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。
3、换向阀的“通”是指在某一工作位
置相通或被封闭的油口个数，即换向 阀本体与系统连接的主油口个数。在 图形符号上，一个方框与外部油路连 接的个数（箭头或截止符号与方框交 叉点的个数）有几个，就表示有几 “通”。
（三） 按液压阀的连接方式 分类
（1）螺纹连接 阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用 螺纹管接头和管道连接，并由此固定在管路上。 （2）法兰连接 它是通过阀体上的螺钉孔（每油口多为4个螺钉孔）与 管件端部的法兰，用螺钉连接在一起。 (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 (5)插装式连接
换向阀的结构原理和图形符号
（二） 换向阀的符号表示
通路数、操纵换向的方式、复位或定位方 式等。其图形阀符号具体含义如下： 1、换向阀的“位”是指阀芯在阀体内的工 作位置数，即换向阀对液体流动方向的控 制状态的个数，符号中用方框来表示，有 几个方框就表示有几位”。
用图形符号表示换向阀时，应表示出位数、
3、双向液压锁
在液压系统中，为使工作机构在任意位置
上停止后，避免在外力作用下而窜动，可 采用双向液压锁实现此功能要求。如图5-4 所示为SO型双向液压锁的典型结构图。双 向液压锁是由两个液控单向阀组成，它们 共用一个阀体和一个控制活塞，两个锥形 阀芯分别置于控制活塞的两侧，A口和B口 为两个进油口，C口和D口是两个出油口， 即从A口→C口和从B口→D口为正向流动， 否则为方向流动。
换向阀的工作原理
换向阀的工作原理
换向阀的分类： 换向阀按不同的特征有多种分类方法。
根据阀芯的运动方式，换向阀可分为 转阀式和滑阀式两种；按操纵换向方 式的不同，换向阀可分为手动、机动、 液动、气动、电磁换向、电液换向等 多种形式；按照不同的工作位置数和 通路数，换向阀有二位二通、二位三 通、二位四通、三位三通、三位四通、 三位五通、四位四通等多种形式。
2、公称压力
液压控制阀的公称压力是指液压阀在
额定工作状态下的名义压力（符号：Pg； 常用单位：MPa）。常用控制阀的公称 压力系列有：6.3、10.0、12.5、16.0、 20.0、25.0、31.5、40MPa等。
3、公称流量
公称流量一般是指液压阀在额定工作状态
下通过的名义流量，代号用Qg表示，常用 计量单位为L/min（升/分）。具有实际意 义的是应规定在保证正常工作的条件下， 允许通过的最大流量值，并进一步给出液 压阀在最大流量值以下各种不同流量通过 时，阀的相关性能参数改变的特性曲线， 即阀的工作特性曲线，比如通过流量与启 闭灵敏度关系曲线、通过流量与压力损失 关系曲线等。
结构也基本一致。当压力油液从进油口A流 入时，油液压力克服弹簧阻力和阀芯与阀 体间的摩擦力推动阀芯移动，阀口开启， 油液从B口流出，为正向流动。当A口无压 力油时，阀芯在弹簧力的作用下回位将阀 口关闭，如果油液试图从B口流向A口，阀 芯在液压力和弹簧力的作用下紧紧地压在 阀座上，截断液流通道，即液流反向截止。 在结构上有直通式和直角式两种，见下图：
4）操纵机构有手动、电动、液动、机动、
气动或由它们的组合，但目的均为控制阀 芯的动作。 液压控制阀共同要求： 1）动作灵敏、工作可靠，振动、冲击和噪 声要尽量小；2）油液经过液压控制阀后的 压力损失要小，效率要高；3）密封性能要 好，内泄漏要尽量小，额定工作压力下应 无外泄漏；4）结构简单紧凑、体积小，节 能性好，通用性高，安装、调整、使用和 维护方便。
（1）内泄式液控单向阀的工作原理
如图所示为内泄式液控单向阀的结构，与
普通单向阀相比，液控单向阀增加了一个 控制油口K，控制活塞6。当控制油口K处无 压力油通入时，液控单向阀与普通单向阀 一样，正向流动，反向截止。如果需要液 体反方向流动（P2>P1），须在控制油口K 处通入压力油，该控制油的压力作用于控 制活塞，而回油腔压力（P1）较低，控制活 塞移动并通过推杆将阀芯2顶开，油液完成 从P2腔到P1腔的反方向流动。
能评价和选择各种阀的性能参数
重点难点
各种液压阀的工作原理 各种液压阀的职能符号和工作方式 各种液压阀的作用及应用 各种液压阀的性能参数 各种液压阀的典型结构 各种液压阀的特点

第一节 概述
一、液压阀的分类
（一） 按用途和特点分
液压阀可分为方向控制阀、压力控制
阀和流量控制阀。这三类阀还可以根 据需要相互组合形成多种功能的组合 阀，使液压系统结构紧凑、连接简单， 并可提高效率。
第五章 液压控制阀
液压控制阀属液压系统的控制调节元
件，用于控制液压系统的液流方向、 压力和流量。借助这些阀，可对执行 元件的启动、停止、运动方向、速度、 动作顺序、克服负载的能力等进行控 制与调节，使设备的工作机构能按照 要求协调地进行工作。
教学要求

掌握各种阀的工作原理
熟悉各种阀的特性及应用场合 了解常见阀的结构及调整方法 能识别各种阀的职能符号和工作方式
图示阀属于板式连接阀，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。
普通单向阀的应用
它可用于液压泵的出口，防止系统油液倒
流； 用于隔开油路之间的联系，防止油路相互 干扰； 用作背压阀，保持回油路内有一定的液压 力，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。 用作旁通阀，与过滤器并联使用，与顺序 阀、减压阀、节流阀等并联形成组合阀。

换向阀的工作原理

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。
换向阀的工作原理

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。
换向阀的工作原理
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。
二、换向阀
（一）换向阀的组成、工作原理与分类 换向阀主要由阀芯和阀体等组成。阀体内加工有 若干条环形沟槽并与外部油口相通（也有几条环 形槽通过内部通道沟通后与外部油口相连），阀 芯上加工有若干个台肩与环形沟槽相配合，以使 某些通道连通，而另一些通道被阀封闭。变换阀 芯在阀体内的相对位置，可使阀体内的某些有关 油道连通或断开，改变液体的流动方向，从而控 制执行元件的换向或启停。 换向阀.ppt
2、液控单向阀

液控单向阀也称单向闭锁 阀，对液压系统中可实现 油液正向流动，反向截止， 在有控制压力信号时又允 许液体反向流动。液控单 向阀的泄漏方式由内泄式 和外泄式两种，在油流反 向出口无背压的油路中可 用内泄式，否则须用外泄 式的，以降低控制油的压 力。
图5-2 内泄式液控单向阀 1-阀体，2-阀芯，3-弹簧，4上盖，5-阀座，6-控制活塞， 7-下盖
（2）外泄型液控单向阀
此类阀不带卸荷阀芯，有专门的泄油口，外泄 油口通油箱，故可用于回油背压较高的系统。
A
B
K
〈b〉外泄式
1 —控制活塞； 2 —顶杆；3 —阀芯。
（3）带卸荷阀的内泄式液控单向阀
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。
带卸荷阀芯的液控单向阀：当反向进油压
力较高时，控制活塞要顶开单向阀芯是较 困难的，为解决这一问题需采用带有泄荷 阀芯的液控单向阀，其结构如图5-3a、b所 示，在主阀芯内设计一个小的卸荷阀芯。 当控制活塞在控制油压力的作用下移动时， 首先将卸荷阀芯顶开一个小的距离，使反 向进油腔的压力油通过卸荷阀芯泄出一部 分后而降压，该压力降到一定值后，控制 活塞把主阀芯推开，实现油液的反方向流 动，这样可以用较小的控制压力打开单向 阀。