压力控制阀ppt课件
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结构形式选择
直动或先导 先导阀基本选择二节同心结构 导阀设计中，减小液压力、合适的液动力补偿
及合适的阻尼结构，可扩大应用范围
66
压力阀的设计
导阀设计
导阀的增益（阀座孔径及半锥角） 固定节流孔直径
减小可减少泄漏，降低转折频率，有益于稳定性 太小容易堵塞、加工困难
导阀阀座孔直径
阀开度随开度增大而减小 增大导致稳定性变差 增大导致弹簧力和刚度增大
23
直动式压力阀性能分析
传递函数表达式
24
直动式压力阀性能分析
传函分析
传函由比例、一阶微分、惯性和二阶震荡环节组成 如果一阶微分和惯性环节相互抵消，则系统表现为二阶震荡
环节，稳定性较差 如降低惯性环节转折频率，则有可能稳定
25
直动式压力阀性能分析
增加阻尼孔后的分析
26
直动式压力阀性能分析
15
压力阀性能指标
静态性能
压力稳定性：外接干扰对阀控制压力的影响 压力损失及卸荷压力（无效的功率损失） 密封和泄漏量
16
压力阀性能指标
动态性能：在给定信号输入下，阀的响应过程， 常用阶跃信号输入描述
超调量
升压时间
压力回升时间
压力卸荷时间
17
直动式压力阀
18
直动式压力阀性能分析
数学模型建立
溢流阀：控制进口压力，阀口为节流口 泄漏口可内接
减压阀：控制出口压力，阀口为节流口 泄漏油外接
顺序阀：控制进口压力，阀口不一定是节流口 泄漏口一般外接
14
压力阀性能指标
静态性能
调压范围：在规定范围内调节时，控制压力能 平稳升降，无突变或迟滞
流量压力特性：通过流量变化时控制压力的变 化特性
32
直动式压力阀性能分析
结论
受到各种因素制约，使用范围受限 控制流量一般小于2L/min左右 适用于低压小流量应用场合 可作为其他控制阀的先导级
33
先导式溢流阀的基本原理
由直动式的 缺陷而来.
液压力与弹 簧力;液压 力与液压力
液压半桥
34
先导式溢流阀
一般采用两级控制（针对先导溢流阀） 主阀控制流量，导阀控制压力 采用级间压力耦合的工作原理 导阀采用半桥的控制原理 主阀与导阀有着一一对应的关系 通过多级控制，容易实现高压大流量的控制 后几条几乎为多级阀共同的特征
特点和结论
主阀流量增益很大 主阀前控制容积很大 主阀动特性比导阀差 主阀上腔的阻尼对稳定性很有益
64
压力阀的设计
步骤
根据功能和参数选择适当结构形式 根据性能参数确定主要结构尺寸 进行静态性能验算 进行动态性能分析 根据实验性能进行参数微调（特别是阻尼） 定型
65
压力阀的设计
结论： 1 增大导阀开度 2减小阀座面积 3减小流量压力系数 4减小固定节流孔或增大导阀控制容积
60
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
主阀力平衡方程 连续性方程
阀口和阻尼孔流量方程
61
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
62
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
63
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
67
压力阀的设计
导阀设计
半锥角
减小可使开度增大 减小降低流量增益，有助于稳定性 减小可减小应力集中，有利于密封
不考虑敏感腔转折频率，则阀芯的动特性可写 为
27
直动式压力阀性能分析
28
直动式压力阀性能分析
29
直动式压力阀性能分析
静态分析
30
直动式压力阀性能分析
控制压力 流量变化对控制压力的影响
结论：增大阀芯直径、增加预压缩量有利压力系数
结论：减小弹簧刚度、加大阀芯面积、增大流 量增益、合适的液动力补偿，都能改善性能
常用到的几个方程
阀芯受力平衡方程 阀口流量方程 流量连续性方程 负载力平衡方程
19
直动式压力阀性能分析
阀芯力平衡方程 流量连续性方程 阀口流量方程
20
直动式压力阀性能分析
增量化处理并拉氏变换有 将液动力等效成弹簧有
21
直动式压力阀性能分析
22
直动式压力阀性能分析
典型环节表示的块图
压力控制阀
1
压力控制阀
用于对系统中压力的控制 安全保护的必备元件 通过阀芯受力平衡关系决定阀芯的开口量，达
到调节目的 液阻（阻尼）对性能影响很大
2
压力阀的分类
溢流阀、开关阀：限制最高压力 减压阀：降压至规定值 顺序阀：根据压力的变化确定通路的顺序 平衡阀：对负负载（超越负载）的控制 压力及电器：监测压力
先导式溢流阀—静态特性
52
先导式溢流阀—静态特性
力平衡方程
导阀力平衡 主阀力平衡
液动力的补偿
53
先导式溢流阀—静态特性
流量方程
54
先导式溢流阀—静态特性
敏感腔控制压力 主阀开度
55
先导式溢流阀—静态特性
溢流阀的控制压力
包含了三项：敏感腔压力的影响、弹簧力的影 响和摩擦力的影响
提高性能途径：增大弹簧预压缩量、增大阀芯 面积、减小液动力的影响、增大阻尼、减小主 阀弹簧刚度
56
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
57
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
变换整理后有
58
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分 开环增益
59
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
为保证稳定性，须有
3
直动式溢流阀
4
直动式溢流阀
5
直动式溢流阀
阀芯上下两侧力的平衡 调压误差产生的原因 减小调压误差的途径
6
直动式减压阀
7
直动式减压阀
8
先导式减压阀
9
其他减压阀
10
顺序阀
11
平衡阀
3
2
1
油口 1 - 負載 油口 2 - 自由流 油口 3 - 導壓
12
平衡阀符号
13
压力阀功能的比较
35
先导式溢流阀——结构
36
先导式溢流阀——结构
37
先导式溢流阀——结构
38
先导式溢流阀——结构
39
先导式溢流阀——结构
40
先导式溢流阀——结构
41
先导式溢流阀——结构
42
其他溢流阀——结构
43
先导式减压阀——结构
44
先导式减压阀——结构
45
先导式顺序阀——结构
46
先导式溢流阀——半桥原理
47
先导式溢流阀—启闭特性
48
先导式溢流阀—泄荷阀
49
先导式溢流阀——多级调压
50
先导式溢流阀——特殊应用
➢For constant pump
➢For variable pump, relationship to DR-control.
51
➢Soft operation, unloading start. (与DBW相同）
直动或先导 先导阀基本选择二节同心结构 导阀设计中，减小液压力、合适的液动力补偿
及合适的阻尼结构，可扩大应用范围
66
压力阀的设计
导阀设计
导阀的增益（阀座孔径及半锥角） 固定节流孔直径
减小可减少泄漏，降低转折频率，有益于稳定性 太小容易堵塞、加工困难
导阀阀座孔直径
阀开度随开度增大而减小 增大导致稳定性变差 增大导致弹簧力和刚度增大
23
直动式压力阀性能分析
传递函数表达式
24
直动式压力阀性能分析
传函分析
传函由比例、一阶微分、惯性和二阶震荡环节组成 如果一阶微分和惯性环节相互抵消，则系统表现为二阶震荡
环节，稳定性较差 如降低惯性环节转折频率，则有可能稳定
25
直动式压力阀性能分析
增加阻尼孔后的分析
26
直动式压力阀性能分析
15
压力阀性能指标
静态性能
压力稳定性：外接干扰对阀控制压力的影响 压力损失及卸荷压力（无效的功率损失） 密封和泄漏量
16
压力阀性能指标
动态性能：在给定信号输入下，阀的响应过程， 常用阶跃信号输入描述
超调量
升压时间
压力回升时间
压力卸荷时间
17
直动式压力阀
18
直动式压力阀性能分析
数学模型建立
溢流阀：控制进口压力，阀口为节流口 泄漏口可内接
减压阀：控制出口压力，阀口为节流口 泄漏油外接
顺序阀：控制进口压力，阀口不一定是节流口 泄漏口一般外接
14
压力阀性能指标
静态性能
调压范围：在规定范围内调节时，控制压力能 平稳升降，无突变或迟滞
流量压力特性：通过流量变化时控制压力的变 化特性
32
直动式压力阀性能分析
结论
受到各种因素制约，使用范围受限 控制流量一般小于2L/min左右 适用于低压小流量应用场合 可作为其他控制阀的先导级
33
先导式溢流阀的基本原理
由直动式的 缺陷而来.
液压力与弹 簧力;液压 力与液压力
液压半桥
34
先导式溢流阀
一般采用两级控制（针对先导溢流阀） 主阀控制流量，导阀控制压力 采用级间压力耦合的工作原理 导阀采用半桥的控制原理 主阀与导阀有着一一对应的关系 通过多级控制，容易实现高压大流量的控制 后几条几乎为多级阀共同的特征
特点和结论
主阀流量增益很大 主阀前控制容积很大 主阀动特性比导阀差 主阀上腔的阻尼对稳定性很有益
64
压力阀的设计
步骤
根据功能和参数选择适当结构形式 根据性能参数确定主要结构尺寸 进行静态性能验算 进行动态性能分析 根据实验性能进行参数微调（特别是阻尼） 定型
65
压力阀的设计
结论： 1 增大导阀开度 2减小阀座面积 3减小流量压力系数 4减小固定节流孔或增大导阀控制容积
60
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
主阀力平衡方程 连续性方程
阀口和阻尼孔流量方程
61
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
62
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
63
先导式溢流阀—动态特性
主阀部分
67
压力阀的设计
导阀设计
半锥角
减小可使开度增大 减小降低流量增益，有助于稳定性 减小可减小应力集中，有利于密封
不考虑敏感腔转折频率，则阀芯的动特性可写 为
27
直动式压力阀性能分析
28
直动式压力阀性能分析
29
直动式压力阀性能分析
静态分析
30
直动式压力阀性能分析
控制压力 流量变化对控制压力的影响
结论：增大阀芯直径、增加预压缩量有利压力系数
结论：减小弹簧刚度、加大阀芯面积、增大流 量增益、合适的液动力补偿，都能改善性能
常用到的几个方程
阀芯受力平衡方程 阀口流量方程 流量连续性方程 负载力平衡方程
19
直动式压力阀性能分析
阀芯力平衡方程 流量连续性方程 阀口流量方程
20
直动式压力阀性能分析
增量化处理并拉氏变换有 将液动力等效成弹簧有
21
直动式压力阀性能分析
22
直动式压力阀性能分析
典型环节表示的块图
压力控制阀
1
压力控制阀
用于对系统中压力的控制 安全保护的必备元件 通过阀芯受力平衡关系决定阀芯的开口量，达
到调节目的 液阻（阻尼）对性能影响很大
2
压力阀的分类
溢流阀、开关阀：限制最高压力 减压阀：降压至规定值 顺序阀：根据压力的变化确定通路的顺序 平衡阀：对负负载（超越负载）的控制 压力及电器：监测压力
先导式溢流阀—静态特性
52
先导式溢流阀—静态特性
力平衡方程
导阀力平衡 主阀力平衡
液动力的补偿
53
先导式溢流阀—静态特性
流量方程
54
先导式溢流阀—静态特性
敏感腔控制压力 主阀开度
55
先导式溢流阀—静态特性
溢流阀的控制压力
包含了三项：敏感腔压力的影响、弹簧力的影 响和摩擦力的影响
提高性能途径：增大弹簧预压缩量、增大阀芯 面积、减小液动力的影响、增大阻尼、减小主 阀弹簧刚度
56
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
57
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
变换整理后有
58
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分 开环增益
59
先导式溢流阀—动态特性
先导控制部分
为保证稳定性，须有
3
直动式溢流阀
4
直动式溢流阀
5
直动式溢流阀
阀芯上下两侧力的平衡 调压误差产生的原因 减小调压误差的途径
6
直动式减压阀
7
直动式减压阀
8
先导式减压阀
9
其他减压阀
10
顺序阀
11
平衡阀
3
2
1
油口 1 - 負載 油口 2 - 自由流 油口 3 - 導壓
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平衡阀符号
13
压力阀功能的比较
35
先导式溢流阀——结构
36
先导式溢流阀——结构
37
先导式溢流阀——结构
38
先导式溢流阀——结构
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先导式溢流阀——结构
40
先导式溢流阀——结构
41
先导式溢流阀——结构
42
其他溢流阀——结构
43
先导式减压阀——结构
44
先导式减压阀——结构
45
先导式顺序阀——结构
46
先导式溢流阀——半桥原理
47
先导式溢流阀—启闭特性
48
先导式溢流阀—泄荷阀
49
先导式溢流阀——多级调压
50
先导式溢流阀——特殊应用
➢For constant pump
➢For variable pump, relationship to DR-control.
51
➢Soft operation, unloading start. (与DBW相同）