液压系统压力控制阀

控制元件
压力控制阀
一、溢流阀
溢流阀分为直动式和先导式两种。
1. 直动式溢流阀
——系统中的压力油直接作用在阀芯上，其产生的液压力与弹簧力相平衡，控制阀 芯的启闭动作。
☆结构
控制元件
压力控制阀
溢流阀
直动 式溢 流阀 结构 形式
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
（1）常态关闭。油从P口进到小孔到阀芯底。 此时 PA＜FS，阀芯在最下端位置。 （2）当PA＞FS时，阀芯上升，溢流阀打开，高 压油通过阀口溢流回油箱。 （３）调压原理： 调节调压螺帽改变弹簧预压 缩量，便可调节溢流阀的开启压力。
第五章 控制元件
➢ 5.1 概
述
➢ 5.2 方向控制阀
➢ 5.3 压力控制阀
➢ 5.4 流量控制阀
➢ 5.5 其他液压阀
➢ 5.6 气动控制阀（特殊阀）
5.3 压力控制阀
压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液气压系统中的 油液（或气体）的压力大小或通过压力信号实现控制的阀类。
工作原理：利用作用于阀芯两端的液压力和弹簧力相平衡 的原理进行工作。
☆ 调压原理：
调节调压手轮，改变先导阀内的弹簧力， 即可改变调定压力。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
② 二级同心式溢流阀 ☆ 结构及工作原理
控制元件
压力控制阀
溢流阀
③ 二级同Fra Baidu bibliotek式与三级同心式溢流阀的结构特点比较
三级同心式的主阀芯有三个密封面要求同心，故结构比较复杂；而二 级同心式与先导阀座无配合。因此，二级同心结构件简单，加工和装配 比较方便； 二级同心式通流面积大，在相同q时，主阀开启度小； 二级同心式主阀芯与阀套可通用化，便于批量生产。
从卸荷状态回升至调 定压力并稳定时所需 的时间，称建立压力 时间（对应于图中A、 B两点间的时间）。它 反映了阀的快速性。 建压时间越短，响应 越快。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
C. 过渡过程时间
控制元件
压力控制阀
溢流阀
指瞬态过程中压力开始上 升到最后稳定在调定压力 所需的时间（对应于图中 B、C两点间的时间）。 过渡时间越短，动态响应 越好。
其中，开始溢流与停止溢流的压力指流经溢流阀的流量为额定流量（公称 流量）的1%时的压力。
一般应使pk / ps ≥90%，和 pb / ps ≥85%
控制元件
压力控制阀
溢流阀
溢流阀的启闭特性曲线
溢流阀的启闭特性
控制元件
压力控制阀
溢流阀
② 动态特性
当溢流阀的溢流量由零阶 跃变化至额定流量时，其进口 压力（及其控制的系统压力） 将迅速升高并超过额定压力的 调定值，然后逐步衰减到最终 稳定压力，从而完成其动态过 渡过程（如下图所示）。这一 过程即为溢流阀的动态特性。
D. 卸荷时间
控制元件
压力控制阀
溢流阀
指卸荷信号发出后，从调 定压力状态下降到完全卸 荷状态所需时间（对应于 图中C、D两点间的时 间）。卸荷时间越短，动 态响应越好。
3. 溢流阀在液压系统中的应用
➢ 作安全阀使用：
如图所示，和变量泵组合的液压系统， 在正常工作状态下，溢流阀阀口关闭； 只有在系统压力大于其调整压力时，溢 流阀才被打开溢流，对系统起过载保护 作用。此时，又称为安全阀。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
该阀采用了阻尼孔的结构。当系 统压力突然下降时，由于阻尼孔产生 的阻尼作用，滑阀下腔的压力不会突 然下降，从而避免了阀的冲击， 阀的工作平稳性增加。
阻尼孔
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆应 用
控制元件
压力控制阀
溢流阀
适 合 用 于 低 压 （p<2.5MPa） 小 流 量 系 统 。
④ 先导式溢流阀的应用
先导式溢流阀多用于高压大流量场合。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
3. 溢流阀的主要性能
包括静态特性和动态特性。
① 静态特性
在溢流阀工作时，随着溢流量的变化，P系会发生一些波动，不同的 溢流阀其波动程度不同，波动减小，阀芯的性能提高，一般用溢流阀稳定 工作时的压力—流量特性来描绘溢流阀的静态特性。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
启闭特性一般用溢流阀处于额定流量(qn)、调定压力（ps）时，开始溢流 的开启压力（pk）及停止溢流的闭合压力（pb）分别与额定流量下的调定压 力（ ps）的百分比来衡量。其中，（pk / ps ）称为开启压力比； pb / ps 称 为闭合压力比。
pk / ps 和 pb / ps 比值越大；开启和闭合的压力愈接近，溢流阀的启闭特 性越好。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
➢定压溢流作用：
在定量泵的液压系统中（如图所 示），常利用流量控制阀调节进 入液压缸的流量，多余的压力油 可经溢流阀流回油箱，这样可使 泵的工作压力保持定值。 此时，溢流阀的调定压力=系统 的工作压力，且阀口为常开状态。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
➢作卸荷阀使用：
电磁铁（1DT）断电， p系=pt1； 电磁铁（1DT）通电， 系统卸荷， p系=0 。 如图所示：
静态特性是指阀在稳定的情况下（系统压力没有突然变化），阀控制p、 q的特性，也称为稳态特性。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
静态特性的主要指标有：
A. 压力调节范围
是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力平稳地 （压力无突跳及迟滞现象）上升或下降的最大和最小调定压力。
B. 最大允许流量和最小稳定流量
溢流阀在最大允许流量(即额定流量)下工作时应无噪声。溢流阀的最小 稳定流量取决于对压力平稳性的要求，一般为额定流量的15%。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
➢实现远程控制：
电磁铁（1DT）通电， p系=pt1； 电磁铁（1DT）断电， 若Pt1＞pt2 ， p系=pt2； 否则，p系=pt1。 如图所示：
控制元件
压力控制阀
溢流阀
➢作背压阀使用：
用于形成回油阻力，提 高执行元件的运动平稳 性。此时，溢流阀调定 压力 = 系统背压所需 压力值。如图所示：
2. 先导式溢流阀
——由先导阀和主阀两部分组成。
先导阀 ——直动式锥阀 + 硬弹簧。
主阀
带有导向圆柱面的锥阀（二级同心式） + 软弹簧
带有多节导向圆柱面的锥阀（三级同心式）
控制元件
压力控制阀
溢流阀
① 三级同心式溢流阀 ☆结构
控制元件
压力控制阀
溢流阀
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
若遥控口k接通油箱，主阀立即 打开，系统卸荷。此时，该阀称 为卸荷阀。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
➢起液阻作用：
控制元件
压力控制阀
溢流阀
P系 = pt1 + pt2 + pt3
溢流阀的先导阀的阻尼孔若被堵，会产生什 么结果？ 如果把阻尼孔改为直径较大的通孔呢？
控制元件
压力控制阀
溢流阀
小结
• 1.压力控制阀原理 • 2.直动式溢流阀、先导式溢流阀的结构及工作原理 • 3.溢流阀性能指标 • 4.溢流阀的应用
控制元件
压力控制阀
溢流阀
动态特性是溢流阀瞬态工作的性能特征。其主要指标有：
A. 压力超调量
指最高瞬时峰值与调定压力的差值△p。
p 100% ps
压力超调率
它是衡量溢流阀动态定压误差和稳定性的重要指标。
其值≤10%-30%；否则，可能导致系统中元件损坏，管道
破裂或其它故障。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
B. 建立压力时间（也称压力上升时间）
控制元件
压力控制阀
溢流阀
C. 卸荷压力
当溢流阀作卸荷阀使用时，额定流量下进、出油口的压力差称为卸荷压力。 该值取决于阀的内部阻力和弹簧压力等因素。一般在0.3~0.4MPa。卸荷压力越 低，阀的性能越好，可以降低功率损失，减少系统发热。
D. 启闭特性 它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标。
指溢流阀在稳定情况下，从开启到闭合过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流 量之间的关系。