二通插装阀基础理论-液阻理论
二通插装阀基础理论-液阻理论
03
液阻理论对于解决二通插装阀 在实际应用中遇到的问题，如 流量控制精度、压力波动等具 有指导意义。
液阻理论在流体控制中的重要性
液阻理论不仅对二通插装阀的设计和优化具有重要意义，而且对整个流体 控制领域的发展起到了推动作用。
液阻理论为流体控制系统的分析和设计提供了理论基础，有助于提高系统 的稳定性和可靠性。
液阻理论的重要性
在二通插装阀的设计过程中，液阻理 论提供了对流体流动和阻力的深入理 解，有助于优化阀门的性能。
通过液阻理论，可以预测和解释二通 插装阀在不同工况下的行为，为实际 应用提供理论支持。
02
二通插装阀概述
二通插装阀的定义
二通插装阀是一种流体控制元件，通常用于工业自动化系统中，通过改变流体流 动的通道来控制流量、压力和方向。
根据液阻的性质，液阻可分为固定液阻和可变液阻。固定液阻是指液阻值不随流体流量变化的液阻，而可变液阻是指液阻值 随流体流量变化的液阻。
04
二通插装阀中的液阻理论
液阻在二通插装阀中的作用
液阻是指流体在流动过程中所受到的阻力，在二通插装阀中，液阻主要来自于阀芯和阀体之间的摩擦 力以及流体自身的粘性阻力。
在二通插装阀中，液阻是指流体通过阀口时所受到的阻力 ，它与流体的性质、阀口形速的 增加，液阻会迅速增大，导致流体压 力迅速下降。
液阻还具有可逆性，即当流速减小时， 液阻也会减小，流体压力会逐渐恢复。
液阻的分类
根据产生原因，液阻可分为摩擦阻力、局部阻力和惯性阻力等。
液阻理论在其他领域的应用
航空航天
液阻理论在航空航天领域中也有所应 用，例如飞机液压系统设计和卫星姿 态控制等。通过液阻理论，可以优化 系统的性能，提高安全性和可靠性。
二通插装阀的结构原理和功能分析续_图文(精)
第５期（总期第６期）２００４年９月流体传动与控制ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＮｏ．５（Ｓｅｒｉａｌ／Ｎｏ．６）Ｓｅｐ．，２００４二通插装阀的结构原理和功能分析（续）黄人豪（中船重工上海七。
四研究所上海２０００３１）中图分类号：ＴＨｌ３７文献标识码：Ａ文章编号：器罢＃端（２００４）０５—００４４—００３我们曾不断强调二通插装阀与传统控制的单个液压阀有着很多的不同；尤其它是一种基于模块化的集成化控制元件和组合，因此，组件化和可配组的特征非常突出。
为了充分反映这一些特征，二通插装阀的符号表示从一开始就表现出自己的独特和创新的一面，其中已被工业界广泛接受和普遍采用的符号是作为ＤＩＮ２４３４２标准附件中的符号表示。
参见图５。
４、二通插装阀的图形符号表示二通插装阀的座阀主级等在几何图形上可以用一些简单的二维图形以及特定的符号来表示，这些图形应能包含原理构件的功能面以及连接这些功能面的线条或包容它们的轮廓。
这些图形是它们的最小或基本的几何表示。
ＤＩＮ２４３４２的附录符号Ｘ！符４ｊ洲即１２１９方向控制座阀绌棚～：＾，‘１＾：主油ｕｘ：控制ｕ～、、。
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二通插装阀发展与结构特性综述
二通插装阀发展与结构特性综述**（********************）摘要：介绍了二通插装阀的发展现状，并介绍了二通插装阀的工作原理及其技术特点。
关键字：二通插装阀；发展前景；结构特点1前言自60年代以来，随着液压技术的飞速发展，液压设备的不断更新，对液压传动系统提出了许多新要求。
主要有：提高工作压力、加大流量、缩小体积和减轻重量、提高控制精度、尽量减少管路、提高工作可靠性和延长使用寿命、降低噪声、提高三化程度、降低成本、提高效率和节省能量等。
而对液压控制元件的发展趋势大致可以归纳为：高压化、大容量化、小型化、精密化、复合化、通用化、低噪声化和节能化等。
在这种形势下，自30年代以来一直广泛应用的以滑阀式结构为主的传统液压控制阀，由于受其结构形式所限，在许多方面已不适应液压技术发展的需要。
例如滑阀流动阻力大、通流能力小，最大通径80mm，公称流量也仅1250L/min，不能满足高速或大型液压设备对流量的要求。
因此，当系统需要控制更大流量时，不得不采用两个或多个阀并联使用，或者设计非标准的大通径阀，以解决燃眉知急。
这样不仅使设备结构庞大，而且增加了成本，降低了三化程度。
同时，滑阀的结构尺寸将随着通径的加大而急骤增加（Ø48mm通径滑阀的外形尺寸己达752mm×366mm×360mm，重量约270kg)。
阀芯尺寸大、质量大、行程长，所以响应慢、换向时间长；同时因尺寸大，泄漏量大，换向冲击也大。
另外，滑阀由于采用间隙密封，其抗污染能力差，容易卡死，换向可靠性差，且不适用于低粘废水基介质。
再有，现行传统液压阀多为单机能阀，组成系统非常复杂，大流量系统集成起来就更困难。
当通径大于32mm时，至今只有法兰连接一种形式，因此，目前采用传统阀可以集成化的系统流量也只限于流量为200L/min以内。
由于大流量的管式连接系统存在许多弊病，因此这种系统的集成问题就摆在了人们面前。
在这种情况下，国外70年代初开始出现了一种新型的液压控制元件——二通插装阀。
系统培训讲座第一章-二通插装阀
2012年系统培训讲座（一）
附图1：二通插装阀结构图
<2>二通插装阀的特点
二通插装阀结构简单，由于其结构尺寸都是应用的国际化标准阀芯，所以通用性
很强，相对于滑阀结构来说二通插装阀的质量小。
在插件中都有阻尼螺钉进行调节，可以使整个阀体换向更平稳、冲击更小。
附图2：二通插装阀整体结构图
2012年系统培训讲座（一）
阀套 阀芯
弹簧
B 腔
A 腔
附图3：阀芯面积比示意图
），锥阀结构。
此种阀比较直接，压力调节比较稳定、准确。
此种结构不能用于大流量的条件下。
压力插装阀用于大流量，用节流与压差进行控制，通过先导阀进行控制。
二通插装阀控制技术
二通插装阀控制技术一、二通插装阀特点二通插装阀及其控制技术是70年代初发展起来的一项新技术，由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大，密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。
因此，这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求，得到了世界各国的普遍重视，发展异常迅速。
二、二通插装阀的基本结构和工作原理1.二通插装阀的基本结构一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板和插装块体四个部分组成，如下图所示：插入元件阀芯的受力分析在忽略阀芯重量和摩擦阻力时，阀芯的受力平衡式为：F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2Pc__控制腔C的压力Pa__工作腔A的压力Pb__工作腔B的压力Aa__工作腔A的面积Ab__工作腔B的面积Ac__控制腔C的面积（Ac=Aa+Ab)F1__弹簧力F2__稳态液动力当F合＞0时，阀芯关闭；当F合＜0时，阀芯开启；当F合=0时，阀芯停在某一平衡位置。
由此可以看出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。
工作腔的压力由工作负荷等条件决定，不能任意改变，所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制三、几种常用插装阀1、方向流量控制插入元件1）A型方向阀插入元件，结构形式如图一所示特征是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:左右。
B腔面积很小，B→A流动时开启压力很高，所以一般只允许A →B的单向流动。
A腔作用面积大，流动阻力小，具有较大通流能力，开启压力一般与选用的弹簧有关， A →B时开启压力一般为（）MPa。
2）B型方向阀插入元件结构和A型相似，特征是具有较小的面积比，一般为1:2或1:，由于B腔面积的增加， B→A流动时的开启压力下降，允许B→A和A→B的双向流动。
由于A腔的作用面积较小，阀口直径也相应减小，同样的流量下，其压降将比A 型的略又增加。
开启压力也取决于选用的弹簧，一般为（）MPa。
1 两通插装阀的流量系数和液动力要点
一、日“ , 负号表示液动力总是作用在使用阀矢闭的方向上。
使用。
体积流量公式△ , ・ , 代理体体识 , 抢制体积。
入过流断面积一。
得出・日 , 利用测得的流量系数勺、・按冲量定理的关系, , … … 式一计算两通插装阀的液动力。
图给出一些最常用的两通插装阀在不 , 同工作压差下液动力的测试结果和计算结果液动力表示为开口度的函数。
结果表明 , 找于。
助冲量定理算得的液动力常常大于测得的位这种偏差可用下列原因解释、在计算结果中没有考虑摩擦形响和液没有考虑可能作川到阀套上的部分液图两通插装阀在两个液流方向上液动流损失动力况 , 。
力的示意图、、控制边用作出流边空久才制三用作入流边、图中计算曲线只适川于压差恒定的情 , 因为只有在这种情况下 , 尽管将阎连续地此外 , 调整它仍然能稳定地运行 , , 。
这些结呆式中脚标表示流出速度“ 。
” 表示流入速度 , 脚标“ ” 还表明阀芯有锥角的两通插装阀与阀套有锥角的其它结构阀相比与控制断面的可以忽总是前者的液动力较因为流入断面里的速度大。
原因在与前者阀芯流出锥面上还作用有一 , 射流速度相比很小 , , 所以冲量部分附加的液动力变化情况有关。
其大小与那里压力分布的略不计从而液动力就按简化的式子‘, 来求蕊不竹瓦弓一‘ ’ 一初门执。
一, 蒯才。
车’ ‘ 巴众万口巧迫阳岔即、, … 一沪夕比‘ 彻｝袱恻策妙卡傀月食自厂一’ 、“ 卜一〕只了、愧为洲勺“ 川一习尹二刃尸卫护二卫川俪八丁程抓气基‘ 耳、图一例侧得的液动力 , 体积流量工作压差和开口度的函数关系图表示 , 。
锥阀芯上测得的。
, 与开口度 , 先导控制阀的阻尼网络由一些固定节流器组成。
有关的液动力和体积流业作压差恒定时在供油压力恒定的情况下一如前所述在工因此。
将 , 方程变换成节流器的一液动力与开口 , 度成正比。
般流量关系式二得到可以把夜动力作为・。
与开口度成正比的力孑到数学模型里去乎是恒定的线规律减小。
第五章 液阻
5.1 液阻基本理论5.1.1 概述从广义上来说，凡是能局部改变液流的流通面积使液流产生压力损失或在压力差一定的情况下，分配调节流量的液压阀口以及类似的结构，如薄壁小孔、短孔、细长孔、缝隙等，都称之为液阻。
从这个广义的概念，我们可以看到液阻的本质性功能就是两个方面：隔压是其阻力特性（液阻前后的压力可以差别很大），限流是其控制特性（改变液阻的大小可以改变通过的流量）。
对于液阻来说，通过液阻的流量v q 与液阻两端的压差p ∆往往为非线性关系，通过液阻的流量v q 与压差p ∆的关系一般情况下可以用式(5.1-1)表示m V p kA q ∆= (5.1-1)式中 k ——系数，与液阻的过流通道形状和液体性质有关；A ——液阻过流截面积；m ——指数，与液阻结构形式有关。
图1-1显示指数m=0.5时液阻的流量压力特性。
借鉴电子学对非线性电阻的定义,可以引出静态液阻R 和动态液阻d R 的概念，其定义如下Vq P R ∆=(5.1-1)Vd dq p d R∆=(5.1-1)静态液阻R 是液阻两端压差对流量的比值，它是液阻对稳态流体阻碍作用的一种度量；动态液阻d R 是液阻两端压差微小增量与流量微小增量的比值，它是液阻对动态流体阻碍作用的一种度量。
其计算公式见式(5.1-2)～(5.1-3)公式kAp q p R mV -∆=∆=1 (5.1-2) 公式kAmp dq p d R mV d -∆=∆=1 (5.1-3)图5·1-1 液阻特性5.1.2 液阻的分类及计算1．液阻的分类在液压元器件中，液阻的结构形式主要有三种，即薄刃型、细长孔型以及介于薄刃型和细长孔型之间的混合型结构。
这三种液阻的结构见图5.1-2a、b、c。
图5.1-2 三种液阻的结构形式薄刃型液阻(/1L d≤)的压力损失要是局部阻力损失，其流量与压差的关系为非线性，薄刃型液阻的阻值与流量或压差有关。
细长孔型液阻(/4L d≥)的压力损失主要是沿程阻力损失，这种阻力损失主要由油液粘性摩擦所引起，细长孔内的流动状态通常为层流，流量与压差成线性关系，其液阻值与压差无关，为常值。
二通插装阀
二通插装阀及其集成系统2004年11月2日目录1、概术2、二通插装阀的结构及工作原理：（1）、插入元件（2）、先导元件（3）控制盖板（4）、插装阀体3、插入元件的结构及工作原理3．1基本结构3．2、几种最常用的插入元件主要用途介绍3．2．1、方向插入元件3．2．2、压力插入元件4、控制部分4.1、二通插装阀常用的先导元件4．2、二通插装阀控制盖板：4.2.1、方向阀控制盖板：图84.2.2、压力控制盖板：图94.2．3、节流控制盖板。
图105、二通插装阀组合能力强的重要特性介绍6、二通插装阀集成系统：二通插装阀及其集成系统1、概术：1.1、液压系统类型：滑阀式管式连接系统、滑阀式板式集成系统、叠加阀集成系统、二通插装阀集成系统以及它们组成的混合系统。
1．2液压系统组成：液压传动系统主要由三部组成：1、能量转换装置：泵、马达和油缸等组成(将原动机的机械能转变成液压能再通过液压系统的执行机构将液压能转变成机械的旋转运动或直线运动)。
2、液压控制系统：即由联接起来的各种阀（包括各种方向阀、压力阀和流量等组成），通过他们控制液压系统的压力、油液的流量和流向，以满足机器所规定的工艺循环和动作要求；3、辅助动系：包括油箱、滤油器、油温水冷装置、空气滤清器以及各种仪表等。
液压控制系统好坏直接影响液压机的性能（系统的可靠性、密封性、经济性、安装维修方便性等），没有先进的液压控制系统就不会有先进的液压系统；而二通插装阀的集成系统是当今比较先进的液压控制系统，它的主要特点：1、通流能力大、流阻损失小、内泄漏少。
2、大大简化了安装管道，结构紧凑，安装维修方便。
3、标准化程度高（插入元件、先导元件、控制盖板，JK块体等都已标准化），工艺性能好。
4、开关响应速度快、动作可靠。
5、结构简单，抗污染能力强。
2、二通插装阀的结构及工作原理：一个二通插装阀通常是由插入元件、先导元件、控制盖板和插装阀体四个部分组成的；如图1图1（1）、插入元件:插入元件是二通插装阀的主级或功率元件，插装在阀体或集成块中，通过它的开启动作和开启量大小来控制油流的通断，压力的高低，以及流量的大小，即实现对液压执行机构的方向，压力和速度的控制。
二通插装溢流阀工作原理
二通插装溢流阀工作原理二通插装溢流阀，听着好像很高深对吧？别急，别怕，我来给你捋一捋这个“看起来复杂，其实很简单”的东西。
你要是稍微有点儿机械基础，那你就会发现，它其实就像个“超能调控员”，在油压系统中扮演着非常重要的角色。
别看它个头小，作用可大着呢！我敢打赌，很多人都不知道它到底是什么，更别说它是怎么工作的了。
今天，我就带你们一起看看，二通插装溢流阀究竟是怎么“拯救”整个油压系统的。
咱们得搞清楚一个问题：啥是“二通插装溢流阀”？名字一听就有点拗口，但它其实就是在液压系统里，负责调节和控制压力的“老大”。
它的工作原理就像是我们生活中的“压力锅”——要是压力太大了，它就会自动释放，确保系统不至于“爆炸”。
而这个“二通插装”呢，其实就是它的一种结构形式。
所谓“二通”，就是说它有两个入口，插装式就是它的构造方式，简单来说就是两个管路连接到阀体上，能让油液顺畅流动。
咱们先聊聊它的基本原理。
二通插装溢流阀工作的时候，油液从一个端口进入，经过阀体，然后再通过另外一个出口排出去。
如果系统里的油压过高，超过了阀门设定的安全压力，溢流阀就像个守门员，立刻打开“泄压口”，把过高的油压释放出去，防止系统遭遇“暴走”。
反过来说，如果油压正常，它就“闭口不言”，继续默默地工作。
所以说，这个溢流阀不仅仅是个压力的“守护神”，还是一个压力的“调节器”，当压力合适时，它不插手，一旦压力失控，它就得赶紧露面。
你知道吗？二通插装溢流阀在液压系统中就像是个“老司机”，它对油压的掌控力可是杠杠的。
它通过设定一个压力阈值，一旦油压超过这个阈值，就立刻启动“溢流”功能，让压力下降到一个安全范围内。
要是没有这个溢流阀，那液压系统里的压力可就不好说了，随便哪个零件都可能因为过大压力而崩溃。
所以说，这个小小的二通插装溢流阀，真的是个“大人物”啊！更有意思的是，它的工作原理并不复杂，反而是一种“非常人性化”的设计。
假如你遇到过家里的电饭煲，那你应该知道，电饭煲里有个安全阀，压力过大时它会自动“咔嚓”一声放掉压力。
二通插装阀不同控制方式下的特性分析
１ 插 装 阀 结构 分 析
ＭＰ ； ａＡ
４ 分别为工作腔 Ａ、 Ｃ的作用面积 ，ｍ２ Ａ Ｂ、 ｍ ， 且
＋ ； 为 Ａ
插装 阀结构如下图 １ 所示 ． 由插装元件 、 它 控制盖板 、 先导控制 阀 和集成 阀块等部分组成 当合力为正 ， 即 Ｆ ０时 ， ＞ 阀芯在 下 ， 插装 阀关 闭 ； 当合 力为负 ， １１ 插装元件 ． 插装元件一般 由阀芯 、 、 阀套 弹簧和密封件等组成 ． 插装在集成 阀 即 Ｆ ０时 ， ＜ 阀芯上移 ， 插装 阀开启。 块内， 用来控制主油路的通断 、 的高低 和流量 的大小 ， 而实现对 压力 从 Ａ型阀插装元件具有较大的面积比（ 一般 Ａ 为 １１１ ： ： 左右） 由 ． ． 执行 机构 的方 向、 压力和流量的控制 于Ｂ 腔作用面积小 ．— Ａ流向时开启压力很高 ． Ｂ 所以通常应用 于工作 流向 Ａ —Ｂ的单 向流动 Ｂ型插装元件 的结构 与 Ａ型相 同 ， 但具有较 小的面积 比（ ： Ａ Ａ
装 阀看做是一个液 阻． 其开启动作相当于一个单 向阀 Ｂ型与 Ａ型相 比 ， Ａ腔的工作面积较小 ． Ｖ直径也相应减小 ． 阀 ｌ 所 以在通过同样流量 时， Ｂ型的压降要比 Ａ型大 。 对于相 同直径 的插件 ． 液 流 从 油 口 Ａ向 Ｂ流 动 时 ． Ａ型 的 通 油 能力 大 于 Ｂ型 由于 Ａ、 Ｂ油 口 间开启压力 的区别 ， 应优选则 Ａ —Ｂ方 向流动 ： 而在一些特殊场 合 下． 也可 以根据该特性设计油路 插装阀的控制方式通常分为 内控 、 外控 和内外控 三种方式 内控方式是指 ｃ腔控制油来 自插装阀的 Ａ口或者 Ｂ口．这种方 式在一般油路中应用较多 ， 因为简单经济 ． 不用外加控制油泵 ． 阀芯具 有 自锁能力 ． 其缺点阀芯上 的压差小 ． 致使阀芯关闭速度较慢 ． 甚至影 响 阀芯 可 靠 的 关 闭 外控方式是指 ｃ腔控制油取 自插装 阀的外部 ． 便于主阀芯上下形 成一定的压差 ， 阀芯关闭迅速并且可靠 ． 但是阀芯没有 自锁能力 ． 易受 主 油 路 压 力 影 响造 成 阀芯 反 向开 启 内外控方式是指 Ｃ腔控制油来 自主阀内部和外部 ． 这种控制方式 既可 以使阀芯可靠 工作又能实现快速开启或关 闭 ． 用于工作要求较高 的油路
二通插装阀控制技术
二通插装阀控制技术一、二通插装阀特点二通插装阀及其控制技术就是70年代初发展起来的一项新技术,由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大,密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。
因此,这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求,得到了世界各国的普遍重视,发展异常迅速。
二、二通插装阀的基本结构与工作原理1、二通插装阀的基本结构一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板与插装块体四个部分组成,如下图所示:插入元件阀芯的受力分析在忽略阀芯重量与摩擦阻力时,阀芯的受力平衡式为:F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2Pc__控制腔C的压力Pa__工作腔A的压力Pb__工作腔B的压力Aa__工作腔A的面积Ab__工作腔B的面积Ac__控制腔C的面积(Ac=Aa+Ab)F1__弹簧力F2__稳态液动力当F 合＞0时,阀芯关闭;当F 合＜0时,阀芯开启;当F 合=0时,阀芯停在某一平衡位置。
由此可以瞧出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。
工作腔的压力由工作负荷等条件决定,不能任意改变,所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制三、几种常用插装阀1、方向流量控制插入元件1)A 型方向阀插入元件,结构形式如图一所特征就是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:1、1左右。
B腔面积很小,B→A流动时开启压力很高,所以一般只允许A →B的单向流动。
A腔作用面积大,流动阻力小,具有较大通流能力,开启压力一般与选用的弹簧有关, A →B时开启压力一般为(0、03-0、28)MPa。
2)B型方向阀插入元件结构与A型相似,特征就是具有较小的面积比,一般为1:2或1:1、5,由于B腔面积的增加, B→A流动时的开启压力下降,允许B→A与A→B的双向流动。
由于A腔的作用面积较小,阀口直径也相应减小,同样的流量下,其压降将比A型的略又增加。
二通插装阀控制技术资料
二通插装阀控制技术一、二通插装阀特点二通插装阀及其控制技术是70年代初发展起来的一项新技术，由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大，密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。
因此，这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求，得到了世界各国的普遍重视，发展异常迅速。
二、二通插装阀的基本结构和工作原理1.二通插装阀的基本结构一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板和插装块体四个部分组成，如下图所示：插入元件阀芯的受力分析在忽略阀芯重量和摩擦阻力时，阀芯的受力平衡式为：F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2Pc__控制腔C的压力Pa__工作腔A的压力Pb__工作腔B的压力Aa__工作腔A的面积Ab__工作腔B的面积Ac__控制腔C的面积（Ac=Aa+Ab)F1__弹簧力F2__稳态液动力当F合＞0时，阀芯关闭；当F合＜0时，阀芯开启；当F合=0时，阀芯停在某一平衡位置。
由此可以看出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。
工作腔的压力由工作负荷等条件决定，不能任意改变，所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制三、几种常用插装阀1、方向流量控制插入元件1）A型方向阀插入元件，结构形式如图一所示特征是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:1.1左右。
B腔面积很小，B→A流动时开启压力很高，所以一般只允许A →B的单向流动。
A腔作用面积大，流动阻力小，具有较大通流能力，开启压力一般与选用的弹簧有关，A →B 时开启压力一般为（0.03-0.28）MPa。
2）B型方向阀插入元件结构和A型相似，特征是具有较小的面积比，一般为1:2或1:1.5，由于B腔面积的增加，B→A流动时的开启压力下降，允许B→A和A→B的双向流动。
由于A腔的作用面积较小，阀口直径也相应减小，同样的流量下，其压降将比A型的略又增加。
开启压力也取决于选用的弹簧，一般为（0.05-0.5）MPa。
插装阀原理图之欧阳音创编
1 插装阀概述时间：2021.03.11 创作：欧阳音二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。
因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。
1.1 二通插装阀的特点二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。
1.2 二通插装阀的组成二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。
图1是二通插装阀的典型结构。
图1 二通插装阀的典型结构控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。
控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。
通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。
由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。
为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。
另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。
图2盖板控制油孔先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。
块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。
插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。
每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。
阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。
因而插装阀的功能等同于2位2通阀。
故称二通插装阀，简称插装阀。
图3 插装元件根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。
同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。
三种组件均有两个主油口A和B、一个控制口x，如图4所示。
插装比例类液压阀基本原理及应用PPT教案
减压阀 叠加式进口压力
补偿器 比例调速阀
比例阀
型号 4WRA 4WRE
规格 6,10 6,10
最大压力（MPa） 31.5 31.5
4WRZ/H 10,16,25,32
31.5
DBE/DBEM 10,20,30
31.5
DBETR
6
31.5
DRE/DREM 10,20,30
因为这种阀可以精确的调定压力，所以它被广泛地用于注 塑机，在这里压力的精确度是极重要的。它也可以作为插装 阀和溢流阀的先导阀。阀的最大流量受其工作压力影响，压 力高流量小，因为压力增加需要减少阀座的直径。
如果断电了，电磁铁力减小到零。阀的压力则取决于阀的 漏荷特性。
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当系统的压力超过比例电磁铁设定的压力时，先导锥阀 打开，形成一个从主油口到先导阀然后回到油箱的先导油流 。由于主阀上部阻尼孔的作用，使得主阀上腔的压力衰减。 与此同时主阀在压差的作用下打开P口（压力油口）的油通 过主阀流到T口（回油口）。锥形主阀质量轻而且打开时开 口量最小，这就是说锥形阀动作很快。阀套上均布三个径向 钻孔，当阀打开时，将产生分散油流特性，可减少阀的噪音 。
液压数据
通径
工作压力 MPa
A、B、P口 T口
流量（L/min）
过滤精度（μm）
滞环（%）
重复精度（%）
-3dB下的频率响应(Hz)
电器数据
通径
电压型式
名义电压（V）
6
10
31.5
31.5
16
16
43
95
≤20（为保证阀系统控制性好和寿命长推荐≤10）
液阻理论
1 前言八十年代以来，作为新一代液压集成控制技术，二通插装阀控制技术(简称CVC)在我国得到了前所未有的发展。
在机械、冶金、水利和船舶等领域中大规模成功应用，在世界上也属少见。
而在采用二通插装阀控制的新一代比例插装阀的基础理论的研究开发、大量采用CAD开发CVB(插装阀阀块)和CVS(插装阀系统)等方面也保持与国际同步。
现在中国已是世界上该领域具有广泛应用和深入研究开发能力的少数国家之一。
作者认为，二通插装阀控制技术显然已成为中国可以率先达到国际先进水平的一项液压控制技术。
就二通插装阀而言，本身具有自己的理论基础。
同时，就对液压控制的综合而言，它也是一种新颖的方法和概念。
因此，在大量应用开发的同时不断给予分析综合、总结归纳和丰富充实，不仅有利于该技术的进一步推广应用，同时也有助于提高技术开发和深入研究的总体水平。
结合工程实践中积累形成的经验和见解，本文在消化吸收国内外有关文献资料基础上，进行系统介绍，供有兴趣的同志参考和切磋，希望能起到抛砖引玉的作用，以利交流提高。
2 二通插装阀控制的理论基础――“液阻理论”一直以来，由于无法脱离液压控制元件及系统的多样性，难以形成统一的理论和方法来评价和导出各种液压控制和调节回路。
有鉴于此，德国W. Backe针对当时的状况提出了液压阻力回路系统学即所谓的液阻理论，于1971年发表了“Systematik der hydraulischer Widerstandsschaltungen fur Steuerungen und Regelungen”一文并于1974年出版了“Systematik der hydraulischen Widerstandsschaltungen in Ventilen und Regelkreisen”一书。
由于这一理论做到了与元件和系统的多样性无关，可有效地对元件和系统进行统一的评价，并导出各种控制和调节回路，因此引人注目。
值得指出的是，正是Backe从二通插装阀的问世之后给予的关注，于1973年发表了“A New Concept of Hydraulic Resistor Controlled Circuits(Ein neues Schaltungskonzept fur hydraulische Widerstandsschaltungen)”一文，提出了二通插装阀的新概念特征。
液压控制阀介绍——插装阀
液压控制阀介绍——插装阀一、概述二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。
因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。
1、二通插装阀的特点二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。
2、二通插装阀的组成二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。
图1是二通插装阀的典型结构图1 二通插装阀的典型结构控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。
控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。
通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2 )。
由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。
为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。
另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。
图2 盖板控制油孔先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。
块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。
插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3 )。
每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。
阀芯开启，A 口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。
因而插装阀的功能等同于2 位2 通阀。
故称二通插装阀，简称插装阀。
图 3 插装元件根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。
同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。
三种组件均有两个主油口 A 和 B、一个控制口 x ，如图 4 所示。
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主讲人：
“液阻理论”概要
液压控制的基本要素——“液阻” 液压控制的基本对象——“受控腔” 液压控制的基本组合——“单受控腔阻力回路” 液压桥路 二通插装阀是“单个控制液阻” 二通插装阀基本控制回路的液阻结构 二通插装阀控制回路和系统的组合及“最少液阻原则”
二通插装阀控制回路和系统的组合及“最少液阻原则”
单个控制液阻回路的特征
(3)
同“单个元件组合回路”相比，“单个控制液阻回路”对传统液压控制中的基本要素和组 合进行根本性的变革，并且确定了一些新的原则。 A，用“液阻”及其组合来统一对液压控制元件的控制结构进行描述。 B，对液压控制回路的基本组合和要素进行了根本性的变革。 传统控制中“液压全桥”是最基本的控制组合，但是大量的工程实践表明，每个“受控腔” 才是最基础的控制对象，而由一个“受控腔”同由二个单个控制液阻组成的“液压半桥” 的组合才是最基本的控制组合。也就是说传统的由“四边滑阀”同双向可控执行器的“液 压全桥”组合，都应当可以进行进一步的分割。 对传统方式控制组合的分割及控制阻力的分离，从而使一种新概念和新方法得到了确立。 这对中、大功率液压控制无疑具有重要的意义，同时也丰富和发展了传统液压控制技术。
“液阻理论”的发展
“液压阻力回路系统学”在80年代对处于当时液压控制技术前沿的二通插装阀技术的 基本控制组件，特别是一系列正在被研制开发的比例控制插装阀组件的理论研究和产 品开发都有着显著的指导意义和推动作用。特别值得我们自豪的是，我国浙江大学赴 德国亚琛工大攻博的学者路甬祥不仅在他主持的二通插装阀的新原理比例流量控制技 术等系列技术研究中充分而出色地运用了这一理论，而且在他回国后的有关著作： “液压阻尼基本控制单元的工程应用和发展”、“电液比例控制技术”以及浙江大学 一大批研究报告中充分宣传了该理论并致力于不断充实和发展它。事实证明，“液压 阻力回路系统学”对二通插装阀控制来说，不失为一种十分适用和有效的理论和方法。 最近,中国液压界出现了一些基于“液阻理论”,但很有创见的理论和实践的控索,例如 山西太原工业大学姚丁燨,周庆熊的“液压阀中的可控液阻”,湖南湘潭工学院胡燕平 等“液压网络系统学”都充分显示“液阻理论”在中国具有良好的发展潜力和空间。
D、各个单个控制液阻可以通过先导控制实现比较柔软的液阻切换，各动作也可
加以控制 。
E、控制回路附加的优点是具有对受控腔压力的自动保护功能。
F、由于单个控制阻力采用了单个座阀的结构，因此具有座阀控制的一系更优点：
无泄漏; 实用于低粘度介质; 控制功率不受限制; 静,动态特性好, 耐污染。容易实
现比例控制,数字控制等”软”的控制及工艺性好。
Backe则和Blackburn不同，非常明确定义了“液阻”，控制回 路的“液压桥路”本质，液压检测和调节，流量及速度调节，压力及负载 调节等等回路乃至复杂回路的“液阻”组合这些崭新的内容和提法，尤其 是首次对具有较多数量动作要求的工业液压传动系统进行阐述时，把“单 个控制阻力回路”的基本模型展现在工业界的面前，而这一模型对今后二 通插装阀控制技术的形成和发展的意义是十分重要的。
“液压阻力回路系统学”的提出(1)
长期以来，液压控制元件和系统的多样性使它们缺乏一种统一的 理论和方法来评价和导出各种控制和调节回路，更难对由这些控制和 调节元件组成的各种组合进行指导和分析综合。
上世纪六十年代，美国Blackburn等在“Fluid Power Control” 中也已经察觉到这种情况。因此，在该著作中已经开始提出“电一 液类比”，并明确提出：“任何一个控制阀所作的工作，就是把控 制阀装在一个管路里，它们改变在管路中的所引过去时的节流液 阻”，“我们涉及的一些类型的控制阀，是包括一些固定节流孔和 可变节流孔的排列组合”。“这些节流孔这样联在一起，使控制阀 的运动部件因某种外来作用而确定位置时，这些节流孔能根据要求 的方式来改变液流从能源到负载间它们所起的节流液阻作用”。
二通插装阀基本控制回路的液阻结构
“受控腔“的阻力回路是液压控制中最基本的组合。根据二 通插装阀的实际情况作为输入和输出的二个阻力结构已具体 化为插装阀控制的基本单元，是工程化的二通插装阀的基本 控制组合，是 “三通回路”。几乎所有的二通插装阀控制 系统都可以由这一基本回路进行扩展、变形并组合。 因此，只需稍加改变，就可以全部引用“阻力回路”的一般 定义，并以此作为二通插装阀控制回路和系统组合的理论基 础。
二通插装阀是”单个控制液阻”
二通插装阀与传统的“单个元件”具有本质上的不同， 作为回路组合中最基本的最小可分构件，它不再是一 种完全独立的元件，而是一种可插装于控制块中的一 个独立可控的液阻单元，“液阻理论”把二通插装阀 称为“单个控制液阻”，它的控制结构简图见图 2.11“单个元件”和“单个控制液阻”的概念提出，明 显地区分了传统控制和二通插装阀控制是二种根本不 同的控制方案。
液压控制的基传动可以按它对流量控制方式的不同分为二类。 一类是采用变量泵调节排量控制称为功率液压传动；一类是通过 调整液流阻力来实现对流量的控制称为控制液压传动。把液流阻 力控制的基本单元称为“液阻”。“液阻”可认为是收缩截面的 阻力，是压差变化相对流量变化的比值：R=d△p/dQ[牛顿·米/秒3] 典型的阻力有棱边阻力、毛细管阻力和间隙阻力。参见图2.2。 技术上可控的阻力的控制通常通过零件相互间的机械运动来改变 通流截面和调整阻力长度。图2.3表示棱边阻力、毛细管型阻力 和间隙型阻力与压差的关系曲线。
液压桥路
“液压桥路”的概念在二通插装阀控制中常用于分析： 1）先导控制级的液阻特征，此时主级阀芯的控制腔为“受控腔”， 先导液阻网络和控制元件（阻力）构成阻力回路。图2.9展示3几 种比例控制器件中的先导级“液压半桥”（B）。 2）压力和流量控制元件的液阻组合，此时控制腔是执行机构（油 缸、油马达）中的某一工作腔（参见后图）。 3）换向控制元件及其与压力、流量控制的综合。此时明显地表现 出“受控腔”中分阻力或其功能的叠加（参见后图）。
“液压阻力回路系统学”的提出(2)
巴克教授于1973年出版了他所著的“Systematik Der hydraulischen Wiederstandschaltung in Ventilen und Regelkreise”一 书，该书采用了创新的观点和方法并可用来解析的液压控制元件的控制和 调节的本质以及它们的组合原则，而且首次从理论上给出了复杂控制和调 节回路和系统的基本模型和组合原则，做到了与元件和系统的多样性无关， 在液压控制技术上开了先河。
二通插装阀控制回路和系统的组合及“最少液阻原则”
单个控制液阻回路的特点
(4)
A．液压回路中对负载控制功能的满足可以通过对单个控制阻力的选择来实现。
B、单个控制阻力都做成独立的分结构，并按对进油和回油的控制分为输入阻力
和输出阻力，各司其职。
C、在各油路输入和输出工作流量不同时，主级规格可按实际流量选择。
内部调整来改变控制功能。元件品种规格过多，对设计、制造和使用管理带来不便等
等。
二通插装阀控制回路和系统的组合及“最少液阻原则” (2)
从“液阻理论”出发不难看出，形成单个元件回组合方法这些特 点的主要因素是二个： A、“单个元件”回路组合中，四通换向阀是主要的控制元件。 由于它的“四边滑阀”实质上是一种刚性牵连强制同步的“四臂 液阻”，因此丧失了各个控制边（阻力）的单个可控性。这是形 成Ⅰ~Ⅳ的主要原因。 B、单个元件组合中最基本的控制组合是四边滑阀+双向可控执行 器的“液压全桥”组合，并且实际上被固定为四边对称的结构 （“四边滑阀”的结构决定了这一特点），这对于工程中大量的 “单向可控执行器”以及非对称控制要求的“双向可控执行器” （如图2.13中油缸）的控制来说是带本质性的缺陷的。
二通插装阀控制回路和系统的组合及“最少液阻原则”
单个元件回路的特征
(1)
1)地“单个元件回路”中“单个元件”的数量是由负载控制功能的数目决定的，回路 越复杂，单个元件数目越多。
2) “单个元件”的尺寸规格取决于回路中最大的工作流量。 3)当油缸的二个“受控腔”在进油和排油方向上的控制要求不同时必须单独设置单向 阀元件，各元件的部份功能在某一方向上产生重复并增加阻力。
液压控制的基本组合——“单受控腔组力回路”
Backe对该阻力控制回路作了以下定义： 1）“液阻回路”的基本控制对象是一个“受控腔”，每个“受控腔”的控制至少需 要二个液阻。一个为输入液阻，它同高压级相连，控制进油阻力；一个为输出液阻， 它同低压级相连，控制排油阻力。 2）每个输入或输出液阻均可由两个或两个以上的阻力并联或串联而成。 3）输入或输出液阻或其分阻力，均可通过任意的控制信号加以改变或者通过系统中 另一些液压和机械参量（如位置、速度、压力、负载等）加以影响。 4）输入和输出阻力及其分阻力能连续调节和非连续操纵。一般情况下。阻力值均是 从一个确定值P0起升高或降低。控制范围是： 0 < RO < ∞ 5）如果不考虑容积传动的换向要求，则传动只需设置一个“受控腔”，当采用可逆 的容积传动（双作用油缸或油马达）则要求有二个“受控腔”，两腔生产相反的力和 力矩。 Backe对“阻力”、“受控腔”和“阻力回路”的定义和解释具有特别重要的意义， 这是一种新的概念和发展。
4)保留了“单个元件”的固有缺点（特别是换向滑阀），它们是：滑阀不可避免具有 内泄漏，不适用于高水基介质。滑阀轴向封油和多台肩致使尺寸结构偏大，对污染、
轴向卡紧力每感，开关特性差，阀口阻力大不适宜于高压大流量，无法实现多功能多
种形式的大规模集成控制或模块化控制。而且，单个元件及其回路一旦确定难以通过
液压控制的基本对象——“受控腔”
Backe认为，液流阻力控制的基本对象是一个“受控腔”（或称 “控制腔”）。在功率级（传动）中“受控制”即油缸或油马达 的工作腔。在先导级（控制）中，“受控腔”表示为元件内部的 控制腔，例如插装阀主阀的控制腔等。图2.6中给出了“受控腔” 的基本结构。由图可见，“受控腔”的受控参数一般是压力 （P）、流量（Q）和液容（V）。“受控腔”的输出参数一般为 位移（X）、速度（X）和力（F）等。这些液压和机械参量通过 阻力回路中的控制和调节结构互相联系、影响。