阀状态
中位的图形符号
三位四通
三位五通
M
N
O P
U X
（3)换向阀的主要性能
《液压与气压传动》PPT课件
应用一：高压造型生产线
应用二：真空静压造型生产线
压路机
铲运车
挖掘机
应用三：工程机械领域
应用四：机械加工行业
应用五：航天工业
应用六：军事、雷达等
台湾“纪德舰”
第一篇 液压传动
第二章
液压传动的流体 力学基础
流体力学是研究流体平衡和运动规律的
一门科学。
本章重点：
1、液压油的粘度及其物理意义、粘性的力学本质； 2、液体静压力基本方程、连续性方程、伯努利方 程；
B、调节q即可改变运动速度，所以，液压和气压传动能实现无级调速；
3、功率关系
G A2 和
F
A1
即： Fv1=Gv2
v2 A1 v1 A2
即： P=pA1v1=pA2v2= p q
在不计损失时，输入功率等于输出功率。
结论：压力和流量是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们的乘积表示功率。
工作原理：以有压流体作为传动介质（或工作介质、 能源介质），依靠密封容积的变化来传递运动，依靠 流体内部的压力来传递动力。
3、压力损失、小孔流量的计算。
本章难点：
1、实际液体伯努利方程及压力损失的计算； 2、绝对压力、相对压力、真空度的概念。
§2-1 液压油
一、液压油的物理性质
物理性质＝ f（、、、β、C、、T凝、p饱）
（一）密度
单位体积液体的质量称为液体的密度。
m
V
单位：kg/m3
矿物型液压油的密度随温度和压力而变化 的，但其变动值很小，可认为其为常数。一 般矿物油系液压油在20℃时密度约为850～ 900 kg/m3 左右。
行业名称
热工设备 机床工业 国防工业 船舶工业
近年应用
液压传动课件
表4.1 各种液压系统的过滤精度要求 系统类别 润滑 传动系统 伺服
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考 虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示，用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高，但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯，将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上，以增大强度。 为增加过滤面积，纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高，一般用于 油液的精过滤，但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分 进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充 分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。
25
4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考 虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示，用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高，但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯，将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上，以增大强度。 为增加过滤面积，纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高，一般用于 油液的精过滤，但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分 进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充 分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。
25
4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
液压与气压传动技术第4章 液压控制阀
•
按安装连接形式分为： 管式连接 板式连接
叠加式连接
插装式连接
集成式连接
3、液压控制阀的性能参数
对于不同类型的各种液压控制阀，还可以用不同的参数表征其不同 的工作性能，一般有压力、流量的限制值，以及压力损失、开启压 力、允许背压、最小稳定流量等。同时，给出若干条特性曲线，供 使用者确定不同状态下的性能参数值。
图4-2 液控单向阀的工作原理图 a）内泄式液控单向阀 b）外泄式液控单向阀
液控单向阀的工作原理
双向液控单向阀：
常用于系统停止供油时而要求执行元件仍然保持锁紧的场合，通常 称为液压锁。
1-阀体
图4-3 双向液控单向阀 a）结构原理图 b）图形符号 2-控制活塞 3-卸压阀芯 4-锥阀芯
图4-4 液压锁（飞机襟翼收放系统） 1、4-阀芯 2、3、5、8-弹簧 6、7-活塞
二、方向控制阀
方向控制阀主要用来接通、关断或改变液压油的流动方向，从而控 制执行元件的起动、停止或改变其运动方向。它主要分为单向阀和 换向阀，单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种，而换向阀的种类 很多、应用广泛。
1、单向阀
功用：控制油液单方向流动，又称为逆止阀或止回阀。。 结构组成： 阀体 阀芯 弹簧等
单向阀的应用：
用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造成影响； 隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰；
作背压阀用（回油路上加背压阀），但背压不可调；
作旁路阀用； 桥式回路。
液控单向阀：是一种通入控制压力油后，便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。 油液反向流动时（由油口进油），进油压力通常很高，解决这个问 题的方法：①B油口压力很高，采用先导阀预先卸压，见图4-2a，这 种阀称内泄式液控单向阀。②A油口压力较高造成控制活塞背压较大， 采用外泄口回油降低背压，见图4-2b，这种阀称外泄式液控单向阀。
《液压与气压传动》课件
01
除了以上主要元件外，液压系统 中还需要一些辅助元件，如油箱 、过滤器、冷却器等。
02
这些辅助元件的作用是保证液压 系统的正常工作和延长元件的使 用寿命。
03
气压系统元件
气瓶
压缩空气储存设备
01
气瓶是用于储存压缩空气的设备，通常由金属制成，如钢或铝
。
分合有多种分类和规格，常见的
气动辅助元件
过滤器
过滤器用于清除压缩空气中的杂质和水分，保证 气动系统的正常运行。
油雾器
油雾器用于向气动系统中添加润滑油，减少摩擦 和磨损，提高系统的使用寿命。
消声器
消声器用于降低气动系统运行时的噪音，保护人 员和环境免受噪音污染。
04
液压与气压传动系统设计
系统设计流程
确定设计目标
明确液压或气压传动系统的功 能和性能要求，确定系统的基
液压缸的设计和制造需要考虑到负载、速度、压力等参数，以确保其正常工作和寿 命。
液压马达
液压马达是液压系统中的动力输 出元件，用于将液压能转换为机
械能，驱动机械设备转动。
液压马达的种类很多，包括齿轮 马达、叶片马达、柱塞马达等。
液压马达的选择需要考虑转速、 扭矩、效率等参数，以确保其满
足实际需求。
液压辅助元件
确定系统流量和压力
根据负载需求和系统的工作循环，计 算液压或气压传动系统的流量和压力 。
元件选择与校核
根据元件的工作参数和性能要求，选 择合适的液压或气压元件，并进行必 要的校核计算。
系统效率计算
根据系统的功率输入和输出，计算液 压或气压传动系统的效率，评估系统 的能源利用效果。
控制性能分析
对液压或气压传动系统的控制性能进 行分析，包括响应速度、稳定性和精 度等。
液压与气压传动课件(精华版)
由 式（0－1）可知，当负载 W 增大时，流体工作压力p也要随之增大， 亦即 F1 要随之增大；反之，若负载W很小，流体压力就很低，F1 也就很小。 由此建立了一个很重要的基本概念，即在液压和气压传动中工作压力取决于 负载，而与流入的流体多少无关。
2.运动关系
如果不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、油管的变形，从图0－1b可
例图
例图
行走机械用液压系统
钢铁工业用液压系统
土木工程用液压系统
发电厂用液压系统 特殊技术用液压系统 船舶用液压系统 军事工业用液压系统
防洪闸门及堤坝装置（浪潮防护挡板）、河床升降装置、 桥梁操纵机构和矿山机械（凿岩机）等。
涡轮机（调速装置）、核发电厂等。 巨型天线控制装置、测量浮标、飞行器仿真台、升降旋 转舞台等。 甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器 等。 火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞机起落架的收放装置 及方向舵控制装置等。
3.功率关系
由式（0－1）和式（0－3）可得 F1v1= Wv2
（0－6）
式（0－6）左端为输入功率，右端为输出功率，这说明在不计损失的情况 下输入功率等于输出功率，由式（0－6）还可得出 P=pA1v1=pA2v2=pq （0－7） 由式（0－7）可以看出，液压与气压传动中的功率P可以用压力p和流量q 的乘积来表示，压力p和流量q式流体传动中最基本、最重要的两个参数， 它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。 从以上分析可知，液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动 力的。
例图
自 动 水 果 分 类
机
自动激光唱片拾放装置
汽 车 组 装 线
自动糖果包装机
自 动 汽 车 清 洗 机
自动空气喷射织布机
液压与气压传动教材课件(华中科技大学)-多路换向阀控制回路
华中科技大学
串并联油路
按串并联油路连接的多路换向阀 每一连滑阀的进油腔都与前一连 滑阀的中位回油通道相通， 滑阀的中位回油通道相通，每一 连滑阀的回油腔则直接与总回油 口相连，即各滑阀的进油腔串联， 口相连，即各滑阀的进油腔串联， 回油腔并联。 回油腔并联。 串并联油路的特点是当一个执行 元件工作时， 元件工作时，后面的执行元件的 进油道被切断。 进油道被切断。因此多路换向阀 中只能有一个滑阀工作， 中只能有一个滑阀工作，即各滑 阀之间具有互锁功能， 阀之间具有互锁功能，各执行元 件只能实现单动。 件只能实现单动。 当多路换向阀的连数较多时，常采用上述三种油路连接形式的组合， 当多路换向阀的连数较多时，常采用上述三种油路连接形式的组合，称 为复合油路连接。无论是何种连接方式， 为复合油路连接。无论是何种连接方式，在各执行元件都处于停止位置 液压泵可通过各连滑阀的中位自动卸载， 时，液压泵可通过各连滑阀的中位自动卸载，当任一执行元件要求工作 时，液压泵又立即恢复供应压力能。 液压泵又立即恢复供应压力能。
华中科技大学
串联油路
多路换向阀内第一连滑阀的 回油为下一连的进油， 回油为下一连的进油，依次 下去直到最后一连滑阀。 下去直到最后一连滑阀。 串联油路的特点是工作时可 以实现两个以上执行元件的 复合动作， 复合动作，这时泵的工作压 力等于同时工作的各执行元 件负载压力的总和。 件负载压力的总和。在外负 载较大时，串联的执行元件 载较大时， 很难实现复合动作。 很难实现复合动作。
华中科技大学
行程控制顺序动作回路
行程阀控制顺序回路 电磁阀3 处于右位， 电磁阀 处于右位，缸1 活塞 先向右运动， 先向右运动，当活塞杆上挡块 压下行程阀4 压下行程阀 后，缸2 活塞才 向右运动； 处于左位， 向右运动；阀3 处于左位，缸1 活塞先退回， 活塞先退回，其挡块离开行程 活塞才退回。 阀4 后，缸2 活塞才退回。回 路动作可靠， 路动作可靠，但改变动作顺序 难。 行程开关控制顺序回路 按启动按钮， 得电， 活塞先向右 按启动按钮，1Y 得电，缸1活塞先向右 运动，当活塞杆上挡块压下行程开关2S 运动，当活塞杆上挡块压下行程开关 得电， 活塞才向右运动， 后，使2Y 得电，缸2 活塞才向右运动， 直到压下3S， 失电， 直到压下 ，使1Y失电，缸1 活塞向左 失电 退回，而后压下1S， 失电， 退回，而后压下 ，使2Y 失电，缸2 活塞再退回。调整挡块可调整缸的行程， 活塞再退回。调整挡块可调整缸的行程， 通过电控系统可改变动作顺序。 通过电控系统可改变动作顺序。
第四章4液压与气压传动(叠加阀、插装阀、阀的连接)
九、二通插装阀 插装式锥阀的工作原理及基本组成
控制盖板
阀套 弹簧 阀芯 阀体
职能符号
工作原理图
中国农业大学工学院
流体传动与控制工程实验室
2020年1月20日星期一
九、二通插装阀 插装式锥阀用作单向阀
普通单向阀
液控单向阀
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流体传动与控制工程实验室
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九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位二通阀
十、液压阀的连接 集成块式连接
盖板
阀 集成块 底板
集成块式是借助于集 成块把标准化的板式液压 元件连接在一起，组成液 压系统。
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十、液压阀的连接 集成块式连接
叠加阀式是液压装置集成 化的另一种形式，它由叠加阀 互相直接连接而成。
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十、液压阀的连接 管式连接
管式连接即将各管式液压阀用管 道互相连接起来，管道与阀一般用螺 纹管接头连接起来，流量大的则用法 兰连接。
管式连接不需要其它专门的连接 元件，但结构较分散，特别是对于较 复杂的液压系统，所占用空间较大， 管路交错，接头繁多，不便于装卸维 修，在管接头处也容易造成泄漏和渗 入空气，有时会产生振动和噪声。
职能符号
工作原理图
工作原理图
职能符号
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九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位三通阀
职能符号
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2020年1月20日星期一
九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位四通阀
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稳态轴向液动力 Fs 、阀芯的自重G和摩擦力 Fbs 是平衡的，它们可以用下式
表示
pAR Fs Fbs G Ff
若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，则上式可写成
式中 p为进油口压力；AR 为阀芯承受油液压力的面积。
p
Ff AR
溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的 通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。
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泄油口
外控口
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发出电信号，以控制电磁铁。电磁
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p p1 p 2
k s ( xc x R ) (D d )
2 2
4
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pk pk 100% ps pB pB 100% ps
闭合比
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三、压力控制阀 先导式溢流阀的结构特点
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主阀弹簧 阀芯
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三、压力控制阀 定值输出减压阀
工 作 原 理 图
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三、压力控制阀 定值输出减压阀
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工 作 原 理 图 主阀
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三、压力控制阀 定值输出减压阀性能分析
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三、压力控制阀 溢流阀的静态性能
（1）压力调节范围：调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳 地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。 （2）启闭特性：溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与 通过溢流阀的溢流量之间的关系。 开启比
阀进、出油口不通。 （3）减压阀的导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油 箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，不必单独外接油 箱。
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流体传动与控制工程实验室
2018年10月8日星期一
三、压力控制阀 顺序阀的分类及作用
分类：
根据所控制压力的不同，它可分为内控式和外控式。
前者用阀的进油口压力控制阀芯的启闭，后者用外来 的控制压力油控制阀芯的启闭（即液控顺序阀）。
（1） 顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路，而
溢流阀的出油口通油箱。
（2） 由于顺序阀的进、出口均为压力油，所以它的 泄油口L必须单独外接油箱。
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三、压力控制阀 压力继电器
压力继电器是一种将油液的压力信 号转换成电信号的电液控制元件。
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三、压力控制阀 溢流阀的性能要求和分类
主要性能要求：
（1）定压精度高；
（2）灵敏度要高；
（3）工作要平稳且无振动和噪声；
（4）当阀关闭时密封要好，泄漏要小。 分类： 直动式溢流阀和先导式溢流阀。
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三、压力控制阀 直动式溢流阀的工作原理
根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值输出减压阀、
定差减压阀和定比减压阀。
作用：
用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能 同时提供两个或几个不同压力的输出。
当油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳
定的较低的压力。
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p2 AR Fbs ks ( xc xR )
k s ( xc x R ) Fbs p2 AR
ks p2 xc AR
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三、压力控制阀 定值输出减压阀的特性曲线
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三、压力控制阀
在液压传动系统中，控制油液压力高低的液压 阀称之为压力控制阀，简称压力阀。
利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的 原理工作。
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三、压力控制阀 压力阀的分类
安全阀：限制液压系统的最高压力，如溢流阀； 定压阀：稳定液压系统中某处的压力值（或者压 力差，压力比等），如溢流阀、减压阀等； 顺序阀、压力继电器：利用液压力作为信号控制 其动作。
p1 A1 k ( xc xR ) p2 A2
p2 A1 p1 A2
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三、压力控制阀
先导式减压阀与溢流阀的区别
（1）减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持 进口处压力基本不变。
（2）在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流