第6章 液压控制阀

P
符号
压力继电器的工作原理
溢流阀、减压阀和顺序阀的主要差别
6.3
方向控制阀
• 方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单 向阀和换向阀。 – 单向阀有普通单向阀和液控单向阀。 – 换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电 磁动、液动、电液动等。
一、单向阀
1、普通单向阀 单向阀是一种只允许油液正向流动，不允许倒流的阀,故又称 为逆止阀或止回阀。按进油方向有直通式和直角式两种。
图6-23 先导式溢流阀的原理
(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀一般不控制系
统压力。
(2)溢流阀为内泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外泄漏。 (3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。
四、压力继电器
电器开关
调压螺丝
电器开关原理
调压弹簧 柱塞
测压面
进油口
压力继电器
压力继电器符号
一、溢流阀
类型： 直动式、先导式 作用： （1）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳压和溢流 作用（py=p系统，阀口常开）； （2）防止液压系统过载，起安全保护作用（py=1.1～ 1.2pmax，阀口常闭）。
（一）溢流阀的基本结构及其工作原理
1、直动式溢流阀
工作原理：
直接利用液压力与弹簧力相平衡， 以控制阀芯的启闭动作，从而保 证进油口压力基本恒定。
定差减压阀：保证阀的进、出油口压差为定值。
定比减压阀： 保证阀的进、出油口压力比为定值。
按结构分
直动式 先导式（常用）
3、先导式定值减压阀结构及工作原理
结构
先导调压部分： 给定阀的出口压力值。 主阀部分： 通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节
流损失，保证出口压力恒定。
工作原理：
（1）减压： （2）稳压：
① 当p1A锥＜F锥，锥阀关闭； 此时，p= p1，即p1A＋F主＞pA，主阀芯关闭不溢流，且主阀弹簧很软 就能保证主阀芯关闭； ② 当p↑至p1A锥＞F锥， 锥阀打开，一小部分油 液自阻尼小孔流回油箱； 由于阻尼下降， p＞p1，当（p－p1）差 增大至（p－p1）A＞F主 时，主阀芯打开溢流；
二、 液压控制阀的分类 1、 根据用途不同分类
压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流 阀、减压阀、顺序阀等。 流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流 阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。 方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向 阀、液控单向阀、换向阀等。
要使油液反向流动，则控制压力必须 高于系统工作压力，这会影响阀的工作可 靠性，可采取以下措施予以解决。 1）若B口进油压力很高，可采用先导阀预 先卸压。 X
潘存云教授研制
YA A
BB
2）若A口油压高，可采用外泄口回油降低背压。
二、换向阀
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
外控外泄式 ——控制油来自外部油口K， 泄油从L口排入油箱。 外控内泄式 ——控制油来自外部油口K， 泄油排入出口P2。 内控内泄式 ——控制油来自内部进油口P1， 泄油排入出口P2。 L L
潘存云教授研制 潘存云教授研制
L P2 P2
P1 P1
K
K
先导式顺序阀和先导式溢流阀的不同之处：
图6-38 先导式顺序阀原理
• 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”
图形符号的含义如下：
• 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀
与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀
与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符 号上用 L 表示泄漏油口。
• 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为
常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符 号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位 阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘 制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。
节流口
三、顺序阀
顺序阀：当控制压力达到预定值时，阀芯开启、使流体通 过以控制执行元件顺序动作的压力控制阀。 主要作用：利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达 到油路通断，实现执行元件的顺序动作，它一般不控制系统 压力。
顺序阀 功用：利用系统油液压力的变化来控制油路的通断。从而实现多 个液压元件按一定的顺序动作。 按结构分有：直动型顺序阀、先导型顺序阀 按控制油来源分有：内控式、外控式顺序阀 直动型顺序阀的工作原理 ▲压力油从P1口进入控制活塞的下方，使阀 芯受到向上的推力；
④ 主阀芯采用锥面阀座式结构密封，没有搭合量，
动作灵敏。
讨论： ① 堵塞主阀阻尼孔：
导致系统压力建立不起来；
②堵塞锥阀座小孔：
导致系统过载，出现压力超调现 象；
③远程控制口K接油箱 ：
导致系统在低压下卸荷；
④远程控制口K接另一调压阀：
若p y 2＜p y 1, 系统压力取决于p y 2。
先导式溢流阀的工作原理
T1 A P B T2
滑阀的中位机能
• 中位机能：在非控制 状态时，中间位置所 表示的阀的内部油路 连通方式。 • 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M 型；使执行元件停止 的有O、M型；使执行 元件浮动的有H、Y型； 使液压缸实现差动的 有P型。
换向阀操纵方式
换向阀的操纵方式
1、手动换向阀 弹簧复位方式
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B P A A B
T
P T
4、液动换向阀
液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。 对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压
L L P2 P2 P1 P1 K K
▲ 当进口油压力较低于时，阀芯被弹簧压住， P1、P2口不通；
▲进油压力增高到大于弹簧压力时，阀芯被 顶起，P1、P2口连通，油液流经顺序阀； ▲拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量， 从而改变顺序阀的工作压力。
常用四种典型控制结构型式 内控外泄式 ——控制油来自内部进油口P1， 泄油从L口排入油箱。
名
称
结构原理图
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符
号
A
二位二通
P
A P AB
二位三通
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A
P B
P
AB
二位四通
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PT A P B T
AB
三位四通
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PT A P B T
名
称
结构原理图
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符
号
AB
T1 P T2
二位五通
T1 A P B T2
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AB T1 P T2
三位五通
挡块
挡块
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图6-8 二位二通机动换向阀结构 (a) 结构图；(b) 图形符号。 1—滚轮；2—顶杆；3—阀芯；4—弹簧。
T
B
P
A
T
3、电磁换向阀
组成：阀体、弹簧、弹簧座、阀芯、线圈、衔铁、壳体、插头组件 动作原理 ▲右端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到左端，处于 右位工作状态； ▲左端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到右端，处于 左位工作状态；
③ 稳定工作时， p1A锥＝k锥（x2+Δx2）； （p－p1）A＝k主（x1+Δx1）
由于主阀弹簧和锥阀弹簧都很软，即k很小，所以，当阀 的开度变化时，压力变化小，稳压精度高。
特点：
① 因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧 刚度仍不大，调压轻便； ② 因为主阀弹簧很软，因此溢流量变化时，压力 波动小。静态特性好； ③ 能适应各种不同的调压范围的要求；
2、根据结构形式分类
滑阀：Q＝ CdπD x（2Δp/ρ）1/2
锥阀：Q＝ Cdπd x sinα(2Δp/ρ）1/2
球阀：Q ＝ Cdπd h0（x/R）（2Δp/ρ）1/2
3 根据控制方式不同分类
定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，包括普通控制 阀、插装阀、叠加阀。 比例控制阀 被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类， 包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。 伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成 比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。 数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流 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。
三、对液压阀的基本要求
动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。
阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性 能要好。
所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化 量要小。 结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。
6.2
压力控制阀
压力控制阀: 以液压力与弹簧力相平衡而进行压力控制的 元件。 作用：（1）用来控制液流压力,以满足执行元件所要求的 力和转矩； （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作。 按其功能和用途不同可分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、 压力继电器。
三位四通手动换向阀
手动换向阀主 要有弹簧复位
和钢珠定位两
种型式。 图 (a)所示为
钢球定位式三
位四通手动换 向阀。 图 (b)则为弹 簧自动复位式 三位四通手动 换向阀。
钢珠定位方式
2、机动换向阀（行程阀） 动作原理 ▲在液压缸驱动工作部件的过程中，装在 工作部件上的挡块移动到预定位置时就压 下阀芯，使阀换位。 ▲靠弹簧实现复位。
工作原理 当液流从进油口A流入时，油液压力克服弹簧阻力以及阀体 与阀芯之间的摩擦力，顶开阀芯，从出油口B流出。油流反向时, 压力使阀芯压紧在阀座上，油液不能倒流。 B B
潘存云教授研制