第5章液压控制阀(12)
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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 控制阀
处于差动状态，系统不能卸荷。
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。
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。
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。
1-5 液压控制阀
第五章 液压控制阀
液压控制阀是液压系统中的控制元件，用来控制油液流 动方向或调节系统中的压力和流量，以满足对执行机构所 提出的换向和压力、速度的要求，从而使执行机构实现预 期的动作。
第一节 概述
一、液压控制阀分类 液压控制阀按其机能分为三类： (1)压力控制阀。用于控制工作液体的压力，以实现执 行机构提出的力或转矩的要求。 (2)流量控制阀。用于控制和调节系统的流量，从而改 变执行机构的运动速度。 (3)方向控制阀。用于控制和改变系统中工作液体的流 动方向，以实现执行机构运动方向的转换。
第一节 概述
二、液压控制阀的阀口
各种液压控制阀的阀口数量因阀而异，有各种功能， 一般可分为五种，分别用字母表示其功能： 压力油口(P)：进入压力油的油口，但有些阀(如减压 阀、顺序阀)的出油口也是压力油口。 回油口(O或T)：低压油口。阀内的低压油从此流出， 流向下一个元件或油箱。 泄油口(L)：低压油口。阀体中漏到空腔中的低压油经 它回到油箱。 工作油口：一般指方向阀的A、B油口，由它连接执 行元件。 控制油口(K)：使控制阀动作的外接控制压力油由此 进入。
第二节 压力控制阀
2．先导式溢流阀
先导式溢流阀由主阀和先导阀 两部分组成。 主阀芯1上部受压面积略大于 下部，当阀P口压力较低、先导 阀芯4未开启时，作用在主阀芯 上的液压力合力方向与弹簧3的 作用力相同，阀关闭。阀有两个 阻尼孔2和8，一个在主阀芯上， 另一个在先导阀座上。
第二节 压力控制阀
当阀P口的压力增加时，阻尼 孔2、流道a、阻尼孔8及先导阀 芯前腔的压力相应增加，而当克 服先导阀弹簧预调力使先导阀开 启时，液流从P口经阻尼孔2、流 道a、阻尼孔8、开启的先导阀4 和通道b流到T口。此流量在阻 尼孔2两端产生压差，压差作用 在阀芯上下面积上的合力正好与 主阀弹簧力平衡，主阀芯处于开 启的临界状态。
液压控制阀是液压系统中的控制元件，用来控制油液流 动方向或调节系统中的压力和流量，以满足对执行机构所 提出的换向和压力、速度的要求，从而使执行机构实现预 期的动作。
第一节 概述
一、液压控制阀分类 液压控制阀按其机能分为三类： (1)压力控制阀。用于控制工作液体的压力，以实现执 行机构提出的力或转矩的要求。 (2)流量控制阀。用于控制和调节系统的流量，从而改 变执行机构的运动速度。 (3)方向控制阀。用于控制和改变系统中工作液体的流 动方向，以实现执行机构运动方向的转换。
第一节 概述
二、液压控制阀的阀口
各种液压控制阀的阀口数量因阀而异，有各种功能， 一般可分为五种，分别用字母表示其功能： 压力油口(P)：进入压力油的油口，但有些阀(如减压 阀、顺序阀)的出油口也是压力油口。 回油口(O或T)：低压油口。阀内的低压油从此流出， 流向下一个元件或油箱。 泄油口(L)：低压油口。阀体中漏到空腔中的低压油经 它回到油箱。 工作油口：一般指方向阀的A、B油口，由它连接执 行元件。 控制油口(K)：使控制阀动作的外接控制压力油由此 进入。
第二节 压力控制阀
2．先导式溢流阀
先导式溢流阀由主阀和先导阀 两部分组成。 主阀芯1上部受压面积略大于 下部，当阀P口压力较低、先导 阀芯4未开启时，作用在主阀芯 上的液压力合力方向与弹簧3的 作用力相同，阀关闭。阀有两个 阻尼孔2和8，一个在主阀芯上， 另一个在先导阀座上。
第二节 压力控制阀
当阀P口的压力增加时，阻尼 孔2、流道a、阻尼孔8及先导阀 芯前腔的压力相应增加，而当克 服先导阀弹簧预调力使先导阀开 启时，液流从P口经阻尼孔2、流 道a、阻尼孔8、开启的先导阀4 和通道b流到T口。此流量在阻 尼孔2两端产生压差，压差作用 在阀芯上下面积上的合力正好与 主阀弹簧力平衡，主阀芯处于开 启的临界状态。
第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀一.判断题.1．单向阀的作用是要变换液流流动方向，接通或关闭油路。
（）2. 单向阀可以用来作背压阀。
()3．溢流阀的进口压力即为系统压力。
（）4．先导式溢流阀的远程控制口可以使系统实现远程调压或使系统卸荷。
（）5．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。
（）6．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者密封性能好。
()7. 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。
（）8．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀应选用液动换向阀或电液换向阀。
()9. 节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。
()二.选择题.1．在下列液压阀中，不能作为背压阀使用A．单向阀 B.顺序阀C. 减压阀D.溢流阀2．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通、回油封闭，则此阀的滑阀机能为A．P型 B. Y型C．K型 D. C型3．使三位四通换向阀在中位工作时泵能卸荷，应采用_______.A ."P"型阀；B ."Y"型阀；C . "M"型阀。
4. 为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用________型阀。
A."O" 型阀;B. "P" 型阀;C. "Y"型阀。
5．三位四通电液换向阀的液动滑阀为液压对中型，其先导电磁换向阀中位必须是_____机能．A. H型B. M型C. Y型D. P型6．一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷．且液压缸浮动．其中位机能应选用_______.A. H型B. M型C. Y型D. O型7. 题图所示的图形符号表示_______。
A.三位四通电磁换向阀B.四位三通电磁换向阀C.三位二通电磁换向阀8. 溢流阀________.A .常态下阀口是常开的B.阀芯随着系统压力的变动而移动C.进出油口均有压力D.一般连接在液压缸的回油油路上9. 以变量泵为油源时，在泵的出口并联溢流阀是为了起到。
第五章液压控制阀ppt课件
随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力 要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流量变化时溢 流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压 系统。
（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。
（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。
液压传动中国大学慕课答案
第1章单元测验1、液压传动是靠来传递能量的。
A、机械能B、动能C、电能D、静压能参考答案：D2、液压传动的介质是。
A、固体B、液体C、流体D、气体参考答案：B3、液压传动的优点有哪些？A、传动装置体积小、重量轻、惯性小、响应速度快，易实现快速启动、频繁换向；B、易实现无级调速，调速范围大；C、运动平稳、冲击小；D、易实现过载保护；参考答案：ABCD4、液压传动的传动比无法严格保证的原因是什么？A、传动介质存在可压缩性；B、液压传动系统中速度的传递是靠流量来实现的；C、液压系统存在泄漏；D、液体会打滑参考答案：ABC5、液压传动的缺点主要有哪些？A、液压油存在泄漏的可能性；B、对污染敏感；C、液压油具有压缩性，因而液压系统不能用于定比传动；D、由于液压传动需要两次能量转换，因此液压装置在传动过程中能量损失大、效率低，不适合远距离输送；参考答案：ABCD6、一个完整的液压传动系统由哪几部分由组成？A、动力元件；B、执行元件；C、控制元件；D、辅助元件；E、传动介质（液压油）；参考答案：BCDE第2章液压流体力学基础第2章单元测验1、液压流体力学的研究对象是。
A、静止的液体B、静止的气体C、流动的液体D、流动的气体参考答案：C2、液体是一种连续介质，这样就可以把液体的运动参数看作是的连续函数，并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。
A、仅仅是时间B、仅仅是空间C、时间和空间D、与时间和空间无关参考答案：C3、在情况下，液体的可压缩性对液压系统性能的影响不能忽略。
A、在高压情况下B、在低压情况下C、在研究系统动态性能时D、在研究系统静态性能时参考答案：C4、对液体的可压缩性影响很大。
A、混入液体的杂质B、混入液体的气体C、液体的密度D、液体的黏性参考答案：B5、液压静压力总是沿着液体作用面的方向。
A、切线B、外法线C、内法线D、不确定参考答案：C6、相对压力，绝对压力和大气压力这三者之间的关系是。
A、相对压力＝绝对压力+大气压力B、绝对压力＝相对压力－大气压力C、相对压力＝绝对压力－大气压力D、大气压力＝绝对压力+相对压力参考答案：C7、静止液体对平面的作用力等于静压力与平面面积的乘积，其作用点在，方向垂直于平面。
第五章 液压控制阀(溢流阀)讲解
12
3 溢流阀的性能
1.静态性能
(1)压力调节范围 压力调节范围是指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。溢流阀的最大允 许流量为其额定流量，在额定流量下工作时，溢流阀 应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平 稳性要求，一般规定为额定流量的15%。
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 式中，X0为弹簧的预压缩量，x为弹 簧附加压缩量（也是阀芯开启位移 或阀口的开度）。
3
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 由上式可知，当阀芯处于不同位置 时，溢流压力是变化的。然而由于 弹簧的附加压缩量x相对于预压缩量 x0来说是较小的，所以可认为溢流 压力p基本保持恒定，即p保持为 KX0/A。这就是溢流阀起定压溢流 作用的工作原理。（若忽略压力损 失，p就是溢流阀的进口压力）
调压弹簧9
9
⑴ 当进油口油压较低时，小于锥阀芯左腔的弹簧弹力，先导阀 处于关闭状态，流经阻尼孔油液没有形成通路。由主阀芯的上、 下腔和锥阀芯的右腔形成一个密封容积（腔），所以腔内各点 的压力均相等。且都等于阀的入口油压。主阀芯在上下油液压 差和弹簧力的作用下处于最下端位置。即P口和T口不通。
10
⑵当进油口油压升高， 使锥阀芯的右腔油液 压力大于左腔的弹簧 弹力，先导阀打开 （经过一段振荡过程 后停在某一平衡位置). 压力油便经阻尼孔5
5
回油口O与泄漏油流经的 弹簧腔相通，L口堵塞，称为 内泄。内泄时回油口的背压将 作用在阀芯上端面，这时与弹 簧力相平衡的将是进出油口的 压差。若将泄漏油腔与O口连 通的通道堵塞，将L口打开， 直接将泄漏油引回油箱，这种 连接方式称为外泄。
3 溢流阀的性能
1.静态性能
(1)压力调节范围 压力调节范围是指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。溢流阀的最大允 许流量为其额定流量，在额定流量下工作时，溢流阀 应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平 稳性要求，一般规定为额定流量的15%。
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 式中，X0为弹簧的预压缩量，x为弹 簧附加压缩量（也是阀芯开启位移 或阀口的开度）。
3
p .A=K(X0+x)，p≈KX0/A 由上式可知，当阀芯处于不同位置 时，溢流压力是变化的。然而由于 弹簧的附加压缩量x相对于预压缩量 x0来说是较小的，所以可认为溢流 压力p基本保持恒定，即p保持为 KX0/A。这就是溢流阀起定压溢流 作用的工作原理。（若忽略压力损 失，p就是溢流阀的进口压力）
调压弹簧9
9
⑴ 当进油口油压较低时，小于锥阀芯左腔的弹簧弹力，先导阀 处于关闭状态，流经阻尼孔油液没有形成通路。由主阀芯的上、 下腔和锥阀芯的右腔形成一个密封容积（腔），所以腔内各点 的压力均相等。且都等于阀的入口油压。主阀芯在上下油液压 差和弹簧力的作用下处于最下端位置。即P口和T口不通。
10
⑵当进油口油压升高， 使锥阀芯的右腔油液 压力大于左腔的弹簧 弹力，先导阀打开 （经过一段振荡过程 后停在某一平衡位置). 压力油便经阻尼孔5
5
回油口O与泄漏油流经的 弹簧腔相通，L口堵塞，称为 内泄。内泄时回油口的背压将 作用在阀芯上端面，这时与弹 簧力相平衡的将是进出油口的 压差。若将泄漏油腔与O口连 通的通道堵塞，将L口打开， 直接将泄漏油引回油箱，这种 连接方式称为外泄。
5.《液压传动》液压控制阀
结构简图
1—液动阀阀芯 2、8—单向阀 3、7—节流阀 4、6—电磁铁 5—电磁阀阀芯
图形符号
液动换向阀的换向速度可由两端节流阀 调整，因而可使换向平稳，无冲击。
图5-8 电液换向阀
5.2.2 换向阀
(5) 手动换向阀
利用手动杠杆改变阀芯和阀体的相对位置，实现换向。阀芯靠 钢球、弹簧定位。 自动复位式换向阀,可用手操作使换向阀 左位或右位工作，当操纵力取消后,阀芯 便在弹簧力作用下自动恢复至中位，停 止工作。适用于换向动作频繁,工作持续 时间短的场合。 钢球定位式换向阀,其阀芯端部的钢球定 位装置可使阀芯分别停止在左、中、右 三个位置上，当松开手柄后，阀仍保持 在所需的工作位置上， 可用于工作持续 时间较长的场合。
5.2.2 换向阀
3.滑阀机能
滑阀式换向阀处于中位或原始位置时，各油口的连通方式称为滑阀机 能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。
表5-2 三位换向阀的滑阀机能 滑阀 中位符号
机能
中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
中位时的性能特点
O H
各油口全部关闭，系统 保持压力，执行元件各 油口封闭 各油口P、T、A、B全部 连通，泵卸荷，执行元 件两腔与回油连通 A、B、T口连通，P口保 持压力，执行元件两腔 与回油连通
5.2.1 单向阀
2. 液控单向阀
1-控制活塞 2-顶杆 3-阀体
结构图
图形符号
原理：当控制油口Κ不通压力油时,油液只可以从P1进、P2出，此 时阀的作用与单向阀相同;当控制口Κ通压力油时，阀芯3 右移,阀保持开启状态,液流双向流动。一般控制油的压力 不应低于油路压力的30%~50%。
液控单向阀具有良好的单向密封性,常用于执行元件需要长时间保压、锁紧 的情况下。这种阀也称为液压锁。
第5章 液压控制元件汇总
(3)电磁换向阀
图5-9 二位二通机动换向阀
1-滚轮 2-阀芯 3-阀体 4-弹簧
图5-10 直流湿式三位四通电磁换向阀
1-电磁铁 2-推杆 3-阀芯 4-弹簧 5-挡圈 第5章 液压控制元件
2019/3/7
(4) 液动换向阀
（5）电液换向阀
图5-11 三位四通液动换向阀
图5-12 电液换向阀
第5章 液压控制元件 2019/3/7
5.1.2
滑阀式换向阀
图形符号
1．换向阀的结构和工作原理 （1）换向阀的原理与图形符号
(2)换向阀的操纵控制方式
图5-6 滑阀式换向阀结构原理图 1-阀芯 2-阀体
按操纵方式不同，换向阀可分为手动控制、机动控制、电磁 控制、液动控制、电液动控制。 操纵形式符号
第5章 液压控制元件 2019/3/7
①系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。 当P口不太通畅地与T口接通时(如X型)，系统能保持一定的压力供控 制油路使用。 ②系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。 ③执行元件“浮动”。 阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压 缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。 ④执行元件任意位置停止。当A、B两口堵塞，则可使液压缸或液压 马达在任意位置处停下来。 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。
5.2.1 溢流阀
溢流阀的主要用途是维持液压系统压力恒定，起调 压作用，另一种用途作为液压系统起安全保护装置，起 限压作用。 溢流阀在结构上有直动式和先导式之分。
第5章 液压控制元件 2019/3/7
1.溢流阀的工作原理
（1） 直动式溢流阀
液压与气动技术 第6版 第五章 液压控制阀
2.液控单向阀
K
P1
P
组成：普通单向阀+小活塞缸 2
特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样，
b. 通控制油时，正反向都可以流动。
K
职能符号：
P1
P2
二、换向阀
1.换向阀的工作原理 变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体各油口连通或断开，从而控
制执行元件的换向或启停。
三位四通换向阀
职能符号：
结构图
• 闭合压力比ｎｂ＝ｐｂ／ｐｓ。 • ｎｋ＝0.9～0.95。
直动式特点：反应快，波动大（0.2-0.4 MPa). 先导式特点：反应慢，稳定性好，波动小。
5.3.1 溢流阀4
２．溢流阀的应用
（1）作溢流阀用 如图5-12（a）所示的溢流阀1； （2）作安全阀用 图5-12（b）； （3）作卸荷阀用 如图5-12（c）所示； （4）作背压阀用 如图5-12（a）所示的溢流阀2 。
力的大小，其应与阀进、出油口连接油管的规格一致。 • 2.额定压力 • 液压阀连续工作所允许的最高压力称为额定压力。
第二节 方向控制阀
作用 控制液流方向，从而改变执
行元件的运动方向。 分类
单向阀 换向阀
一、 单向阀
1.普通单向阀 一种只允许液流沿
一个方向通过，而反向 液流被截止的方向阀； 结构： 阀体、阀芯、弹簧等
一、溢流阀 1.结构原理 溢流阀按结构型式可分为直动型和先导型。 旁接在液压泵的出口，保证系统压力恒定或限制其最高压力； 旁接在执行元件的进口，对执行元件起安全保护作用。
（１）直动型溢流阀 作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。 1.溢流阀的结构和工作原理
工作原理：pA <Fs ,阀口不开； pA >Fs ,溢流。
第五章 液压控制阀(溢流阀)
至 统
远程调压阀
Y2
Y1
32
B.2 二级调压回路
左图为二级调压回路的一例。活塞下降为工作行程，高 压溢流阀4限制系统最高压力。活塞上升为非工作行程，低压 溢流阀3的调节压力只需克服运动部件自重和摩擦阻力即可。 此回路常用于压力机的液压系统中。右图为二级调压回路另 一例。活塞下降压力由高压溢流阀 3调节。活塞上升系统压力 由远程调压阀5调节。
5.3.2. 减压阀
减压阀是一种利用液压油流过隙缝产生压 降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控 制阀。 按照调节要求不同可以分为： （1）定值减压阀：用于保证出口压力为定值的 减压阀 （2）定差减压阀：用于保证进出口压力差不变 的减压阀 （3）定比减压阀：用于保证进出口压力成比例 的减压阀 其中定值减压阀应用最为广泛，简称减压 阀。
溢流阀的静态特性曲线
2.动态性能
当溢流阀的溢流量有 零阶跃变化至额定流量时， 其进口压力降迅速升高并 超过额定压力的调定值， 然后逐步衰减到最终稳态 压力，完成动态过度过程， 如右图所示。衡量动态过 渡过程品质好坏的指标， 称为动态性能指标。
溢流阀的动态特性曲线
2.动态性能
（1） 压力超调量
定义最高瞬时压力峰 值与额定压力调定值ps的 差值为压力超调量，要求 该值小于等于ps的30%； 否则将导致系统元件损坏， 管道破裂或其他故障。
5
回油口O与泄漏油流经的 弹簧腔相通，L口堵塞，称为 内泄。内泄时回油口的背压将 作用在阀芯上端面，这时与弹 簧力相平衡的将是进出油口的 压差。若将泄漏油腔与O口连 通的通道堵塞，将L口打开， 直接将泄漏油引回油箱，这种 连接方式称为外泄。 直动式溢流阀是利用阀芯 上端的弹簧力直接与下端面的 液压力相平衡来控制溢流压力 的。一般直动式阀只做成低压、 流量不大的溢流阀。
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。
第五章 液压控制阀
我国的液动阀控制压力不小于0.35MPa，(使用条件)即(3.5kgf/㎝2), 由于此阀换向时间可调，换向冲击小，一般用于较大流量(>63L/min)的
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。
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。
第五章：液压控制阀(含习题答案)
71-35
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
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
第五章液压阀
4
1
2
(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， 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。此种用途的单向阀也叫背 压阀。
2.液控单向阀
图形符号
当控制油口不通压力油时，油液只能从p1→p2； 当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自 由通过。
2.液控单向阀应用
液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要较 长时间保压、锁紧等情况，也用于防止立式液压缸停止时的自 动下滑和速度换接等回路中。
二、换向阀
换向阀的功用是控制油液的通断和流动方 向，控制执行元件的启动、停止、变速和换 向。 换向阀的工作原理是通过改变阀芯在阀体 中的位置来控制油口的连通或闭死状态，从 而控制油液的流向
安装在执行元件的回油路上，使 回油具有一定背压。作背压阀的 单向阀应更换刚度较大的弹簧， 其正向开启压力为（ 0.3～0.5） MPa。 pb
背 压 阀
(4)用单向阀和其它阀组成复合阀
由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向 阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节 流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方 向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。 若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比 节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快 速回油。从而可以改变缸的运动速度。
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。 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。
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