第5章 方向控制阀
方向控制阀工作原理
方向控制阀工作原理
方向控制阀属于气动执行元件，主要用于控制气动系统中的气流方向。
它采用了先进的阀门结构设计，能够根据系统需求来控制气流的进出口。
方向控制阀一般由阀体、阀芯和驱动元件组成。
阀体是方向控制阀的主要外壳，用来固定和支撑其他组件。
阀芯是阀体内部移动的部分，它能够通过被驱动元件的作用产生运动，从而改变气流的路径和方向。
驱动元件一般是气动元件，如气缸、电磁阀等，它们能够根据输入的信号输出合适的力来驱动阀芯的运动。
方向控制阀的工作原理是通过驱动元件对阀芯的控制来改变气流的方向。
当驱动元件受到激励时，它能够对阀芯施加力，使得阀芯发生位移。
阀芯的位移可以让气流从一个通道进入另一个通道，从而改变气流的方向。
当驱动元件的激励结束时，阀芯会返回到初始位置，恢复气流的原来方向。
方向控制阀通常具有多个通道，每个通道都有一个入口和一个出口。
通过控制阀芯的位置，可以使气流从不同的入口流向不同的出口。
这样，方向控制阀能够实现在气动系统中的流向切换和控制，从而实现对执行元件的控制。
总之，方向控制阀工作原理是通过驱动元件对阀芯的控制来改变气流的方向，从而实现对气动系统中气流路径的切换和控制。
它是气动系统中重要的控制元件，广泛应用于工业自动化、机械制造等领域。
第五章 液压控制阀
简化符号：
三位四通电液换向阀
应用：高压、大流量的场合。 （q≤1200 L/min)
实物
3、滑阀的中位机能
• 三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换 向阀的控制机能，称之为滑阀的中位机能。
不同滑阀机能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩
的尺寸和形状不同。
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
• 绘方向阀简图。
§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；
q＝ Cdπd x sinα(2Δp/ρ）1/2 • 球阀 性能与锥阀相同，阀口的压力流量方程 q ＝ Cdπd h 0 （x/R） (2Δp/ρ）1/2
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。
(2) 两位三通
职能符号：
A
P
B
作用：控制液流方向
(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：
作用：换向、停止。
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。
液压与气压传动技术知到章节答案智慧树2023年潍坊工程职业学院
液压与气压传动技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊工程职业学院第一章测试1.液压传动是以液体作为工作介质，以液体的压力能来进行能量转换、传递和控制的一种传动方式。
参考答案:对2.液压传动具有单位重量轻、传动功率大,但是不可作大范围无级调速。
参考答案:错3.一个正常工作的液压传动系统由以下哪几部分组成？参考答案:执行装置;动力装置;控制调节装置;辅助装置;工作介质4.在磨床工作台液压系统中，溢流阀主要的作用是稳压溢流，起安全保护的作用。
参考答案:对5.在磨床工作台液压系统中，执行元件液压缸的往复运动是利用节流阀实现的。
参考答案:错6.在磨床工作台液压系统中，执行元件液压缸的运动速度是利用节流阀控制的。
参考答案:对7.由于液压装置体积小，质量轻，结构紧凑，惯性小，反应快，因此可实现快速启动、制动和换向。
参考答案:对8.液压系统在使用中的缺点大部分都是油液受到污染造成的。
参考答案:对9.液压系统中的动力装置指的是液压缸。
错10.工作介质作为液压系统中传递能量的载体，通过它实现运动和动力的能量传递。
参考答案:对第二章测试1.流量连续性方程是( )在流体力学中的表达形式。
参考答案:质量守恒定律2.选择液压油时，主要考虑油液的（）。
参考答案:粘度3.在研究流动液体时，把假设（）的液体称为理想流体。
无粘性；不可压缩4.我国液压油的牌号是以（）0C时的运动粘度的平均值来表示的。
参考答案:405.液压传动的工作原理是帕斯卡定律。
（）参考答案:对6.液体产生内摩擦力的性质是粘性。
（）参考答案:对7.液体是不可压缩的。
（）参考答案:错8.作用在活塞上的推力越大，活塞的运动速度越快。
（）参考答案:错9.液体的压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。
（）参考答案:对10.当温度升高时，油液的粘度是下降的。
参考答案:对第三章测试1.液压泵按结构特点一般可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三类泵。
（）参考答案:对2.为了保证齿轮泵的连续地可靠供油，要求其齿轮的啮合系数必须为1，这必然产生困油现象，为了克服这一现象，在齿轮泵中开了卸荷槽（卸荷凹槽）。
第5章液压控制元件教案
第5章液压控制元件教案一、教学目标1.了解液压控制元件的基本原理和分类。
2.掌握溢流阀、比例阀、安全阀、方向控制阀的工作原理及调整方法。
3.了解液力放大器和液压自动机的工作原理和应用。
二、教学内容1.液压控制元件的基本原理和分类-液压控制元件的作用和应用场景-液压控制元件的基本分类2.溢流阀-溢流阀的工作原理和结构-溢流阀的调整方法和应用场景3.比例阀-比例阀的工作原理和结构-比例阀的特点和调整方法-比例阀的应用场景和控制效果4.安全阀-安全阀的工作原理和结构-安全阀的调整方法和应用场景5.方向控制阀-方向控制阀的工作原理和结构-方向控制阀的调整方法和应用场景-方向控制阀的分类和特点6.液力放大器和液压自动机-液力放大器的工作原理和应用场景-液压自动机的工作原理和应用场景三、教学方法1.理论讲授：通过介绍液压控制元件的基本原理和分类，向学生传授相关知识。
2.实例分析：通过实际案例，分析液压控制元件的应用场景和操作方法。
3.实验演示：展示液压控制元件的工作原理和调整方法，让学生亲自操作和观察。
四、教学步骤1.导入：介绍液压控制的基本概念和作用。
2.理论讲授：依次介绍溢流阀、比例阀、安全阀和方向控制阀的工作原理和调整方法。
3.实例分析：通过实际应用案例，分析液压控制元件的应用场景和操作方法。
4.实验演示：展示液力放大器和液压自动机的工作原理和应用方法，让学生亲自操作和观察。
5.练习与讨论：布置相关习题，引导学生对所学内容进行巩固和复习，并进行讨论和答疑。
6.总结与评价：总结本节课的教学内容，评价学生的学习情况。
五、教学资源1.课程教材：液压控制技术教材相关章节2.实验设备：液压控制元件实验装置、液压控制系统实验装置3.案例分析：液压控制元件应用案例材料六、教学评价1.学生课堂表现：学生参与度、主动性和表现能力。
2.学生作业完成情况：作业的准确度和完整度。
3.学生实验操作和观察：实验操作的准确度和观察问题的发现能力。
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。
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
方向控制阀知识
方向控制阀知识方向控制阀简称方向阀，主要用来通断油路或切换油流的方向，以满足对执行元件的启、停和运动方向的要求。
按其用途可分为两大类：单向阀和换向阀。
（1）单向阀单向阀又称止回阀，它的功用是使油液只能单向流过。
根据阀芯结构不同，单向阀可分为球阀式和锥阀式两种。
图5—1所示出为两种单向阀的结构及单向阀的符号。
球阀式阀芯结构简单，但容易因摩擦而使密封性变差，只用于低压场合。
锥阀式应用较多，且密封性较好。
根据阀中通道情况，又可分为直通式和直角式。
直通式液流阻力小，更换弹簧也较方便，一般采用管式连接；而直角式则即可采用管式连接。
又可采用板式连接或法兰连接。
单向阀中弹簧的主要作用是在没有油流通过或油液倒流时可帮助阀迅速关闭。
但它同时也增加阀开启时的阻力，并成为油液流过单向阀时产生压力损失的主要部分。
在不影响阀灵敏可靠的同时，就应把弹簧做得软些。
’一般单向阀开启压力是0．035～0．05MPa，全部流量通过时的压力损失大约是0．1～0．3MPa。
图5—1单向阀1—阀体；2—弹簧；3—阀芯；4—阀座（要求：动画显示两种单向阀正向导通，反向截至的工作过程，动画可参见第五章动画资源“5-1直通式单向阀（动画按钮可去掉）及5-2直角式单向阀”）在某些场合，需要单向阀允许油流反向通过，这时即采用液控式单向阀。
液控式单向阀结构和符号如图5—2所示。
它主要由直角单向阀和控制活塞两部分组成。
当下盖7上的控制油口元压力油时，它仅是一个普通单向阀，只允许油液从A流向B；当控制油口通人压力油时，则控制活塞就被顶起，通过顶杆使阀芯1强制打开，允许油液由B向A反向流过。
图5—2液控单向阀1—单向阀阀芯；2—弹簧；3—上盖；4—阀体；5—单向阀阀座；6—控制活塞；7—下盖（二）换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油路或变换油液通向执行元件的流动方向，以使执行元件启动、停止或变换运动方向。
（1）换向阀分类换向阀按结构分有转阀式和滑阀式；按阀芯工作位置数分有二位、三位和多位等；按进出口通道数分有二通、三通、四通和五通等；按操纵和控制方式分有手动、机动、电动、液动和电液动等；按安装方式分有管式、板式和法兰式等。
第五章 液压控制阀
2.滑阀式换向阀(换向阀)
滑阀式换向阀在液压系统中比转阀式用得广泛，
以滑阀式换向阀为主介绍换向阀的各项工作性能。 五槽四通滑阀（左位），五槽四通滑阀（右位）。
换向阀图形符号含义
⑴用方框表示换向阀的工作位置，几个方框几个位；
⑵一个方框的上边和下边与外部连接的接口数即为通路数；
⑶方框内的箭头表示此位置上油路的通断状态，但箭头的方向 并不一定代表油液实际流动的方向；
实现远程调压或系统卸荷。
二、减压阀
Hale Waihona Puke 减压阀是利用液体流过缝隙产生压降的原理，使出口压力低 于进口压力的压力控制阀，按调节要求的不同，可分为定值
减压阀、定比减压阀和定差减压阀三种。
其中定值减压阀应用较广，简称减压阀。 直动和先导。先导应用多。 典型结构如下图
先导减压阀
减压阀和溢流阀的区别
表5－1 换向阀类型表
分类方式 按阀的结构 类型 转阀式、滑阀式
按阀的操纵方式
按阀的位置和通路数
手动、机动(行程)、电磁、液动、电液动
二位二通、二位三通……三位四通、三位五 通……
1.转阀式换向阀(转阀)
a)工作原理图 1－阀芯 2－阀体 b)应用自卸汽车车 厢举升机构 c）特点： 密封性差；阀芯径 向力不平衡；结构 简单、紧凑。
H型
Y型 K型 M型 X型 P型
P 、 T相通，A 、B 口封闭，泵卸荷，液压缸闭锁，从静止到启动 较平稳；制动性与O 型相同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中
四口处于半开启状态，泵基本卸荷，但仍保持一定的压力。换向 性能介于O 型和H型之间 P 、A 、B 相通， T封闭，泵与液压缸两腔相通，可组成差动连接。 从静止到启动平稳；制动平稳；换向位置变动比 H型的小，应用 广泛
第五章 液压控制阀
二、滑阀机能
滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，
阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位 置时,阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口
的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用
的几种。
21
（l）二位二通换向阀 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通 或断。 二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型）、常 开式（H型） 。
19
表5.1中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。
图5.18
机动换向阀
29
二、电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工 作位置。 （1）直流电磁铁和交流电磁铁 阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： ①交流电磁铁。寿命较短。 ②直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。 ③本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。 （2）干式、油浸式、湿式电磁铁 不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式的。 湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点。
A B
P T
A
B
T
P
14
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。
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
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
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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hydraulic valve)。它们借助于手动、机动、
电磁铁和压力油等控制方式调节液流参数；
2、伺服控制阀(Servo control valve) 。根据输入 信号及反馈量成比例地控制液流参数； 3、比例控制阀(Proportional control valve) 。根 据输入电信号按比例控制液流参数。
（四）方向阀举例
（五）液动力
油液流过阀口时，由于流体动量的改变将对 阀芯产生附加作用力，称之为液动力，可分为稳 态液动和瞬态液动力。 对开关或定值控制阀，一般只考虑稳态液动 力的影响。 稳态液动力与阀口的开度，两端的压差等都 有关系。
稳态液动力
F kWxP
式中: F-稳态液动力
A B
P T
3. M型(串联型)
A B A、B油口断开，P、T油口接通, 执行元件可迅速定位,液压泵可直接 卸荷，不能和其它阀串联使用。如
果长时间承受高压，由于阀的内泄
P T 将导致油缸外伸或马达滑动。复位
时冲击大，启动换向时较平稳。
4. Y型(浮动型)
A、B和T油口连通，P油 口封闭,执行元件浮动,液压 泵通过溢流阀卸荷，可和其 它阀串联使用。复位时无冲 击，启动换向时不平稳。 P T A B
5、电磁控制(solenoid control) 6、液压先导控制(hydraulic pilot control) 7、气压先导控制(pneumatic pilot control) 8、气液先导控制(pneu.hydr. pilot control) 9、电液先导控制(solenoid hydr.control)
（三）中位机能 1. O型(全闭型) 四个油口均封闭,执行元件可 迅速定位,液压泵只能通过溢流阀 卸荷，可和其它阀串联使用。如果 长时间承受高压，由于阀的内泄将 导致油缸外伸或马达滑动。复位时 冲击大，启动换向时较平稳。 P T A B
2. H型(全开型) 四个油口互通,执行元件浮 动,液压泵卸荷。不能和其它阀 串联使用。复位时较平稳，启动 换向时有冲击。
P T P T
在矩形的两侧表示出该换向阀的控制方式， 把阀芯的控制方式和换位机能联系起来。 A B
P T
NOTICE 换向阀液压符号的缺省油口画在非控制侧，即是
说，对二位阀而言,油口一般画在弹簧复位端;对三位
阀而言,则画在中位。
A A B
P T
P T
（二）控制方式 1、人力控制(General) 2、机械控制(mechanical control) 3、弹簧复位(spring reset) 4、机械定位(detent)
三、单向阀
（一）工作原理 控制油液只能朝一个方向流动，阀芯一般
为锥阀或球阀。
球阀的工作原理
锥阀的工作原理
（二）主要应用 1、控制油液的单向流动； 2、保护液压泵等关键元件免受回流冲击；
3、用于马达或油缸的补油；
4、实现单向节流或压力控制。
四、液控单向阀
（一）工作原理 液控单向阀一种可“双向通 流”的单向阀，其正向通流与普 通单向阀相同，但反向通流是有 条件的。
工作原理图
（二）主要应用
把大流量的液控单向阀称之为充液阀（prefill valve)，主要用来给大型油缸充液。
五、梭阀
梭阀是一种特殊的单向阀，它允许油液在 两个相反方向都能通流，实现逻辑“或”功能。
六、小结
1、掌握方向阀的液压符号表达方法； 2、掌握方向阀的工作机能分析； 3、注意电液换向阀的先导控制压力； 4、液控单向阀的工作原理。
通相关油口从而控制液流参数；
4、喷嘴挡板阀(Nozzle-flapper valve)。通过改变喷嘴 和挡板间的位移改变节流口大小从而控制液流参 数； 5、射流管阀（Jet-tuber valve)。利用液体能量转换 来控制液流参数。
（四）按安装形式来分
1、管式阀(Pipe valve)。阀的进出油口通过螺纹
2、压力控制阀(Pressure control valve) 。用来控制
液压系统中的液流压力或利用压力控制的阀；
3、流量控制阀(Flow control valve) 。用来控制液 压系统中液流流量的阀。
（二）按控制方式来分 1、开关或定值控制阀(On-off or constant value control valve),也称为普通液压阀（General
（三）按阀芯结构来分
1、滑阀(Spool valve)。它们的阀芯为圆柱形，
通过在阀腔内的滑动改变开口大小从而控制
液流参数；
2、锥阀(Poppet valve)。它们的阀芯为圆锥形，
利用阀芯相对阀座的位移改变开口大小从而
控制液流参数；
3、转阀(Rotary valve)。利用阀芯在阀体内的旋转接
或法兰与管路直接相连；
2、板式阀(Plate valve)。板式阀通过安装螺钉固
定在过渡板上，其进出油口经过渡板与管路
相连。
3、叠加阀(Superposed valve)。以板式阀为基础发 展而成的，阀的上下两面均为安装面；
4、插装阀(Plug-in valve)。根据阀的不同功能由阀
芯、阀套等构成的组件插入专用的阀块孔内。
k-液动力系数
W-阀口的面积梯度 x-阀心的移动位移
CE
1、在控制油路上加设可调液阻，调节液动阀的换 向时间，从而减小换向冲击； 2、先导阀的控制压力油既可是内控，也可是外控。 内控时主阀中位机能不宜采用M型或H型，如要 采用，则须加背压阀； 3、一般将控制油路的回油直接引回油箱。
第5章 方向控制阀
一、液压控制阀的分类
液压控制阀是液压系统中有来控制液流的方 向、压力及流量的控制元件，与液压系统的性能 和可靠性有重大关系。 液压控制阀的分类繁多，下面介绍几种常 用的分类方法。
（一）按功能来分 1、方向控制阀(Directional control valve)。用来控
制液压系统中液流流动方向的阀；
二、换向阀
（一）液压符号 用一个正方形表示换向阀的一个工作位 置（称之为位），因此二位阀用两个相连的 正方形表示，三位阀用三个依次相连的正方
形表示，其它的以此类推。
阀的连接（工作）油口数用通来表示，即
是说，称有三个油口的为三通，四个油口的为
四通，其它的以此类推。
通过位和通可表示出换向阀的基本工作职 能。 A A B