液压-第05章方向控制阀.
第五章 液压控制阀(方向阀)
二、液压阀的基本共同点及要求
尽管各类液压控制阀的功能和作用不同，
但结构和原理上均具有以下共同点： 1）在结构上都有阀体、阀芯、和操纵机构 组成； 2）在原理上都是依靠阀的启闭来限制、改 变液体的流动或停止，从而实现对系统的 控制和调节作用； 3）只要液体经过阀孔流动，均会产生压力 降低和温度升高等现象，通过阀孔的流量 与通流截面积及阀孔前后压力差有关，即 符合液体流经小孔的流量公式；
第二节 方向控制阀
方向控制阀用以控制液压系统中油液流动的方向或液流 的通与断，可分为单向阀和换向阀两类。 A B 一、单向阀 单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 单向阀的职能符号 1、普通单向阀 普通单向阀通常简称单向阀，又叫止回阀或逆止阀，只 允许油液正向流动，不允许倒流。
高、中、低压单向阀的工作原理完全一样，
图4-5 双向液压锁结构图 1-弹簧，2-阀芯，3-阀座，4-控制活塞
当压力油从A口流入，对于左侧液控单向阀为正 向流动，同时液压力作用于控制活塞使之向右移 动并推开右侧液控单向阀的阀芯，允许液体反方 向从D口→B口流动；同理，当压力油从B口流入 时，左侧液控单向阀同样允许液体反向流动；当 A口和B口都不通压力油时，相当于两个液压控 单向阀的控制压力同时消失，液控单向阀此时从 功能上等同于普通单向阀，这时无论C口还是D 口的油液存在压力而试图反方向流动都是不允许 的，且阀口的锥形面密封良好，这样与C口和D 口相连接的执行元件的两个容腔被封闭，由于液 体不可压缩，执行元件在正常情况（无泄漏）下 即使受外负载力的作用也可停留在规定的位置上。
2、用箭头符号“↑”表示指向的两油口相
通，但不一定表示液流的实际方向；用截 止符号“⊥”表示相应油口在阀内被封闭。
第五章 方向控制阀
第五章方向控制阀方向控制阀（方向阀）是控制液压系统中的液流方向的阀，用来对系统中各个支路的液流进行通、断的切换，以适应工作的要求。
一个液压系统所应用的各个控制阀中，方向阀占的数量相当多。
§5-1 方向阀的功能及分类常规方向阀的基本作用是对液流进行通、断（开、关）切换。
因此，工作原理比较简单，它的结构也并不复杂。
但是，为了满足不同液压系统对液流方向的控制要求，方向阀的品种规格名目繁多。
一、分类方向阀按其功能，大致可分成以下几种类型：有时把压力表开关也归到方向控制阀中。
除了上述一般的方向控制阀外，还有可以进行阀芯位置连续控制的电液比例方向阀。
从阀芯的结构特征来区分，又有锥阀式、球阀式、滑阀式和转阀式等。
（一）单向阀单向阀类似于电路中的二极管。
在液压系统中单向阀只允许液流沿一个方向通过，反方向流动则被截止。
它是一种结构最简单的控制阀。
图5-1（图5-1省略p89）分别是钢球式直通单向阀和锥阀式直通单向阀。
液流从1P流入时，克服弹簧力而将阀芯顶开，再从2P流出。
当液流反向流入时，由于阀芯被压紧在阀座密封面上，所以流动被截止。
钢球式单向阀的结构简单，但密封性不如锥阀式，并且由于钢球没有导向部分，所以工作时容易产生振动，一般用在流量较小的场合。
锥阀式应用最多，虽然加工要求较钢球式高一些，但是它的导向性好，密封可靠。
图5-1所示单向阀是管式结构，尺寸小巧紧凑，可以直接安装在管路中。
此外还有板式结构的单向阀（图5-2）（图5-2省略p90），它的装拆维修比较方便，不过需要另行设置安装底板。
此外，由于板式单向阀内的流道有转弯，所以流动阻力损失较管式结构大。
单向阀中的弹簧主要是用来克服摩擦力、阀芯的重力和惯性力，使阀芯在液流反方向流动时能迅速关闭。
但弹簧过硬会影响阀的开启压力并造成过大的流动损失。
一般单向阀的开启压力大约0.03~0.05MPa，并可根据需要更换弹簧。
例如，单向阀作为背压阀使用时，需要具有与系统工作相适应的开启压力，因此采用较硬的弹簧。
第五章 控制阀
Y
A 、 B 两个油口与 T 口相通， P 口封闭，执
行元件处于浮动状态，系统不能卸荷。
四个油口互相连通，执行元件处于浮动状 态，系统卸荷。
H
工程机械液压与液力传动
工程机械液压与液力传动
1．系统卸荷。 当阀处于中间位置时，P口能够通畅地与T口连通，使系统处 于卸荷状态，既节约能量，又防止油液发热，如M和H型； 2．执行机构浮动。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口互通，执行机构处于浮 动状态，可通过其他机构移动调整其位置，如Y和H型； 3．执行机构在任意位置停止。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，则可使执行机构 在任意位置停止，如O和M型； 4．系统保压。 当P口被封闭时，系统保压，液压泵能够用于多缸系统，如O和 Y型； 5．制动和锁紧要求。 执行元件采用了液压锁、制动器等时，要求中位时两腔与油 箱相通，保证锁紧和制动的可靠性，如O和M型。
换向阀
两位四通 换向阀 控制执 行元件 不能使执行元件在 任意位置停止运动 执行元件 正反向运
三位四通
换向阀
换向
能使执行元件在任
意位置停止运动
动时回油
方表示一个工作位置（若由虚线构成的方框则表示过 渡位置），有几个方框表示几位。 •一个方框中的箭头↑↓↗↙或堵塞符号⊥和┬与方框上边和下边 的交点数为油口通路数，有几个交点表示几通。箭头表示两油口连 通，但不表示流动方向，┬表示该油口堵死。 •将阀与系统供油路连通的油口用字母P表示，将阀与系统回油路连 通的油口用字母O或T表示，将阀与执行元件连通的油口用字母A和B 表示。 •换向阀都有两个以上的工作位置，其中一个是常位（即在不对换 向阀施加外力的情况下阀芯所处的位置），绘制液压系统图时，油 路一般应该连接在常位上。
液压方向控制阀
液压方向控制阀
是工业领域中重要的组件，它被广泛应用于各种设备的液压系统，例如挖掘机、推土机、注塑机等。
的主要功能是控制液压系统中液压油的流动方向和流量大小，从而使相应的液压元件实现相应的动作。
的分类
按照用途可以分为手动和自动两种类型。
手动是由人工操作控制的，一般只适用于小型设备或试验台的液压系统中。
自动则是由电磁阀、液控阀等元器件控制，具有自动化程度高、响应速度快等优点，被广泛应用于大型设备的液压系统中。
的结构
的基本结构包括阀体、阀芯、弹簧、推杆等部分。
阀体是的外壳，可以分为两种类型，一种是单通阀体，另一种是多通阀体。
单通阀体只有一个液压油进口和一个出口，多通阀体则有多个进口和出口，以满足控制系统的需求。
阀芯是的核心组件，它由不同形状的流通孔组成，通过调节阀芯的位置和方向，控制液压油的流动方向和流量大小。
弹簧是的一组辅助组件，它可以保证阀芯在不受到外力作用时保持在正常的位置，同时也可以起到缓冲和减震的作用。
推杆是的调节装置，通过改变推杆的位置，来调节弹簧的压力和阀芯的位置，从而达到调节阀芯的目的。
的应用
的应用非常广泛，它被广泛应用于挖掘机、推土机、注塑机、铸造机器等各种工业设备的液压系统中。
例如挖掘机中的行走、转向、臂杆等动作，都是通过控制液压系统中液压油的流动方向和流量大小，实现相应的液压控制元件的动作，从而实现相应的机械动作。
总之，是工业设备液压系统中不可或缺的组件，它具有结构简单、响应速度快、自动化程度高、精度高等优点，对于提高生产效率和产品质量具有不可替代的作用。
第五章 液压控制元件
单向阀结构
单向阀都采用图示的座阀式结构, 这有利于保 证良好的反向密封性能。
符号
单向阀外形
单向阀的工作原理
(a) 钢球式直通单向阀
(b) 锥阀式直通单向阀
点我
(c)
详细符号
(d) 简化符号
直动式单向阀
动画演示
2、液控单向阀
如图6-2所示液控单向阀的结构，当控制口K不通压力油时， 此阀的作用与单向阀相同；但当控制口通以压力油时，阀就保持开 启状态，液流双向都能自由通过。图上半部与一般单向阀相同，下 半部有一控制活塞1，控制油口K通以一定压力的压力油时，推动活 塞1并通过推杆2使锥阀芯3抬起，阀就保持开启状态。
当进口压力不高时：液压力不能克服先导阀的弹簧阻力，先导阀口关 闭，阀内无油液流动。主阀心因前后腔油压相同，故被主阀弹簧压在阀座 上，主阀口亦关闭。 系统油压升高到先导阀弹簧的预调压力时：先导阀口打开，主阀弹簧 腔的油液流过先导阀口并经阀体上的通道和回油口T流回油箱。这时，油液 流过阻尼小孔，产生压力损失，使主阀心两端形成了压力差。主阀心在此 压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。
◆ （2） 先导式溢流阀
3、溢流阀的应用 ◆ 溢流阀应用
三、减压阀
减压阀是用来减压、稳压，将较高的进口油压降 为较低的出口油压 。
1、减压阀的工作原理
◆ 工作原理
2、减压阀应用 ◆ 减压阀应用 3、减压阀与溢流阀的区别 ◆ 区别
四、顺序阀
利用液压系统压力变化来控制油路的通断，从而 实现某些液压元件按一定顺序动作。
先 导 式 溢
调压螺钉
外形图
符号
安装孔
流
溢流出口 压力油入口
阀
第五章 液压控制阀
第五章 液压控制阀
(３)启闭特性：
开闭启合比比pp--KB
：开始溢流的开启压力pK与ps的百分比。 ：停止溢流的闭合压力pB与ps的百分比。
由于摩擦的作用，开启压力大于闭合压力。
pK
=
pK ps
×- 100 %
-
pB
= pB ×100 % ps
显然上述两个百分比越大，则两者越接近，溢流阀的启闭特性 就越好。一般开启比大于90%，闭合比大于85%。
Δp越小，刚度越低,所以节流阀只能在大于某一最低压
差的条件下才能工作,但提高Δp将引起压力损失。
第五章 液压控制阀
（2）温度对流量稳定性的影响
T变，μ变，q变。 薄壁孔(紊流状态）不受温度变化影响。
（3） 节流口的阻塞
阻塞现象： 当Δ p一定,A 较小时流量时大时小甚至断流
措施：加大水利半径、选择稳定性好的油液、精心过滤。 薄壁孔不易附着、阻塞。
m — 压差指数 K — 节流系数
动画演示
q∝ A ，Δp=c，A ↑ ，q↑。
第五章 液压控制阀
4. 刚度
刚度 外负载波动引起阀前后压力差Δ p 变化，即使阀 的开口面积A 不变，也会导致流经阀的流量q 不稳定。
定义：阀的开口面积A 一定
q
T = dΔ p/dq
T = Δ p1-m/ (KAm )
第五章 液压控制阀
第五章 液压控制阀
第五章 液压控制阀
§5.1 阀的作用和分类
一、作用 控制液流的方向、压力和流量。
二、分类 按用途：压力阀、流量阀、方向阀
按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动 按连接方式：管式、 板式、法兰式、叠加式等
第五章 液压控制阀
第5章 液压控制阀
1、直动式溢流阀：（用于低压， p≤2.5MPa，反向不通） 如下页图所示，直动式溢流阀是利用系 统中的油液作用力，直接作用在阀芯上与弹 簧力相平衡的原理来控制阀芯的启闭动作， 以保证（油缸）进油口处的油液压力恒定。 进油口P处的压力油经阀芯的橫孔及阻尼 孔作用在阀芯底部的锥孔表面上。当进口 压力较小时，阀芯在弹簧的作用下处于下 端位置，P与T不能相通；当进口压力升高， 阀芯下端压力油产生的作换 向阀的优点，既可以很方便的控制换向，又 可以实现对较大流量回路的控制。 几点说明： ①液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节 主阀的换向速度，从而使主油路的换向平 稳性得到控制； ②为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必 须是A、B、T油口互通。
③控制油可以取自主油路（内控），也可以 取独立油源（外控）。 • 思考：执能符号中六个油口分别接何处？ 5、手动换向阀 通过控制手柄直接操纵阀芯的移动，换向 精度和平稳性不高，适用于间歇动作且无 需自动化的场合。
如图（a）：向左推动手柄→左位工作； 向右推动手柄→右位工作。 弹簧复位。 如图（b）：为钢球定位的手动换向阀， 与图（a）的区别：手柄可在三个位置上定 位，不推动手柄，阀芯不会自动复位。
§5-2 压力控制阀 压力控制阀是用来控制液压系统中油液 压力或利用压力信号实现控制（以液体压力 的变化来控制油路的通断）的阀类。按其功 能可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继 电器等。 本节主要介绍压力阀的工作原理、调节 性能、典型结构及主要用途。 一、溢流阀 溢流阀的作用是将系统的压力稳定在某 一调定值上，从而进行安全保护。按其调压 性能和结构特征划分，溢流阀可分为直动式 和先导式两大类。 （一）、溢流阀的工作原理及典型结构
二、换向阀 换向阀作用是利用阀芯和阀体间相对 位置的变化来接通、断开或改变系统中油液 的流动方向。
《液压与气压传动教学课件》5.4方向控制阀
智能化技术
引入传感器、微处理器和人工智 能技术，实现方向控制阀的智能
控制和自适应调节。
模块化设计
将方向控制阀设计成模块化结构， 便于维修和更换，提高其可维护
性。
应用领域拓展
新能源领域
应用于太阳能、风能等新能源设备的液压控制系 统，提高设备的能源利用效率。
航空航天领域
应用于飞机和火箭等航空航天器的液压控制系统， 满足高精度、高可靠性的要求。
《液压与气压传动教 学课件》5.4方向控
制阀
目录
• 方向控制阀的概述 • 方向控制阀的结构与工作原理 • 方向控制阀的选用与使用 • 方向控制阀的发展趋势与展望 • 案例分析
01
方向控制阀的概述
定义与分类
定义
方向控制阀是一种控制液压或气 压流体流动方向的阀门，通过改 变阀芯位置来控制流体流动方向 或通断。
常见应用场景
01
02
03
04
工业自动化生产线
用于控制机械臂、传送带等设 备的运动方向。
农业机械
如拖拉机、收割
军事装备
坦克、装甲车等车辆的转向系 统，以及火炮的瞄准系统等。
航空航天
飞机起落架的收放、机翼的折 叠等。
02
方向控制阀的结构与工作 原理
案例三：新型方向控制阀的设计与实现
总结词：创新设计
详细描述：分析新型方向控制阀的设计理念、技术特点和创新点，介绍其在实际应用中的性能优势和未来发展前景，同时探 讨设计过程中的难点和挑战。
THANKS
感谢观看
智能制造领域
应用于工业机器人、自动化生产线等智能制造领 域的液压控制系统，提高生产效率和产品质量。
未来发展方向与趋势
高效节能
项目4-液压方向控制阀及方向控制回
种类与特点
种类
根据工作原理和应用需求，方向控制回路可分为阀控和泵控两大类。阀控方向控制回路通过方向阀控制油液流动 方向；泵控方向控制回路通过改变泵的输出来控制油液流动方向。
特点
阀控方向控制回路结构简单、成本低、易于维护，但响应速度较慢；泵控方向控制回路响应速度快、控制精度高， 但结构复杂、成本高、维护困难。
智能化与网络化发展
随着工业4.0和物联网技术的发展，液压方向控制阀及方 向控制回路将更加智能化和网络化，实现远程监控、故障 诊断和预测性维护等功能。
广泛应用与拓展
液压方向控制阀及方向控制回路在工程机械、农业机械、 航空航天、船舶、汽车等领域的应用将不断拓展，并逐渐 向新能源、智能制造等领域渗透。
06 结论
04 应用场景与优势
应用场景
工业自动化
农业机械
液压方向控制阀广泛应用于工业自动化领 域，如机械手臂、自动化生产线等，用于 控制机械设备的运动方向。
在农业机械领域，液压方向控制阀被用于 拖拉机、收割机等农业机械中，实现农机 具的精准操控。
军事装备
航空航天
在军事领域，液压方向控制阀用于坦克、 装甲车等重型装备，实现车辆的灵活转向 和稳定行驶。
种类与特点
种类
液压方向控制阀有多种类型，如单向阀、换向阀、梭阀等。每种类型的方向控制 阀都有其特定的应用场景和特点。
特点
液压方向控制阀具有结构简单、动作灵敏、可靠性高、易于实现自动化控制等特 点。同时，不同类型的方向控制阀也有各自的优缺点，需要根据实际需求进行选 择。
03 方向控制回路
定义与功能
智能化
为了提高液压系统的性能和效率，液压方向控制阀及方向控制回路 正逐步实现智能化，如采用电液比例阀、电液伺服阀等。
方向控制阀
液压控制阀的特点（共性）
1.在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或 滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电 磁铁）组成 。 2.在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出 口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔 口流量公式（将阀口看成是小孔），仅是各种阀 控制的参数各不相同而已。
q cq A0 2p /
A P1
B P2
A
B
1—阀体； 2—阀芯；3 —弹簧；
上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口 可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支
承，因此阀的体积不能太大太重。
13
直角式单向阀的进出油口 A(P1) 、 B(P2) 的轴 线均和阀体轴线垂直。
A
B
A
B
图 5.11(a) 所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉 固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合， 阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O” 形密封圈使它们密封。
5
(3) 板式连接 阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有 连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多 为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口 的平板式或阀块式连接体上。
(4) 叠加式连接 由阀（方向阀、压力阀、流量阀等）及底板 块组成。每个阀同时起单个阀和通道孔的作用。 (5) 插装式连接 将阀按标准参数做成圆筒形专用元件，然后将 这些元件插入不同的阀体（或集成块），得到不同 组合的一种集成形式。
此类阀不带卸荷阀芯， (1)简式外泄型液控单向阀 有专门的泄油口，外泄油口 P1—正向进油口; P2 —正向出 通油箱，故可用于较高压力 油口 K —控制口 系统。
1 —控制活塞； 2 —顶杆；3 —阀芯。
泄油口
图5.13 简式外泄型液控单向阀
液压-第05章方向控制阀
工作油口
工作油口
工作油口
工作油口
进油口
回油口
回油口
整理ppt
回油口
进油口
回油口
14
将A、B通道布置在阀体
环形槽中，将O1、P、 O2布置在阀芯环形槽中
将A、B通道布置在阀
芯环形槽中，O1、P、 O2布置在阀体环形槽中
整理ppt
15
5.1.3 阀芯驱动与阀芯运动阻力 （1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力
2、锥阀的流量系数
锥阀阀口流量系数约为Cq=0.77~0.82。
整理ppt
7
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
阀体节流边
阀芯节流边
阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的边 线构成，故一个可变节流口可以看成是一对节流边。其 中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则在
阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度Δx。
整理ppt
11
液压半桥有两种布置方案：
• 第一种方案是将A放在阀芯环形槽中，而将P、O两腔放
在阀体环形槽中[如图（b）]；
• 另一种方案是将A放在阀体环形槽中，而将P、O两腔放
在阀芯环形槽中[如图（C）]。
整理ppt
12
（3）液压全桥与四通阀
A腔进、回油阀口
工作油口
工作油口
B腔进、回油阀口
回油口
整理ppt
10
（2）液压半桥与三通阀
工作油口
工作油口
进油口
回油口
进油口
回油口
液压半桥只有一个控制油口A（或B），只能用于控制 有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。
由于液压半桥有三个通道，因此必须在阀芯和阀体上共 开出三个环形槽，让P、O、A分别与三个环形槽相通，并且 受控压力A要放在P和O的中间，以便于A能分别与P和O接通。
第五章液压控制阀ppt课件
（2）先导式溢流阀
调节螺钉 阀盖 调压弹簧 锥阀芯阀座 遥控口K
1）结构和工作原理
结构组成： 动画 主阀：圆柱阀芯
先导阀：锥形阀芯
工作原理： 动画
阀体 主阀芯 主阀座
控制液流的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算
机接口，不需要D/A转换器。
▪ 根据安装连接形式不同分类
管式连接 阀体进出口由螺纹或法 兰与油管连接。安装方便。
板式连接 阀体进出口通过连成的组件 插入专门设计的阀块内实现不同功
能。结构紧凑。
叠加式 是板式连接阀的一种发展 形式。
§5-2 压力控制阀
分类 按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器
按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀
按工作原理：直动式 先导式
工作原理：利用液压力与阀内弹簧力相平衡原 理工作的。
一、 溢流阀
1．溢流阀的功能 功能：利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，
使阀的进口压力不超过或保持调定值； 保持系统压力恒定，即溢流定压； 防止系统过载，即安全保护。
二、液压阀的分类
• 根据结构形式分类
• 滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定 的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。阀 口的压力流量方程 q＝ CdπD x (2Δp/ρ）1/2 • 锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 °～20 °，阀 口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。 阀口的压力流量方程
二、换向阀
• 换向阀是利用阀芯与阀体间的相对运动而切换油 路中液流的方向的液压元件。
• 其作用是通过改变阀芯和阀套之间的相对位置， 来控制系统的启动、停止或换向。
第5章 液压控制阀
泄油口L（在侧面，图中看不见）
进油口P1
进油口P1
出油口P2
出油口P2
泄油口L
◆减压阀的主要特点：
1）常态下阀口打开
2）从出口引压力油控制阀口开度 3）进口压力小于调定值时，不起减压作用
4）当进口压力高于调定值时，保持出口稳定低压
5）泄油口单独接油箱
◆减压阀和溢流的区别： 1、减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值； 溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值 2、减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭
◆静态特性
(4)溢流阀的压力调节范围: 溢流阀的能够保证性能的压力使用范围。调节压力
时进口压力能保持平稳变化，无突变、迟滞等现象
更换不同刚度的弹簧可改变压力调节范围 (5)溢流阀许用流量范围： 许用流量范围是额定流量的15%—100%
动态特性
溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性， 如图。其衡量指标主要有压力超调量、响应时间等。
此力指向阀口开启方向 作用在锥阀上的稳态液动力 (a)外流式； (b)内流式
（3）液压卡紧现象 卡紧现象 在中高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后， 移动阀芯十分费力，这就是卡紧现象。 引起的原因 主要是滑阀付几何形状误差和同心度变化引起的 径向不平衡力。有的是赃物进入缝隙或油温升高阀芯
膨胀卡紧
（3）液压卡紧现象 卡紧力 •径向不平衡力分析： 1、无几何误差，但轴心线平行不重合：不出现径向不 平衡力。
◆静态特性 (2)溢流阀的启闭特性: 开启比：Pc与 Pn 之比越大、调压偏差越小阀的压力稳定 性越好； 闭合比：Pc· 与 Pn率越大阀的性能越好 一般开启压力比率> 90% ；闭合压力比率> 85% (3)溢流阀的卸荷压力： 溢流阀的遥控口与油箱连通后泵处于卸荷状态时，溢流阀 进出油口压力之差称之为卸荷压力。一般卸荷压力不大于 0.2MPa，最大不应超过0.4MPa。
液压传动讲义第5章 方向控制阀word精品文档23页
5 方向控制阀②单向阀、换向阀等方向控制阀，其中主要讨论滑阀式换向阀，要掌握这些阀的工作原理、图形符号、结构形式、滑阀机能以及操纵方式等。
③方向控制阀在换向回路与锁紧回路中的应用。
④液压阀的连接方式。
本章重点是换向阀的换向原理、滑阀机能和图形符号。
学习时应把结构（或结构原理）与液压桥路及图形符号联系起来，才能深入地理解其换向原理和滑阀机能。
教学内容：本章介绍了阀口特性与阀芯运动阻力；方向控制阀的单向阀、液控单向阀及换向阀；方向阀在换向与锁紧回路中的应用；液压阀的连接方式。
教学重点：1．位、通、机能概念；2．常用换向阀中位机能的含义与使用场合；3．液控换向阀结构与原理。
教学难点：1．位、通、机能概念；2．控制滑阀阀芯动作的五种操作方式；3．常用换向阀中位机能的含义与使用场合；4．液控单向阀的卸压；5．液控换向阀。
教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念，利用实验，了解换向阀的结构及工作原理。
教学要求：掌握方向控制阀的位、通、机能概念；控制滑阀阀芯动作的五种操作方式；掌握常用换向阀中位机能的含义与使用场合；液控单向阀的卸压。
液压控制阀（简称液压阀）是液压系统中的控制元件，用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向，从而使之满足各类执行元件不同动作的要求。
不论何种液压系统，都是由一些完成一定功能的基本液压回路组成，而液压回路主要是由各种液压控制阀按一定需要组合而成。
对于实现相同目的的液压回路，由于选择的液压控制阀不同或组合方式不同，回路的性能也不完全相同。
因此熟悉各种液压控制阀的性能、基本回路的特点，对于设计和分析液压系统极为重要。
液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类，相应地可由这些阀组成三种基本回路：方向控制回路、压力控制回路和调速回路。
按控制方式的不同，液压阀又可分为普通液压控制阀、伺服控制阀、比例控制阀。
根据安装形式不同，液压阀还可分为管式、板式和插装式等若干种。
液压控制阀—方向控制阀
5.1.1 单向阀
单向阀分为普通单向阀和液控单向阀。
1. 普通单向阀
5.1方向控制阀
普通单向阀控制油液只能按某一方向流动，而反方向截止，简称 单向阀，其结构如图5.1所示。
管式连接
板式连接
5.1方向控制阀
2. 液控单向阀
1
液控单向阀通过液压油控制阀芯，实现油液的方向控制，其结构如 图5.2所示。
5.1方向控制阀
3）液动换向阀
1 液动换向阀利用控制油路的压力油推动阀芯实现换向。
2 图5.7为三位四通液动换向阀及图形符号。
3
液动换向阀结构简单，动作可靠、平稳，液压驱动力大，可用于 流量大的系统中，但不如电磁阀控制方便。
5.1方向控制阀
图5.7 液动换向阀
5.1方向控制阀
图5.8电液动换向阀
5 三位阀的中位及二位阀侧面画有弹簧的那一方框为常态位。
5.1方向控制阀
图5-3 滑阀的结构 原理图及图形符号
5.1方向控制阀
2.换向阀的操纵方式
换向阀的操纵方式有机动换向、电磁换向、液动换向、电液动换向、 手动换向等。
1）机动换向阀
机动换向阀又称为行程换向阀，它依靠安装在运动部件上的挡块或凸 轮，推动阀芯移动实现换向。
5.1方向控制阀
➢ 表5-3列出了几种常用滑阀的结构原理图及图形符号。图形符号表示 的含义为：
1 方框表示阀的工作位置，方框数即“位”数。
2
箭头表示两油口连通，并不表示流向。“⊥”或“T”表示此油 口不通流。
3 在一个方框内，箭头或“⊥”符号与方框的交点数为油口的通路
数，即“通”数。
4
P表示压力油的进口，T表示与油箱连通的回油口，A和B表示连 接其它工作油路的油口。
液压系统的换向元件——方向控制阀
液压系统的换向元件——方向控制阀方向控制阀是液压系统中控制油液流动方向的阀，通过控制油路中油液的通断而控制执行元件的换向、启动和停止。
与流量阀、压力阀不同的是，流量阀和压力阀调节的是系统的参数，而方向阀是直接对负载进行动作控制。
有人把方向控制阀比喻为“四两拨千斤”，就是说只需要很小的力拨动换向阀的手柄就可以控制很重的负载。
比如挖掘机、装载机、汽车起重机等，就是通过操纵手柄控制各组动作，这类机械的特点是工况复杂，要求操作细腻，需要复合动作，有些老司机用这类机械完成了很多骚操作。
另一些机械比如机床、环卫设备等是通过面板或遥控器上的按钮控制电磁换向阀进行动作切换，这类机械要求定位较准确。
下图为一些常见的方向控制阀产品。
1 方向控制阀的分类（1）按照功能分类，方向控制阀包括单向阀和换向阀两类。
单向阀和换向阀又有很多不同的形式。
单向阀包括普通单向阀和液控单向阀，液控单向阀可用作充液阀，两个液控单向阀可组合为液压锁。
换向阀根据控制方式分为手动换向阀、液动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。
多个换向阀可组合为多路阀，可操纵多组动作。
下图为换向阀的分类。
（2）按照阀芯的结构形式可分为：滑阀、锥阀、球阀等形式。
单向阀通常为球阀或锥阀，换向阀大多为滑阀式结构，也有球阀、转阀等结构形式。
2 换向阀的工作原理换向阀是通过阀芯在阀体内做轴向运动，使相应的油路连通或断开。
阀体内有多个沉割槽，沉割槽通过孔道与外部连接，阀芯上有多个台阶。
换向阀就是通过改变阀芯上的台阶与阀体上的沉割槽之间的连通关系实现油路切换的。
3 换向阀的“位”和“通”很多非专业的人对换向阀的“位”和“通”的概念不是很清楚，其实很简单，可以直接从字面意思进行理解：“位”表示的是换向阀的工作位置，有几种工作状态就有几“位”，“通”表示的是与外部连接的孔道数目。
如三位四通阀，有三个工作位置，四个油口。
下图为常见的换向阀的结构原理及其符号表示。
4 换向阀的中位机能所谓“机能”，指的是换向阀的连通状态，而“中位机能”，就是三位换向阀在中位时各油口的连通状态。
第五章 液压控制阀
场合。
（5）电液动换向阀 电液动换向阀又称电液换向阀，它由电磁换向阀与换向 时间可调的液动阀组成。其中电磁换向阀称先导阀，改变 液动阀的控制油路的方向(虚线位控制油路)，而液动阀实 现主油路的换向，称为主阀。换向的速度由控制油路中的 单向节流阀调节。
/min左右)，而且当阀芯被卡住或由于电压低等原因吸合不上时，电磁
铁线圈易烧坏(起动电流大)、工作可靠性差；
直流电磁铁在工作或过载情况下，其电流基本不变，因此不会因阀 芯被卡住而烧坏电磁铁线圈，工作可靠，换向冲击、噪声小，换向时间
长(约0.1~0.15s)，换向频率允许较高(120次/min，最高可达240次/ min)，但需要直流电源或整流装置，并且起动力小，反应速度较慢。
液动换向阀有换向时间可调和换向时间不可调两种。
换向时间不可调液动阀
液动换向阀 换向时间可调液动阀
A、换向时间不可调的液动换向阀
如图所示三位四通液动换向阀结构原理图，当控制油口K1和
K2均不通控制压力油时，阀芯在复位弹簧的作用下处于中位，当
K1通压力油，K2通油箱时，阀芯右移，使P与A通，B与T通；反
一、单向阀
单向阀包括普通的单向阀和液控单向阀两种。
单向阀 普通的单向阀 液控单向阀 1、普通单向阀(单向阀) 它只允许油液沿一个方向通过，而反向液流被截止， 亦称逆止阀、止回阀，要求其正向液流通过时压力 损失较小，反向截止时密封性能好。
图形符号
按进出油液流向的不同分直通式和直角式两种结构， 都由阀芯、阀体和弹簧等组成。(小规格直通式阀有用钢球作 阀芯的)，当液流从进油口A 流入时，油液压力克服弹簧阻力 和阀体1与阀芯2间的摩擦力，顶开带有锥端的阀芯(或钢球)， 从出油口B 流出。当油液反向从B流入时，油液压力使阀芯 紧密地压在阀座上，故不能逆流。由于弹簧仅起复位作用， 因而弹簧力很小。所以正向开启压力只需0.03～0.05MPa ; 反向截止时，因阀芯与阀座孔为线密封，且密封力随压力增 高而增大，故密封性能良好。
液压-第05章方向控制阀
B
T A
AB
P A B B
P
PT
T
T
P
AB
PT
A
Hale Waihona Puke BTP24
5.3.1 换向机能 5.3.1.1 换向阀的“通”和“位” “通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通” 和“位”构成了不同类型的换向阀。 “位” (Position)一指阀芯的位置，通常所说的“二位 阀” 、 “三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的 工作位置，“位”在符号图中用方框表示。 所谓“二通阀” 、 “三通阀” 、 “四通阀”是指换 向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中 不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移 位时阀口的开关来沟通。
泄油口
图5.13 简式外泄型液控单向阀
13
1 2 3 B (3)带卸荷阀的液控单向阀 若在控制口K加控 制压力，先顶开卸荷阀 芯3，B腔压力降低， 活塞5继续上升并顶开 主阀芯2，大量液流自 B腔流向A腔，完成反 向导通。此阀适用于反 向压力很高的场合。
A
4
内 泄 式 5 6
K 2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 背压腔与进油口相通 图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀
图5.22 弹簧对中型三位四通液动换向阀
42
5.3.2.5 电液动换向阀 第5章\三位四通电液换向阀-1.avi 第5章\三位四通电液换向阀-2.avi 电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。
电液换向 阀用在大 流量的液 压系统中。
图5.23 外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀
43
电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及 其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回 油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。
第五章：液压控制阀(含习题答案)
第一节 方向控制阀
71-36
第一节 方向控制阀
三、其它类型的换向阀 2. 手动阀
手动阀是汽车自动变速器液压控制系统中使 用的一种换向阀，其相当于油路的总开关，由 驾驶室内的换挡手柄控制。
P位：主油路1关闭，油路2、5、 6全部与泄油孔接通，无档位。 R 位： 主油路 1 打开，泄油孔 3 关 闭，1、2接通，获得倒档，5、6 与泄油孔7接通，无前进档。 N位：主油路1打开，油路2、5、 6与泄油孔接通，处于空档。 D位：主油路1打开，油路1、5接 通，油路2、6分别与泄油孔接通 ，获得全部前进档。
71-12
第一节 方向控制阀
双向液压锁
作用： ① P1、P3任一腔通压力油， 都可使P1与P2、 P3与P4接 通。 ② P1、P3都不通压力油时， P2 、 P4 油口被两个液控 单向阀封闭。
a)结构图 b)原理图 1－阀体 2－控制活塞 3－卸荷阀心 4－锥阀(主阀心) 71-13
第一节 方向控制阀
1－主油路 2－倒挡油路 3、7－泄油孔 4－阀心 5－前进挡油路 6－前进低挡油路
S位：主油路1打开，油路1、5、 6 接通，油路 2 与泄油孔 3 接通， 获得前进1、2档。 L 位： 与 S 位相似，但油路 6 封闭 了除 1 档外的所有前进档的换位 阀，即L位只获得1档。 71-37
第一节 方向控制阀
71-29
三位四通电液换向阀：电磁换向阀和液动换向阀的组合。电磁换向 阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用 于控制液压系统中的执行元件。
AxБайду номын сангаас
Ax
Bx
右侧电磁 铁通电
Ax Bx
通油箱T
外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀
液压系统-方向控制阀讲解学习
滑阀式换向阀的结构
阀体：有多级槽的圆柱孔 阀芯：有多段槽的圆柱体
位：阀芯相对于阀体不同的工作位置数（二位、 三位）。
通：换向阀与液压系统油路相连的主油口数（二通、 三通、四通、五通）。
常态位：换向阀的阀芯初始状态未受到外部操纵 力作用时所处的位置。
图形符号含义
1、 位—用方格“□”表示，几位即几个方格 。 2 、 箭头↑首尾和堵截符号┴与一个方格有几个交点
{ 两位两通机动换向阀
常开： 常闭：
靠弹簧的方格表示常态
3、电磁
原理：电磁铁操纵，弹簧复位。 优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。
两位三通 电磁换向阀
特点：
（1）动作迅速，操作轻便，便于远距离控制； （2）因受电磁铁尺寸与推力的限制，仅能控制小
流量（小于63 l/min）的液流；
（3）电磁铁通断电需电信号控制 （4）换向快，易产生液压冲击。
1、两位两通
职能符号：
A
P
作用： 控制油路的通与断
2、两位三通
职能符号：
AP
B
作用： 控制液流方向（双向变换）
3、两位四通
职能符号：
P — 压力油口
O — 回油口
A、B — 分别接执 行元件的两腔
作用： 控制执行元件换向
4、三位四通
职能符号：
APB O
作用： 换向、停止
5、两位五通
职能符号：
液压系统 方向控制阀
• 液压阀的特点（共性）
阀的结构：均由阀体、阀芯和驱动阀芯在阀体内 作相对运动的装置三大部分组成； 工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，控制阀 口的通断或阀口的大小，从而控制液体的压力、 流向和流量； 液体流过各种阀均会产生压力损失和温升现象， 通过阀孔的流量与通流面积和阀前后压力差有关； 从功能上来说，阀用以满足执行元件的压力、速 度和换向等要求。