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
先导式溢流阀
先导阀心
主阀弹簧
先 调压螺钉 导 式
先导阀簧
主阀心
主阀衬套
内部结构图
溢 流 阀
外控制口
溢流出口 压力油入口
先导式溢流阀工作原理
原始状态：油液从P口进入，经阻尼孔作用于主阀心的两端及先导阀 阀心上。（一般情况下，外控口是堵塞的）
机动换向阀
机动式换向阀是依靠安装 在运动部件上的液压行程挡块 或凸轮推动阀芯从而实现换向 的阀类，常用来控制机械运动 部件的行程，故又称行程换向 阀。 图 (a)、(b)是二位二通机动 换向阀的结构图和图形符号。
二位二通机动换向阀
外形图
1—滚轮 2—阀芯 3—阀体 4—弹簧
电磁换向阀
电动换向阀又称为电磁换向阀，它是利用电磁铁通电吸合后产生的吸 力推动阀芯动作来改变阀的工作位置。 电磁换向阀的电磁铁按所使用电源不同可分为交流型和直流型；按衔 铁工作腔是否有油液又可分为“干式”和“湿式”电磁铁。其操纵方便， 布置灵活，易于实现动作转换的自动化。但其吸力有限，不能用来直接操 纵大规格的阀。
入（溢流）油池。 溢流阀功能：
控制和调整系统压力， 以保证系统在一定的压力和 安全压力下工作！
直动式溢流阀
直 动
调压螺钉
外形图
溢流出口
式 溢 流
安装孔
压力油入口
阀
直动式溢流阀
锁紧螺母
直 动 式 溢 流 阀
调压螺钉 螺母套
弹簧
阀体 锥阀心
T
内部结构图
P
直 动 式 溢 流
直动式溢流阀
进油口P从系统接入的油液压力不高 时，锥阀心被弹簧压在阀座上，阀口关闭； 当进口油压升高到能克服弹簧阻力时，推 开锥阀，使阀口打开，油液就由进油口P流 入，再从回油口T流回油箱（溢流），进油 压力也就不会继续升高。
三位四通
阀 二位五通
动 画
执行元件正 反向运动时 回油方式相 同
阀
三位五通 阀
动
能使执行元件在任 一位置处停止运动
执行元件正 反向运动时 可以得到不 同的回油方 式
（2）工作原理
滑阀式换向阀是靠阀芯在阀体内作轴向运动，而使相应的油路接通或断开 的换向阀。其换向原理如下图所示。当阀芯处于左图位置时，P与B,A与T相连， 活塞向左运动；当阀芯向右移动处于右图位置时， P与A,B与T相连， 活塞向右运动。所以图示换向阀可于使液压执行元件换向。
1、阀的性能参数是评定何选用液压阀的依据。各 种不同的液压阀有不同的性能参数，其共同的性 能参数如下：
（1）公称通径
公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀进 、出油口相连接的油管规格应与阀的通径相一致。
（2) 额定压力
额定压力是液压阀长期工作所允许的最高工作压力。对于压力控制 阀实际最高工作压力有时还与阀的调压范围有关。
1、普通单向阀
单向阀只允许油液某一方向流动，而反向截止。这种阀 也称为止回阀。对单向阀的主要性能要求是：油液通过 时压力损失要小；反向截止密封性要好。其结构如图。 压力油从P1进入，克服弹簧力推动阀芯，使油路接通， 压力油从P2流出，当压力油从反向进入时，油液压力和 弹簧力将阀芯压紧在阀座上，油液不能通过。
液动换向阀利用控制油路的压力油来推动阀芯实现换向，因此它适用于较大 流量的阀。下图是三位四通液动换向阀的结构原理图。当控制油口K1、K2不通压 力油时，阀芯在对中弹簧作用下处于中位。当K1通压力油、K2回油时，阀
芯右移，P与A通、B与T通；当K2通压力油、K1回油时，
阀芯左移，P与B通、A与T通
(如图中所示)。
拧动先导阀的调压螺钉便能调整溢流阀压力。更换不同刚度的调压弹 簧，便能得到不同的调压范围。
2、液压控制阀的分类
液压阀的分类方法很多，以至于同一种阀在不同的场 合，因其着眼点不同而有不同的名称。下面介绍几种 不同的分类方法。
分类方法
按机能分
种类
压力控制阀 方向控制阀 流量控制阀 手动阀
按操作方式分
机动阀
电动阀
管式连接
按连接方式分 板式及叠加式连接 插装式连接
二、液压控制阀的性能参数及对阀的要求
第五章 液压控制阀
主讲：符林芳
章目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节

液压控制阀概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 电液比例控制阀 电液数字阀
第一节 概述
一、液压控制阀的作用及分类
1、液压控制阀的作用
液压控制阀(简称液压阀)是液压系统中的控制元件，用 来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向，以 满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求， 它是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元 器件。
1、滑阀式换向阀
滑阀式换向阀是液压系统中用量最大，品种、名称最复杂 的一类阀。主要由阀体、阀芯以及操纵和定位机构组成。 （1）结构主体
阀体和滑阀阀芯是滑阀式换向阀的结构主体。阀体内孔有多个沉割槽 ，每个槽通过相应的孔道与外部相通。表5-1是最常见的滑阀换向阀的 结构形式。 由表可见，阀体上开有多个通口，阀芯 移动后可以停留在不同位置上。
溢流过程总结 溢流过程演示
当通过溢流阀的流量变化时，阀口开 度即弹簧压缩量也随之变化。但在弹簧压 缩量变化甚小的情况下，阀心在液压压力 弹簧被压缩 和弹簧力作用下保持平衡，可以认为溢流 阀进口处的压力基本保持为定值。拧动调
T

阀 压弹簧螺钉改变弹簧预压缩量，便可调整
溢流阀的溢流压力！ 系统压力增大
P
先导式溢流阀
结构图
表5-1
滑阀式换向阀主体部分的结构形式
“通”和“位”是换向阀的重要概念，不同的“通”和“位”构成了不 同类型的换向阀。方格数即为“位”数；在一个方格内箭头或 符号 与方格的交点数为油口的通路数，即“通”数。 与放个的交点数为油口的通路数，即“通”数。
名
称
结构原理图
图形符号
使用场合
二位二通阀
动 画
动画演示
（3）滑阀式换向阀的操纵方式
手动换向阀
手动换向阀是利用手动杠杆等机构来改变阀芯和阀体的 相对位置，从而实现换向的阀类。阀芯定位靠钢球、弹簧， 使其保持确定的位置。图所示为弹簧自动复位 手动换向阀外形 式三位四通手动换向阀的结构及图形符号。
点我
1—手柄 2—阀体 3—阀芯 4—弹簧
职能符号
动画演示
动画演示
液控单向阀外形图 1、2—液控单向阀
二、换向阀
换向阀是利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、 断开或变换液压油的流动方向，从而使液压执行元件启动 、停止或改变运动方向。换向阀的分类如下： 1、换向阀的分类
按照换向阀的结构形式可分为：滑阀式、转阀式、球阀式和 锥阀式。 按照换向阀的操纵方式可分为：手动、机动、电磁控制、液 动、电液动和气动。 按照换向阀的工作位置和控制的通道数分为：二位二通、二 位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。 按照换向阀的阀芯在阀体中的定位方式又可分为：钢球定位 、弹簧复位、弹簧对中等。 外 形 图
回油口T与阀芯2上的环
形槽a和轴向槽e、f相通。 在图示位置（D-D剖面）
900 用手柄3使阀芯旋转
f
P
时，P与B通，A与T通，
油路换向。
l—阀体 2—阀芯 3—手柄 4—钢球和弹簧 5—限位销 6、7—拨叉
第三节 压力控制阀
一、概念
1、定义：
压力阀是用来控制液压系统中的压力、或利用系统中压 力的变化来控制某些液压元件的动作。
2、液压系统对阀的基本要求如下：
(1)动作灵敏，冲击和振动小、压力损失少、密封性能好。 (2)结构紧凑，安装、调整、维护方便，通用性能好。
第二节 方向控制阀
方向控制阀就是用以控制液压系统中液压油流动的方向或 液流的通断，从而控制执行元件的启动、停止或换向的元 件。它分为单向阀和换向阀两类。
一、单向阀
点我
动画演示
弹簧对中电液换向阀的结构原理
表5-2
滑阀 机能 中位时的滑阀状态
三位换向阀的滑阀机能
中位符号 性能特点 三位四通
动 画
三位五通
各油口全部关闭，系统保 持压力，执行元件各油口 封闭
O
。
H
动 画
各油口P、T、A、B全部连 通，泵卸荷。
Y
动 画
缸不卸荷，执行元件两腔 与回油连通
表5-2
滑阀 机能
电磁换向阀就其位置来说，有二位和三位等。二位电磁阀有 一个电磁铁，靠弹簧复位；三位电磁阀有两个电磁铁。
1—阀体 2—阀芯 3，7—弹簧 4，8— 弹簧座 5—推杆 6—O形圈 9—后盖
符号
1—电磁铁 2—推杆 3—阀芯 4—弹簧 5—挡圈
符号
交流干式二位三通电磁换向阀
直流湿式三位四通电磁换向阀
液动换向阀
符号
电液动换向阀
电液动换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。其中，液 动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；
电磁换向阀用于改变液动换向阀的控
制油路的方向，推动液动换向阀 阀芯移动，称为先导阀。电液换 向阀既能实现换向缓冲，又能用 较小的电磁铁控制大流量的液 流，故在大流量的液压系统中 宜采用电液换向阀换向。
2、分类：
按用途分：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。 按安装方式分：板式、管式、法兰式等。 按结构原理分：直动式、先导式等。
3、内容：
溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器
二、溢流阀
溢流阀是用来控制和调整液压系统的压力，以保 证系统在一定压力或安全压力下工作。 1、溢流阀的工作原理 ◆ 工作原理
2、常用溢流阀 ◆ （1） 直动式溢流阀
控制油路的接通与切断(相当于一个开关)
二位三通阀
动 画
控制液流方向(从一个方向变换成另一个方向)
表5-1续
名 称 结构原理图 图形符号 使用场合 不能使执行元件在 任一位置处停止运 控 制 执 行 元 件 换 向
二位四通阀
动 画
动 能使执行元件在任
一位置处停止运动 不能使执行元件在 任一位置处停止运
三位换向阀的滑阀机能
中位符号
续表
中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
中位时的性能特点
J C P K
动 画
P口保持压力，缸A口封 闭，B口与回油口T连通 执行元件A口通压力油， B口与回油口T不通 P口与A、B口都连通，回 油口T封闭 P、A、T口连通，泵卸荷 ，执行元件B口封闭
2、滑阀式换向阀
转阀是通过操纵机构使阀芯在阀体内做相对转动从而改变各 油口通断状态的阀类。一般采用手动或机动操纵。三位四通 转阀结构原理如图所示。进油口P始终与阀芯2上的环 形槽c和轴向槽b、d相通。
职能符号 1 控制活塞 ； 2 顶杆 ； 3 阀芯 图5-2液控单向阀
3、液控单向阀的应用
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自动下滑 及速度换接等回路中。如图所示, 采用两个液控单向阀(又称双向液 压锁)的锁紧回路
点我
双向锁紧回路
1、顺序阀的工作原理 ◆ 工作原理 2、 顺序阀应用 ◆ 顺序阀应用
溢流阀的工作原理
控制油压 正常情况下： 阀芯受弹簧力 的作用，系统油道 与油池隔断。 系统压力降低时： 弹簧使阀芯回位，系统 油道与油池又恢复隔断。
系统油压
调整弹簧压 力就可改变 系统压力。
调整弹簧
主 阀 芯
油池
系统压力升高时： 控制油将主阀 芯推移，部分油泄