液压系统中各控制阀原理及选型

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换向阀
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换向阀的工作原理
换向阀——通过阀芯与阀体的相对运动， 换向阀 从而实现相应油路的接通、切断或改变油 液的流动方向。 对换向阀的主要能要求是： 对换向阀的主要能要求是： 油路导通时，压力损失要小； 油路导通时，压力损失要小； 油路断开时，泄漏量要小； 油路断开时，泄漏量要小； 阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳。 阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳。
液压阀的分类
根据用途不同分类 • 方向控制阀 用于控制和改变液压系统中液流的方 实现执行元件的启动、换向和制动控制， 向，实现执行元件的启动、换向和制动控制，如 单向阀、液控单向阀、换向阀等。 单向阀、液控单向阀、换向阀等。 • 流量控制阀 用于控制或调节液压系统中液流的流 实现执行元件的运动速度的调节，如节流阀、 量，实现执行元件的运动速度的调节，如节流阀、 调速阀等。 调速阀等。 • 压力控制阀 用于控制或调节液压系统中液流的压 实现执行元件的输出力或力矩的调节， 力，实现执行元件的输出力或力矩的调节，以适 应不同的负载，如溢流阀、减压阀等。 应不同的负载，如溢流阀、减压阀等。
管式单向节流阀结构
工作原理： 工作原理：当油液从B口流入， 打开单向阀阀芯5流到A口；当油 液从A 口流入，单向阀阀芯5关闭， 油液经节流口3流到B口，流量的 大小取决于节流口的开度。
单向节流阀的职能符号
B
A
1-通孔 2-节流阀阀芯 3-节流口 4-阀套 5-单向阀阀芯
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叠加式双单向节流阀的结构
1-节流通道 2-单向阀芯 3-节流阀阀芯 4-调节螺钉 5-弹簧
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单向节流阀的应用
（a） ）
（b） ）
应用分析： 应用分析：
图（a）采用的是进口节流调速 图（b）采用的是出口节流调速
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节流阀应用
直动式溢流阀工作原理图
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直动式溢流阀的特点
直动型溢流阀结构简单，灵敏度高， 直动型溢流阀结构简单，灵敏度高， 但因压力直接与调压弹簧力平衡， 但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于 在高压、大流量下工作。在高压、 在高压、大流量下工作。在高压、大流量 条件下， 条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液 动力很大，不能忽略，故定压精度低， 动力很大，不能忽略，故定压精度低，恒 压特性不好。因而， 压特性不好。因而，直动式溢流阀主要用 低压小流量或平稳性要求不高场合 场合。 于低压小流量或平稳性要求不高场合。
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方向控制阀
方向控制阀是对执行元件的启动、 方向控制阀是对执行元件的启动、停止和 换向进行控制， 换向进行控制，保证执行元件按照要求进 行工作。 行工作。 单向阀Check Valves 单向阀 换向阀Diversion Valves 换向阀
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液压阀的分类
根据阀芯结构形式分类
– 滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定 滑阀为间隙密封， 的密封长度。 的密封长度。 – 锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为 °～20 °， 锥阀阀芯半锥角一般为12 阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。 阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。 – 球阀 性能与锥阀相同。 性能与锥阀相同。
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根据安装连接形式不同分类
• 管式连接 阀体进出口由螺纹或法兰与油管连 安装方便。 接。安装方便。 • 板式连接 阀体进出口通过连接板与油管连接。 阀体进出口通过连接板与油管连接。 便于集成。 便于集成。 • 插装式 将阀芯、 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设 计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。 计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。 • 叠加式 是板式连接阀的一种发展形式。 是板式连接阀的一种发展形式。
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液压阀的性能参数
公称通径 代表阀的通流能力的大小， 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流 量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径 相一致。 相一致。 额定压力 阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀， 阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀， 实际最高压力有时还与阀的调压范围有关； 实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对 换向阀， 换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限 的限制。 的限制。
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• • •
压力控制阀
压力控制阀是用于控制液压系统中油液的 压力,或利用压力变化作为信号来控制其它 元件动作的阀类。 主要包括溢流阀、减压阀、顺序阀和压力 溢流阀、 溢流阀 减压阀、 继电器，以及由顺序阀派生出来的平衡阀、 继电器 卸荷阀等。 从工作原理来看，所有的压力控制阀都是 利用液压油的压力对阀芯产生的推力与弹 簧的弹力相平衡，使阀芯停止在不同位置 上，以控制阀口开度来实现压力的控制。
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液压阀的基本要求
• 动作灵敏、准确，使用可靠，工作平稳，冲击和 动作灵敏、准确，使用可靠，工作平稳， 振动要尽可能小。 振动要尽可能小。 • 阀口完全打开时，液流压力损失小；阀口完全关 阀口完全打开时，液流压力损失小； 闭时，密封性能好。 闭时，密封性能好。 • 所控制的参量（压力或流量）稳定，抗干扰能力 所控制的参量（压力或流量）稳定， 强。 • 结构简单、紧凑，通用性好，制造、安装、调试、 结构简单、紧凑，通用性好，制造、安装、调试、 使用、维护方便。 使用、维护方便。
进油路节流 调速回路 回油路节流 调速回路 旁油路节流 调速回路
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节流调速回路应用
• 进回油节流调速回路 进回油节流调速回路适用于高速、轻载、负载 高速、轻载 高速 变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液 压系统。 • 旁油路节流调速回路适用于低速、重载、对速 旁油路节流调速回路适用于低速 重载、 适用于低速、 度稳定性要求不高的大功率液压系统。
带减震阻尼活塞的直动式溢流 阀的结构（插装式）
1-阀体 2-阀套 3-调压弹簧 4-销轴 5-阀芯 6-阀座
直动式溢流阀的职能符号
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直动式溢流阀工作原理
工作原理：压力油作用在 锥阀芯的左端，当液压力小于 弹簧力时，锥阀芯关闭，溢流 阀没有溢流；随着系统压力的 升高，当液压力大于弹簧力时， 锥阀打开，溢流阀溢流。
先导式溢流阀遥控口的作用
实现泵的大流量卸荷： 当2/2换向阀电磁铁带电 时，系统压力由先导式 溢流阀调定（高压）。 卸荷：当2/2换向阀电磁 铁不带电时，先导式溢 流阀的遥控口与油箱相 通，实现泵的大流量卸 荷。
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先导式溢流阀的特点
在溢流量发生大幅度变化时，进口 压力只有很小的变化（因主阀芯弹簧刚 度小），即定压精度高。此外，由于先 导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1％左 右，因此先导阀阀座孔的面积和开口量、 调压弹簧刚度都不必很大。所以，先导 型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。
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先导式溢流阀的结构
先导式溢流阀的职能符号
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先导式溢流阀的工作原理
工作原理： 工作原理：压力油PE作用在主阀芯的下 端，经过阻尼孔同时也作用在先导阀的左 端和主阀芯的上腔，当先导阀左端的液压 力小于弹簧力FF时，锥阀芯关闭，主阀芯上 下腔的压力相等，主阀芯在弹簧力的作用 下处于关闭状态，溢流阀没有溢流；随着 系统压力PE的升高，当先导阀左端的液压力 大于弹簧力FF时，锥阀打开溢流，油液流过 阻尼孔时要产生压降，主阀上腔的压力小 于下腔的压力，当通过锥阀的流量达到一 定大小时，主阀上下腔压差所形成的力大 于主阀弹簧力、摩擦力和阀芯的自重等力。 主阀芯向上运动，压力油溢流回油箱。
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管式节流阀结构
A
B
阀体（调节手轮） 1-径向孔 2-节流阀芯 3-节流口 4-阀体（调节手轮）
节流阀的职能符号
工作原理： 工作原理：油液从B（或A）口流 入， A（或B）口流出，油液都要经 过节流口3，且流量的大小取决于节 流口的开度。
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溢流阀旁接在 泵的出口， 泵的出口，用 来限制系统压 力的最大值， 力的最大值， 对系统起过载 保护作用， 保护作用，称 为安全阀。 为安全阀。
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流量控制阀
• 流量控制阀是通过改变节流口通流面积或通流 通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现 对流量的控制。 • 流量控制阀包括节流阀(throttle valve) 、调 速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。
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简单的液压系统分析
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A
B T
P
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中篇：液压控制阀
液压控制阀，在液压系统中控制液体流动方向、 流量大小和压力高低，以满足执行元件的工作要 求。
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溢流阀Relief valve
溢流阀的特征是：阀与负载相并联， 溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回 油箱，采用进口压力负反馈。 油箱，采用进口压力负反馈。根据结构不同，溢 流阀可分为直动型和先导型两类。
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直动式溢流阀的结构
单向阀的结构及工作原理
工作原理：单向导通， 工作原理：单向导通，反向截止
管式单向阀结构
1,41,4-阀座 2-锥阀 3-弹簧
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单向阀的应用
1. 用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造 成影响。 2. 隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰。 3. 与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单 向顺序阀等复合阀。 4. 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 0.3～0.5MPa。
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根据控制方式不同分类
• 定值或开关阀 被控制量为定值的阀类 包括普通 被控制量为定值的阀类,包括普通 控制阀、插装阀、叠加阀。 控制阀、插装阀、叠加阀。 • 比例控制阀 被控制量与输入信号成比例连续变 化的阀类，比例电磁阀。 化的阀类，比例电磁阀。 • 伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的） 被控制量与（输出与输入之间的） 偏差信号成比例连续变化的阀类，力矩电机（ 偏差信号成比例连续变化的阀类，力矩电机（马 达）。 • 数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭， 用数字信息直接控制阀口的启闭， 来控制液流的压力、流量、 来控制液流的压力、流量、方向的阀类 。
液压阀的基本结构
• 液压阀由阀体（阀座）、阀芯和阀芯驱动 液压阀由阀体（阀座）、阀芯和 阀体 ）、阀芯 装置三部分组成 三部分组成。 装置三部分组成。阀体上有阀体孔和进出 油口，阀体孔用于与阀芯配合， 油口，阀体孔用于与阀芯配合，进出油口 用于外接油管。 用于外接油管。
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系统
先导式溢流阀工作原理图
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先导式溢流阀遥控口的作用
远程调压作用： 当2/2换向阀电磁铁不带电 时，系统压力由先导式溢 流阀1调定（高压）。 当2/2换向阀电磁铁带电时， 由远程调压阀3调定。（低 压） 3调定压力低于1的调定压 力。
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溢流阀的应用
溢流阀旁接在 泵的出口， 泵的出口，用 来保证系统压 力恒定， 力恒定，起溢 流稳压作用， 流稳压作用， 称为调压阀。 称为调压阀 电磁溢流阀 还可以在执 行机构不工 作时使泵卸 载。
溢流阀接在执行 元件的出口， 元件的出口，用 来保证系统运动 平稳性， 平稳性，称为背 压阀