4_控制元件_2_压力阀

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液压传动
应用
第四章 控制元件
减压阀主要用在系统的夹紧、电液换向阀的控制压力油、润 滑等回路中。而三通减压阀还可用在有反向冲击流量的场合。 必须指出，应用减压阀必有压力损失，这将增加功耗和使油 液发热。当分支油路压力比主油路压力低很多，且流量又很 大时，常采用高、低压泵分别供油，而不宜采用减压阀。
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溢流阀的应用
溢流阀旁 接在泵的 出口，用 来保证系 统压力恒 定，称为 调压阀。
溢流阀接 在执行元 件的出口， 用来保证 系统运动 平稳性， 称为背压 阀
电磁溢流 阀还可以 在执行机 构不工作 时使泵卸 载。
溢流阀旁接在 泵的出口，用 来限制系统压 力的最大值， 对系统起保护 作用，称为安 全阀。
第四章 控制元件
图4-29 先导式减压阀
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第四章 控制元件
先导式减压阀和先导式溢流阀有以下几点不同之处：
1）减压阀保持出口处压力基本不变，而溢流阀保持进 口处压力基本不变。
2）在不工作时，减压阀进出口互通，而溢流阀进出口 不通。
3）为保证减压阀出口压力调定值恒定，它的先导阀弹 簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是 通油箱的，所以它的先导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体 上的通道和出油口接通，不必单独外接油箱（当然也可 外泄）。
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第四章 控制元件
2. 减压阀
减压阀分定值、定差和定比减压阀三种，其中最常用的是定 值减压阀。如不指明，通常所称的减压阀即为定值减压阀。
功用和要求
在同一系统中，往往有一个泵要向几个执行元件供油，而各执行元件所 需的工作压力不尽相同的情况。若某执行元件所需的工作压力较泵的供 油压力低时，可在该分支油路中串联一减压阀。油液流经减压阀后，压 力降低，且使其出口处相接的某一回路的压力保持恒定。这种减压阀称 为定值减压阀。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ36
减压阀的应用
减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二 次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口 压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载 决定，此时减压阀不起减压作用。
减压回路
稳压回路
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第四章 控制元件
3. 顺序阀
顺序阀用来控制多个执行元件的顺序动作。通过改 变控制方式、泄油方式和二次油路的接法，顺序阀 还可具有其他功能，如作背压阀、平衡阀或卸荷阀 用。
当溢流量增加时，阀心上升，阀口开度加大，p值亦加大。 当溢流阀通过额定流量qn时，阀心上升到相应位置，这时进 口当处溢的流压阀力开p始T称溢为流溢时流（阀即的阀调口定将压开力未或开全时流）压，力xR。=0，这时进 口处的压力pc称为溢流阀的开启压力，其值为
（4-11）
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第四章 控制元件
直动式溢流阀的“压力一流量”特性方程
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Part 4.3.2 压力控制阀
常用的压力控制阀的类 型如表4-10所示。
• 溢流阀 • 减压阀 • 顺序阀 • 平衡阀 • 压力继电器
第四章 控制元件
表4-10 压力控制阀的分类
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1. 溢流阀
1）直动式溢流阀
• 滑阀型 • 锥阀型 • 球阀型
2）先导式溢流阀
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第四章 控制元件
当出口压力达到调定压力时，阀心 上移，阀口开度xR关小。如忽略其他 阻力，仅考虑阀心上的液压力和弹簧 力相平衡的条件，则可以认为出口压 力基本上维持在某一定值（调定值）
上。
图4-27 直动式减压阀工作原理
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第四章 控制元件
工作原理和结构
减压阀也有直动式和先导式两种，每种各有二通和三通两种型式。
1）压力超调量 系最大峰值压力和调定压力之差Δp与阀的调 定压力pT比的百分值，即Δp/pT×100%。性能良好的溢流阀 的压力超调量一般应小于30%。`
2）压力上升时间 压力开始上升第一次达到调定压力值所需 时间Δt1，它反映阀的快速性。
3）过渡过程时间 压力开始上升到最后稳定在调定压力 pT±5%pT所需时间Δt2。
重点难点:
换向阀的位、通、滑阀机能的概念； 先导式溢流阀的结构、工作原理、特性； 减压阀、溢流阀的区别； 调速阀的结构、工作原理、特性； 各种控制阀符号的含义。
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Part 4.3 常用液压控制阀
第四章 控制元件
常用的液压控制阀分为三大类方向控制阀、压力控 制阀和流量控制阀 。
１）常见的方向控制阀分为单向阀和换向阀。 ２）常见的压力控制阀按功用可分为溢流阀、减压 阀、顺序阀、压力继电器。 ３）常用的流量控制阀有节流阀、调速阀、旁通式 调速阀（溢流节流阀）等。
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第四章 控制元件
Chapter 4 控制元件
本章主要内容：
4.1 阀的概述 4.2 阀心的结构和性能
4.3 常用液压控制阀 4.5 其它阀简介
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第四章 控制元件
目的任务:
了解液压传动中各种控制元件的功用、工作原理、结构 形式和性能特点； 掌握主要控制元件的控制机制及其特性分析方法。
1. 溢流阀
图功（41用-）2和2直中要动L求为式泄溢漏流油阀口。
溢图当流示4进-2阀回口2所是油P处示通口压为过T力与直阀升泄动口高漏式的至油滑溢作流阀流用经型，在的溢使阀弹流被心簧阀控 制腔的底系相结面统通构上或，及液回L其压口路图力堵的形大塞压符于，力号弹称维。簧为持压预内恒力调泄定油力。，从时内实进，
第四章 控制元件
图4-24 二级同心式先导溢流阀
1—主阀心 2—阻尼孔 3—主阀弹簧 4—先导阀心 5—先导阀弹簧 6—调压手轮 7—螺堵
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阀体上有一个远程控制口K，当将 此口通过二位二通阀接通油箱时， 主阀心上腔的压力接近于零，主阀 心在很小的压力下即可向上移动且 阀口开得最大，这时泵输出的油液 在很低的压力下通过阀口流回油箱 ，实现卸荷作用。如果将K口接到 另一个远程调压阀上（其结构和溢 流阀的先导阀一样）并使打开远程 调压阀的压力小于打开溢流阀先导 阀心4的压力，则主阀心上腔的压 力（从而溢流阀的溢流压力）就由 远程调压阀来决定。使用远程调压 阀后，便可对系统的溢流压力实行 远程调节。
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先导式溢流阀
结构 由先导阀和主阀组 成。先导阀实际上是一 个小流量直动型溢流阀， 其阀芯为锥阀。主阀芯 上有一阻尼孔，且上腔 作用面积略大于下腔作 用面积，其弹簧只在阀 口关闭时起复位作用。
图形符号
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（阀压经主差2有）阀作两先节用个导流在阻式口主尼的溢阀孔流流心2量阀和上便8下先，在面进导一积油式个口上 溢典和在座，的时态P量 基 确 先油建极本定流型上合导主，三使。液立小上的阀结。力式主级阻当可压， 和先按构当正溢心阀同尼P内力所 由导口其形阀好流心上心孔泄。以 先阀的主式与阀式，处P2（因主 导心，口压阀，主另于。中如流阀 阀前流的力心即阀一开流图经心 弹容道压再先不弹个启一 经 4上 簧腔a-力稍导2同簧在的级先、腔预压4增稍阀有力先临、所导的调力动加增的压力三平导界相阀二示态流时加力所等种衡阀状的级） 二2积较阻压阀就，稍差，开 弹 动 认 外引与4主簧力而为级略力弹有而增克泄回主低尼这也所阀的等主溢同大相簧液使大服时油阀先孔时可示心 作，流阀心于应预流流，主箱回导从8外，及的 用也阀上式下增调从经阻阀可，油阀泄P主先压 力并进阻口先部加力阻尼弹将而口心P。阀差 、不口尼导口输导，，使尼孔簧先将4T心， 主很处孔未阀的经入溢当而先孔力导21大仅 阀压2开心两连阻流上两流阀能导的使阀须 心，力启前端接尼量部端阀克阀流主口P克重所基时容压通口孔将受用服开量阀油回如力以本，腔力以道压分2压主及上可先启再打单油图、打作之的b力成面阀液也以导，稍开独口4用流两由 堵先在部道住导主分a。、阀阀，阻弹心少尼簧上量预孔液流调8压量、力力经开所合先启确力导定的方阀。先在向后 与导流溢流弹阀向阀出簧和的油3通作主口道用阀bT心力流，升相到大起同T部口且，分有。使则溢此阀经流流关主作 闭量。阀用 维 。时持将节。，由在流溢 先阻口流 导尼流阀 阀孔向进 弹2T口 簧两口处 所端。的 调产压定生力的压便定差可值
当 主P阀' A芯' P
Fx1时 — 先导阀开启， ' P，但PA P' A Fs1时关闭
当P' A' Fx2时，且PA P' A Fx1时，
主阀芯开启，此时P
P' A
k1 ( x0
x1 )
A
P基本不变
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第四章 控制元件
全流压力与开启压力之差称为静态调压偏差； 开启压力与全流压力之比称为开启比（<1）。 溢流阀的开启比越p大c ，kA所s x控c 制的系统压力便越稳定。
根据特性方程画出来的曲线称
为 溢 流 特 性 曲 线 ， 如 图 4-25 所
示。溢流阀的理想溢流特性曲
线 最 好 是 一 条 在 pT 处 平 行 于 流 量坐标的直线，即仅在p达到pT 时才溢流，且不管溢流量多少，
图4-25 溢流阀的特性曲线
压 力 始 终 保 持 在 pT 值 上 。 实 际 溢流阀的特性不可能是这样的。
4）压力卸荷时间 压力由调定压力降到卸荷压力所需的时间 Δt3。
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第四章 控制元件
溢流阀的主要用途有：
1）作溢流阀，溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦即系统压力 恒定。 2）作安全阀，系统超载时，溢流阀才打开，对系统起过载保 护作用，而平时溢流阀是关闭的。 3）作背压阀，溢流阀（一般为直动式的）装在系统的回油路 上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。 4）用先导式溢流阀对系统实现远程调压或使系统卸荷。
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溢流阀的动态特性
当溢流阀的溢流量由零 到额定流量发生阶跃变 化时，其进口压力将如 图4-26所示迅速升高并 超过其调定压力值，然 后逐步衰减并稳定在调 定压力值上。这过程即 为溢流阀的动态特性。
第四章 控制元件
图4-26 溢流阀的动态特性
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第四章 控制元件
评价溢流阀阶跃响应指标主要有：
现泄口阀稳时P心进压回开入、油始阀调口向后压T上，的或运经背限动孔压压。f将和作当作阻用阀用尼。心在孔上阀g移后心重作
上用叠端在量面阀l 时，心，这4的阀时底口与面处弹c于上簧开。力启当相的进平临口衡界压的状力将
是较态进低。出时若油，压口阀力压心继差在续。弹升簧高2至预阀调口力打作开用，
若塞回工下由叠状油由进油将，处阀量态液于口作箱泄将于心l。从溢压原将，漏L最与流P力理P口口与这油下阀阀能和经打T种腔端体的基结口T开连与，5作本口构构隔，接T由用保溢成断形直口方底，持流的，接的式式端在恒回节阀将连称螺流定油流处泄接外母量。箱口于漏通泄限变。有关油道位。化此重闭引e。时时堵，，
这时如出口压力减小，阀心下 移，阀口开度xR开大，阀口处阻力 减小，压降减小，使出口压力回升， 达到调定值。
反之，如出口压力增大，则阀 心上移，阀口开度xR关小，阀口处 阻力加大，压降增大，使出口压力 下降，达到调定值。
图4-27 直动式减压阀工作原理
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图4-29所示为先导式减压阀， 它的工作原理可仿照 图4-27 以及先导式溢流阀来进行分析。
对减压阀的要求是：出口压力维持恒定，不受进口压力、通过流量大小 的影响。
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第四章 控制元件
工作原理和结构
减压阀也有直动式和先导式两种，每种各有二通和三通两种型式。
当阀心处在原始位置上时，它的阀 口a是打开的，阀的进、出口沟通。
这个阀的阀心由出口处的压力控制， 出口压力未达到调定压力时阀口全开， 阀心不动。
图4-22 直动式滑阀型溢流阀
1－调节螺母 2－弹簧 3－上盖
4－阀心 5－阀体
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液压传动
第四章 控制元件
直动式溢流阀
直大使以当 当 当动时调实PPP式，节现AAA 滑要性而阀求能且FFFsss型调变阀时时 时溢压差口，， ，流弹，虽无P有阀 簧 弹 有溢溢有簧重当P流流很设叠压k，大计量力临的和，较界力结滑高，构阀、状这上仍流态不也存量仅难在较 此泄这较时种少漏阀应因P 一用而 般。难k(用以x A于实 x低现0压很) 小高而流的x量压场力x合控0，制，目前因已而 因此，阀进口压力P基本稳定
第四章 控制元件
图4-24 二级同心式先导溢流阀
1—主阀心 2—阻尼孔 3—主阀弹簧 4—先导阀心 5—先导阀弹簧 6—调压手轮 7—螺堵
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先导式溢流阀原理：（三级同心式）
主阀芯受力向 向上 下PPA' A Fx1 先导阀芯受力向 向右 左FPx' A2 '
当P' A' Fx1时 — 先导阀关闭， 主阀芯P' P — 在Fs1作用下关闭