第五章方向控制阀

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普通单向阀和 液控单向阀的应用
（1）用单向阀 将系统和泵隔断 图中，用单向阀 5将系统和泵隔 断，泵开机时泵 排出的油可经单 向阀5进入系统; 泵停机时，单向 阀5可阻止系统 中的油倒流。 1 4 2 3
5
33
(2)用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低 压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单 向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油 经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀 3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。 这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。 3 4
A
4
内 泄 式 5 6
K 2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀
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1 2 3
A B
(4)液控单向阀符号
A
B 4 L
K
〈b〉外泄式
A
B
5 6
A
B
K
K
〈a〉内泄式
K
图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式) 2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞 A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口
1
2
34
(3) 用单向阀产生背压
在右图中，高压油进入缸 的无杆腔，活塞右行，有杆腔 中的低压油经单向阀后回油箱。 单向阀有一定压力降，故在单 向阀上游总保持一定压力，此 压力也就是有杆腔中的压力， 叫做背压，其数值不高一般约 为0.5MPa。在缸的回油路上保 持一定背压，可防止活塞的冲 击，使活塞运动平稳。此种用 背 压 阀 pb
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G
(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 在右图中，通过液控单 向阀往立式缸的下腔供袖， 活塞上行。停止供油时，因 有液控单向阀，活塞靠自重 不能下行，于是可在任一位 置悬浮。将液控单向阀的控 制口加压后，活塞即可靠自 重下行。 若此立式缸下行为 工作行程，可同时往缸的上 腔和液控单向阀的控制口加 压，则活塞下行，完成工作 行程。
第二种：将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换，让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（三台肩式四通阀）
工作油口 工作油口 工作油口 工作油口
进油口
进油口
回油口
回油口
回油口
回油口
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将A、B通道布置在阀体
将A、B通道布置在阀
环形槽中，将O1、P、
O2布置在阀芯环形槽中
芯环形槽中，O1、P、
A
B
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。
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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。
在阀芯环形槽中[如图（C）]。
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（3）液压全桥与四通阀
工作油口
A腔进、回油阀口
工作油口
B腔进、回油阀口
回油口
进油口
回油口
全桥应该有Ol、A、P、T、O2等5个通道。相应地，阀 芯和阀体应共有5个环形槽。
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液压全桥有两种布置方案。
第一种：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（四台肩四通阀）
此类阀不带卸荷阀芯，有专 门的泄油口，外泄油口通油箱， 故可用于较高压力系统。
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
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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。
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
阀体节流边
阀体节流边
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。
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5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
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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
不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也 有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式 连接阀。
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1一阀体； 2一阔芯； 3一弹簧；
A一进油口；
B一出油口。
直通式
管式阀
图5.11 普通单向阀
直角式
板式阀
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。
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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
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(3)、作用在滑阀上的液压卡紧力
Ft 0.27 Kfld ( p1 p 2 )
(5.13)
开一条均压槽时，K＝0.4；开三条等距槽时，K＝0.063；开七条槽时，K＝0.027。
侧向力指 向阀芯卡 紧方向
侧向力指 向阀芯对 中方向
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(a)倒锥
(b)顺锥
(c)倾斜
5.2 单向阀
单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许
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(2)对单向阀的要求 ①开启压力要小。
②能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。
③正向导通时，阀的阻力损失要小。 ④阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 (3)单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后， 成为组合阀，例如单向顺序阀、 单向节流阀等。
图5.10（C） 单向阀的职能符号
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A
B
5.1.2 液控单向阀
Fs qv2 cos
(5.9)
Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口关闭方向
②内流式锥阀
Fs qv2 cos (5.10) Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口开启方向 图5.8 作用在锥阀上的稳态液动力 (a)外流式； (b)内流式
A B
P T
A
B
T
P
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下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯 处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它 元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。
AB
左位
PT
A
B
T
P
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下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说 阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、 B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。
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换向阀的工作原理
如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。 换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义
如下：
P—压力油口； A、B—工作油口； T——回油口。 A
A
B
B
P
T
T
P
40
AB PT
A
B
T A
AB
P A B B
P
PT
T
T
P
AB
PT
A
B
T
P
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下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力 油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。
若进油道与阀芯环形槽相通，那 么出油道必须与阀体的环形槽相 通，阀口正好将两个通道隔开。
阀芯节流边
阀体节流边
阀口
阀体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽（或方孔、圆 孔）后形成的，阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形 槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可以形成一 个可变节流口（即阀口）。
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阀芯节流边
1
本章提要
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。本章介绍方向控 制阀。 方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之 间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压
力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控
制回路。
2
本章提要
本章主要内容为 ： • 阀口特性与阀芯的运动阻力， 节流边与液压桥路 • 单向
O2布置在阀体环形槽中
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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
Fs q(v2 cos v1 cos90) qv2 cos
(5.5)
稳态液动力指向 阀口关闭的方向
图5.7
作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力
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（2）作用在锥阀上的稳态液动力 ①外流式锥阀
反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
5.2.1 普通单向阀
正向导通， 反向不通
(b)
图5.10
普通单向阀
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单向阀的工作原理
A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通
不能作单向阀
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A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通