0929第五章 液压控制阀

液动换向阀工作原理
图示位置： A、B、均 → T k1通压力油：p→A，B→T k2通压力油：p→B，A→T
（5）电液换向阀
电液换向阀特征：由电磁换向阀和 液动换向阀组成的复合阀。电磁换向
阀为先导阀，用于改变控制油路的方向； 液动换向阀为主阀，用以改变主油路的 方向。
电液换向阀
电： A、B → T 图示〈
“红领巾”真好
0929第五章 液压控制阀
厦门市松柏第二小学 吴小蔚
第一节 概述 液压控制阀是液压系统中控制油液压力、流
量及流动方向的元件 一、液压阀的基本结构与原理 基本共同点： 1、结构上由阀体、阀芯和阀芯驱动件组成；
2、阀体有阀体孔或阀座孔和外接油管的进出油口； 3、阀心：滑阀、锥阀和球阀； 4、驱动装置：手动、弹簧、电磁或液压力； 5、利用阀心在阀体内的相对运动来控制阀口的通断
外部回油
c 阀口常闭
阀口常开
d 阀芯二凸肩
阀芯三凸肩
e 一般并联于系统 一般串联于系统
先导式溢流阀特点
溢流阀稳定工作时，主阀阀芯上部压力小 于下部压力, 即使下部压力较大，因有上 部压力存在，弹簧可做较软，流量变化引 起阀芯位置变化时，弹簧力的变化量较小， 压力变化小。
调压弹簧调好后，上部压力为常数。因而 压力随流量变化较小，克服了直动式阀缺 点。
锥阀锥孔尺寸较小，调压弹簧不必很硬， 调压方便 。
图5-5为二位三通电磁换向阀
工作原理：图示位置： P → A 、 B ┴ 电磁铁通电：P → B 、 A ┴
电磁换向阀特征
利用电磁铁推力，推动阀芯运动以控制 流向。
电磁换向阀分类
二通
四通
二位〈 三通
三位〈
等
四通
五通
（4）液动换向阀
液动换向阀特征
利用压力油改变滑阀位置以控制流向
液动换向阀组成
液：p 、A 、B、T均不通 电：p → A → 液动阀左腔， 液动阀右腔 → B →T
1YA通电〈 液：p → A ，B → T 电：p → B → 液动阀右腔， 液动阀左腔 → A →T
2YA通电〈 液：p → B，A → T
电液换向阀的控制结构 1）阻尼调节器
如图5-6所示，由单向阀和节流阀叠加 而成。其作用是调节主阀换向时间，消除 执行元件的换向冲击。 2）预压阀
通：阀体对外连接的主要油口数
（不包括控制油口和泄漏油口）。
图形符号含义
1 位—用方格表示，几位即几个方格
2 通—↑
不通—┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交 点即为几通。
3 p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口。
4 弹簧—W、M，画在方格两侧。
单向顺序阀用于平衡自重 ,要求 p 顺>p自重 。
当自重较大时，p 顺较高， △P较大，一 般用于自重不大的场合，为防止泄漏而造成缸 下移，可装一液控单向阀。 为减小无功损耗， 可将单向顺序阀换为外控单向顺序阀。
由于外控单向顺序阀开启后，缸下行，缸上腔 压力下降，顺序阀关闭，缸停止，而后压力上 升，顺序阀又打开，液压缸断续下行，此外顺 序阀的泄漏 ，运动部件在悬浮过程中总要缓 缓下降。可在其控制油路上加装一个液控单向 阀（图5－17b)，能减少泄漏影响。
主 阀<
和软弹簧。
带有多节导向圆锥面的锥阀(三级 同心式)
图5－9为三级同心先导式溢流阀的结构图。
先导式溢流阀
先导式溢流阀工作原理
当pA < F硬T时,导阀关闭，主阀也关闭。 当pA > F硬T时,导阀打开，主阀两端产
生压差：
当△p < F软T时，主阀关闭。 当△p > F软T时，主阀打开， 稳压溢流或安全保护。
压力－流量特性（p-q特性）
溢流特性：表征溢流阀在某一调定压力 下工作时，其溢流量的变化与溢流阀进 口实际压力之间的关系，即 稳压性能。 见图5－14
pn:调定压力
p0开启压力 由p—q 曲线可知，
阀的 进口压力随着
流量的增减 而增减。
溢流量为额定值q n时 所对应的压力称 为
调定压力，以pn表示。 调压偏差：调定压力与开启压力之差即
1、换向阀的工作原理 换向阀作用
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。 工作原理：（图5－3） 利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制 油路接通、关断或改变油液流动向。
2、换向阀的分类及图形符号
滑阀式换向阀 按结构形式分 〈 转阀式换向阀
球阀式换向阀
滑阀式换向阀的结构 阀体：有多级沉割槽的圆柱孔 阀芯：有多段环行槽的圆柱体 滑阀式换向阀的分类
电磁换向阀 液动换向阀
按操纵方式分类 < 电液换向阀 机动换向阀 手动换向阀
换向阀操作方式符号
按通路数分类：二通 、三通、四通、五通等 按工作位置数分类：二位、三位、四位等
滑阀式换向阀基本概念 位: 阀芯相对于阀体的工作位置数。
先导式减压阀调压原理
调压原理：调节调压弹簧，改变硬弹簧力， 即可改变出口压力。
减压阀特点
特点：在减压阀出口油液不再流动时，由于 先导阀卸油仍未停止，减压口仍有油液流 动，阀就处于工作状态，出口压力也就保 持调定压力不变。
减压阀与溢流阀比较
溢流阀
减压阀
a 保持进口压力不变
出口源自文库力
b 内部回油
3）液压缸快进：中位“P”型，如图所示，当换 向阀于中位时，因P、A、B相通，故可用作差 动回路。
4、滑阀式换向阀的操作方式
（1）手动换向阀
阀芯运 动是藉助于 手动杠杆操 纵的换向阀
手动换向阀
（2）机动换向阀
机动换向阀特征
利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向。
机动换向阀分类
常为二位阀，有二位、二通、三通、四 通
减压阀、顺序阀的区别
压力控制阀：在液压系统中，控制液
体压力和控制执行元件或电气元件等在 某一调定压力下产生动作的阀。
压力控制阀的作用：
控制液压系统压力或利用压力作为 信号来控制其它元件动作。
压力控制阀的分类
溢流阀
减压阀
顺序阀
压力继电器
压力控制阀的结构
阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等 压力控制阀共同工作原理 利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相
3、控制双泵系统中的大流量泵 （图5－17c） 工作原理：快速运动时，双泵同时供油。
小泵供油 工作进给时p↑，XY打开 <
大泵卸荷
三、减压阀 1、减压阀的结构及工作原理 功用：降低系统某一支路的油液压力，使同
一系统有两个或多个不同压力。
分类：直动式
先导式
减压原理: 利用油液在某个地方的压 力损失，使出口压力低于进口压力，并保 持恒定，故又称定值减压阀。
普通单向阀工作原理
液流从进油口流入时：
p1 →
p2
液流从出油口流入时：
p1 →×→ p2
普通单向阀性能参数
开启压力：Pk=0、035—0、1MPa 做背压阀：Pk=0.2—0.6 MPa
2、 液控单向阀
液控单向阀功用
正向流通，反向受控流通
液控单向阀结构
普通单向阀+液控装置
二、换向阀
二位阀，靠弹簧的一格。
5 常态位置<
三位阀，中间一格。
(原理图中，油路应该连接在常态位置)
结构原理
3、 三位换向阀的中位机能
中位机能：三位换向阀在中间位置时各
油口的连通方式， 所以称中位机能。
三位中位机能 不同，中位时对系统的控 制也不同。通常要考虑执行元件的换向 精度和平稳性；是否需要保压或卸荷； 是否需要“浮动”或可在任意位置停止。
调节调压螺帽改变弹簧预压 缩量，便可调节溢流阀调整压力。
直动式溢流阀特点
∵ Fs直接与pA平衡 ∴ 称直动式
又∵ p高，q大时，K较大， 不 但手调困难，且Fs略有变 化，p变化较大。
∴ 一般用于低压小流量场合。
（2）先导式溢流阀
先导式溢流阀组成：
先导阀 —直动式锥阀，硬弹簧。
带有导向圆锥面的锥阀滑阀 （二 级同心式）
举例：二位二通机动换向阀
组成：阀体、阀芯、弹簧、滚轮等
机动换向阀的特点：结构简单、换向 平稳、可靠、位置精度高。但需安装 在运动件附近，油管较长。
使用场合：控制运动件的行程，或快、 慢速度的转换。
将多个手动换向阀进行叠加组合，即可构 成多路换向阀。
多 路 换 向 阀
（3）电磁换向阀
平衡的原理进行工作。
一、溢流阀
1、结构原理 溢流阀的作用：稳压溢流 溢流阀分类：
直动式
安全保护 先导式
（1）直动型溢流阀
组成：
阀体、阀芯（锥阀 式 球阀式、滑阀 式）弹簧、 调节 螺钉
见图5－8
直动式溢流阀工作原理
工作原理: 当pA < Fs时，阀口 关闭。
当pA = Fs时，阀口即将打开, 此时，pA = Fs = KX0 p =pk = KX0 /A （开启压力 ） 当pA > Fs时，阀口打开，p → T, 稳压溢流或安全保护。
pA < Ft，阀口关闭，A →×→B
工作原理<
pA > Ft, 阀口打开，A→ B，
下一个执行元件动作。
直动式顺序阀调节原理
调节原理：调节调压螺钉，改变弹簧力，即 可改变开启压力。
（二）顺序阀应用举例 1、控制多个执行元件的顺序动作
图5－17a为机床夹具 上用顺序阀实现工件 先定位后夹紧的顺序 动作回路。
对于内控方式实现供油的电液换向阀， 若在常态下使泵卸荷，为克服阀在通电后 无控制油压而使主阀不能动作，在主阀的 进油孔插装一个预压阀，如图5-7。
第三节 压力控制阀
目的任务
了解压力阀功用、分类、 组成、特点 掌握压力阀的工作原理、 性能、区别
重点难点
先导式溢流阀、减压阀和顺序阀的结构、 工作原理、特性
及开口大小，来实现压力、流量和方向的控制； 6、原理上液压阀的开口大小、进出口压差以及阀的
流量之间的关系符合孔口流量公式:
qv=CAT△pφ
二、液压阀的分类
1、按结构形式划分
滑阀
锥阀
球阀
2、按机能划分 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀
3、按控制原理划分： 开关阀 比例阀 伺服阀 数字阀
4、按安装连接形式分 （1）管式连接
2、与单向阀组成平衡阀 功用：防止立式缸或垂直部件因
自重而下滑或下行超速。 采用单向顺序阀的平衡回路（图5－17b)
单向顺序阀平衡回路工作原理 图5－17b所示，缸停止因顺序阀关闭而
平衡
左位，缸下行，因回路有单向顺序阀作 阻力 ，不会产生超速。
右位，缸上行，油经单向阀进入缸下腔。
单向顺序阀平衡回路特点
是，表示溢流量变化时控制压力的变化 范围（越小越好）
二、顺序阀
1、顺序阀的结构和工作原理
功用：利用液压系统压力变化来控 制油路的通断，从而实现多个液压 元件按一定的顺序动作。
顺序阀分类
直动式 按结构形式 <
先导式 内泄式
按泄漏方式 < 外泄式
直动式顺序阀结构（图5－15）
直动式顺序阀工作原理
见表5－1
表5－1 三位四通阀的 中位机能
1）系统保压 中位为“O”型，如图所示， P 口被堵塞时，此时油需从溢流阀流回油箱， 增加功率消耗；但是液压泵能用于多缸系 统。
2）系统卸荷：中位“M”型，下图所示，当方 向阀于中位时，因P、T口相通，泵输出的油液 不经溢流阀即可流回油箱，由于直接接油箱， 所以泵的输出压力近似为零，也称泵卸荷，减 少功率损失。
先导式减压阀结构
先导式减压阀工作原理图
先导式减压阀工作原理
p2 < pt 时，导阀关闭，主阀左位，f 最大，不减压
<
p2 > pt时，导阀打开，主阀两端产生压差 当△P < F软t时，同上
<
当△P > F软t时，主阀阀芯右 移， f↓， p2↓
减压阀是利用出油压力的反馈作用， 控制阀口开度，保证出口压力基本为弹 簧调定的压力。
2、溢流阀应用举例 1）为定量泵系统溢流稳压
和定量泵、节流阀并联，阀口常开。 2）为变量泵系统提供过载保护
和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载 时打开，起安全保护作用，故又称安全阀。 3）实现远程调压
p远程 < p主调 4）使泵卸荷
和二位二通阀组合（先导式） 5）形成背压
3、溢流阀的静态特性
静态特性：元件或系统在稳定工作状态 下的性能，其静态特性指标很多，主要 指压力—流量特性、启闭特性、卸荷压 力及压力稳定性等。
普通单向阀分类
DIF型直通单向阀
直角单向阀
单向阀的要求： 正向液流压力损失小，反向截止
密封性能好；
单向阀的作用： 安装在泵的出口，泵工作时，防
止系统压力冲击；泵不工作时，防止 系统的油液倒流；也可用作背压阀， 或与其他阀并联组成复合阀；
普通单向阀结构
阀体、阀芯 （锥形、钢球式）、弹簧等