第五章液压控制阀含习题答案.pdf

第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 液压控制阀液压控制阀：对液压系统中的油液在方向对液压系统中的油液在方向、流量和压力上进行控制流量和压力上进行控制， 以保证执行机构按设计要求安全可靠地工作的元件以保证执行机构按设计要求安全可靠地工作的元件。 123123- -1 1 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 第四节第四节 其他类型的液压控制阀其他类型的液压控制阀 7474- -2 2 重点重点：阀的工作原理阀的工作原理 难点难点：阀的结构阀的结构 教学目的教学目的：了解阀的工作原理和用途了解阀的工作原理和用途，为系统分析设计做为系统分析设计做 准备准备 方向控制阀方向控制阀：利用阀心和阀体间相对位置的改变利用阀心和阀体间相对位置的改变，来实现来实现 阀内部某些油路的接通和断开阀内部某些油路的接通和断开，以满足液压系统中各换向以满足液压系统中各换向 功能的要求功能的要求。 分类分类：单向阀和换向阀单向阀和换向阀。 一一、单向阀单向阀 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -3 3 、单向阀单向阀 二二、换向阀换向阀 三三、其他类型的换向阀其他类型的换向阀 常用的单向阀常用的单向阀：普通单向阀普通单向阀；液控单向阀液控单向阀。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 一一、单向阀单向阀 7171- -4 4 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 1. 普通单向阀普通单向阀：油液只能沿一个方向流动油液只能沿一个方向流动，反向则阻止液体流动反向则阻止液体流动 一一、单向阀单向阀 7171- -5 5 球阀式普通单向阀 锥阀式普通单向阀 1阀体 2阀芯 3弹簧 功能和应用功能和应用： 开启压力0.030.05MPa。增大弹簧预压缩力，使开启压力达到0.20.6MPa ，可当背压阀用； 可用来分隔油路，防止油路间的干扰； 可安装在泵入口处，防止系统中的液压冲击影响泵工作。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -6 6 ABAB 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 2. 液控单向阀液控单向阀： 当当控制口控制口K处无压力油通入时处无压力油通入时，工作性能和普通单向阀一样工作性能和普通单向阀一样； 当当控制口控制口K有控制压力时有控制压力时，油液可在两个方向上自由流动油液可在两个方向上自由流动。 一一、单向阀单向阀 P1 通泄油口 7171- -7 7 1活塞 2顶杆 3阀芯 P1 P2 K 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 液控单向阀按泄漏油液的方式不同可分为液控单向阀按泄漏油液的方式不同可分为：内泄式和外泄式内泄式和外泄式 P2P1 7171- -8 8 反向导通正向导通 高压系统中高压系统中，液控单向阀反向开启前液控单向阀反向开启前，P2口的压力很高口的压力很高，导致液控单向阀反向开导致液控单向阀反向开 启的控制压力很高启的控制压力很高 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 液控单向阀液控单向阀（带卸荷阀芯带卸荷阀芯） K腔控制压力较低腔控制压力较低，先顶开卸荷阀芯先顶开卸荷阀芯6； 使使P1和和P2腔沟通腔沟通，使使P2腔的压力下降到接近腔的压力下降到接近P1腔腔 的压力的压力； 一一、单向阀单向阀 7171- -9 9 的压力的压力； 即使即使P2腔的压力比腔的压力比P1腔高很多腔高很多，也不会阻止锥阀也不会阻止锥阀 阀芯被顶起阀芯被顶起，最小控制压力为最小控制压力为0.05p2左右左右。 1控制活塞 2推杆 3锥阀 4弹簧座 5弹簧 6卸荷阀芯 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 液控单向阀液控单向阀（外泄式外泄式、带卸荷阀芯带卸荷阀芯） 7171- -1010 外泄 外泄与内泄的比较外泄与内泄的比较 P1P2 K 外泄式 (A口) 压力p1不会不会对控 制压力的作用产生决 定性的影响。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -1111 内泄 P1P2 K 内泄式 (A口) 压力p1会会对控制 压力的作用产生决定 性的影响。 具有良好的单向密封性能具有良好的单向密封性能。常用于执常用于执 行元件需要长时间保压行元件需要长时间保压、锁紧的情况锁紧的情况； 防止立式液压缸由于自重而下滑防止立式液压缸由于自重而下滑； 汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 液控单向阀的作用液控单向阀的作用 P2 P1 汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用 双液控单向阀来实现整个起重机支撑双液控单向阀来实现整个起重机支撑 的的，在系统停止供油时在系统停止供油时，支腿仍然能支腿仍然能 保持锁紧保持锁紧。称为称为双向液压锁双向液压锁。 7171- -1212 K 作用作用： P1、P3任一腔通压力油， 都可使P1与P2、 P3与P4接 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 双向液压锁双向液压锁 7171- -1313 a)结构图结构图b)原理图原理图 1阀体阀体 2控制活塞控制活塞 3卸荷阀心卸荷阀心 4锥阀锥阀(主阀心主阀心) 通。 P1、P3都不通压力油时， P2、 P4油口被两个液控 单向阀封闭。 P1 P2 双向液压锁双向液压锁 在汽车起重机支腿锁紧回路中的应用在汽车起重机支腿锁紧回路中的应用 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -1414 P3P4 工作原理工作原理：利用阀心相对于阀体的相对运动利用阀心相对于阀体的相对运动，达到特定的工作位达到特定的工作位 置置，使不同的油路接通使不同的油路接通、关闭关闭，从而变换液压油流动的方向从而变换液压油流动的方向，改改 变执行元件的运动方向变执行元件的运动方向。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 二二、换向阀换向阀 对换向阀的主要性能要求对换向阀的主要性能要求： F P压力油口压力油口； A、B工作油口工作油口； T回油口回油口。 7171- -1515 对换向阀的主要性能要求对换向阀的主要性能要求： 油路导通时，压力损失要小； 油路切断时，泄漏要小； 阀体换位时，操纵力要小。 TP AB PT BA 换向阀的分类换向阀的分类 分类方式分类方式类型类型 按阀的结构按阀的结构转阀式转阀式、滑阀式滑阀式 按阀的操纵方式按阀的操纵方式手动手动、机动机动( (行程行程) )、电磁电磁、液动液动、电液动电液动 二位二通二位二通、二位三通二位三通三位四通三位四通、 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -1616 按阀的位置和通路数按阀的位置和通路数 二位二通二位二通、二位三通二位三通三位四通三位四通、 三位五通三位五通 特点特点： 密封性能差密封性能差； 阀芯上的径向力不平衡阀芯上的径向力不平衡； 结构简单结构简单、紧凑紧凑。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 1. 转阀式换向阀转阀式换向阀(转阀转阀) 7171- -1717 a)工作原理图工作原理图b)应用应用 1阀心阀心2阀体阀体 应用应用：中低压系统中作为先中低压系统中作为先 导阀或小流量换向阀导阀或小流量换向阀。 例例：自卸汽车车箱举升机构自卸汽车车箱举升机构 （1）工作原理工作原理：滑阀式换向阀主要靠阀芯在阀体内作轴向运动而滑阀式换向阀主要靠阀芯在阀体内作轴向运动而 使相应油路接通或断开使相应油路接通或断开。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 2. 滑阀式换向阀滑阀式换向阀(滑阀或换向阀滑阀或换向阀) 7171- -1818 用方框表示换向阀的工作位置用方框表示换向阀的工作位置； 一个方框的上边和下边与外部连接的接一个方框的上边和下边与外部连接的接 口数即为通路数口数即为通路数； 方框内的箭头表示此位置上油路的通断方框内的箭头表示此位置上油路的通断 状态状态，但箭头的方向并不一定代表油液但箭头的方向并不一定代表油液 实际流动的方向实际流动的方向； （2）换向阀图形符号换向阀图形符号 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -1919 实际流动的方向实际流动的方向； 一般用一般用P表示进油口表示进油口，T或或O表示回油口表示回油口， A、B、C等表示与执行元件连接的油口等表示与执行元件连接的油口， 用用K表示控制油口表示控制油口； 方框内的方框内的“”“”“”表示此通路被阀表示此通路被阀 心封闭心封闭，即该路不通即该路不通； 用特定的线条表示操纵方式用特定的线条表示操纵方式、复位方式复位方式 和定位方式和定位方式 。 BA P T A B TP AB AB 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 71-20 PT P T A B TP AB TP AB P T A B 换向阀主体部分的结构型式换向阀主体部分的结构型式 7171- -2121 换向阀主体部分的结构型式换向阀主体部分的结构型式 名称名称结构原理图结构原理图图形符号图形符号使用场合使用场合 二位二通阀二位二通阀控制油路的接通与断开控制油路的接通与断开( (相当于一个开关相当于一个开关) ) 二位三通阀二位三通阀图图3 3控制液流方向控制液流方向( (从一个方向换成另一个方向从一个方向换成另一个方向) ) 二位四通阀二位四通阀 不能使执行元件在不能使执行元件在 任一位置上停止运任一位置上停止运 动动 执行元件正反向运执行元件正反向运 7171- -2222 控制执控制执 行元件行元件 换向换向 动动 执行元件正反向运执行元件正反向运 动时回油方式相同动时回油方式相同 三位四通阀三位四通阀 能使执行元件在任能使执行元件在任 一位置上停止运动一位置上停止运动 二位五通阀二位五通阀 不能使执行元件在不能使执行元件在 任一位置上停止运任一位置上停止运 动动 执行元件正反向运执行元件正反向运 动时回油方式不同动时回油方式不同 三位五通阀三位五通阀图图1111 能使执行元件在任能使执行元件在任 一位置上停止运动一位置上停止运动 换向阀操纵形式换向阀操纵形式 操纵方式操纵方式图形符号图形符号简要说明简要说明 手动手动手动操纵手动操纵，弹簧复位弹簧复位，中间位置时阀口互不相通中间位置时阀口互不相通 机动机动挡块操纵挡块操纵，弹簧复位弹簧复位，通口常闭通口常闭 电磁电磁电磁铁操纵电磁铁操纵弹簧复位弹簧复位 7171- -2323 电磁电磁电磁铁操纵电磁铁操纵，弹簧复位弹簧复位 液动液动液压操纵液压操纵，弹簧复位弹簧复位，中间位置时四口互通中间位置时四口互通 电液动电液动 电磁铁先导控制电磁铁先导控制，液压驱动液压驱动，阀心移动速度可分别阀心移动速度可分别 由两端的节流阀调节由两端的节流阀调节，使系统中执行元件能实现平使系统中执行元件能实现平 稳的换向稳的换向 湿式湿式：（：（本图本图） 寿命长寿命长，1000 万次以上万次以上 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 换向阀结构换向阀结构：以三位四通电磁换向阀为例说明其结构以三位四通电磁换向阀为例说明其结构 7171- -2424 a)结构原理图结构原理图b)图形符号图形符号 1阀体阀体 2阀芯阀芯 3定位套定位套 4对中弹簧对中弹簧 5挡圈挡圈 6推杆推杆 7环环8线圈线圈 9衔铁衔铁 10导套导套 11插头组件插头组件 干式干式：5060 万次万次 左、右电磁铁 断电（复中位） 左电磁铁 电磁换向阀的工作原理 P T A B 右电磁铁 通电换向 左电磁铁 通电换向 P T A B + P T A B + 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 湿式和干式湿式和干式 湿式电磁铁湿式电磁铁： 电磁铁导磁套内腔与回油相通，且密封； 结构简单，摩擦力小（主阀与电磁铁之间 无密封）； 电磁铁内部不生锈（尤其在露天潮湿的场 合）；合）； 热交换好； 铁芯可以靠油来缓冲，润滑，冲击小。 干式电磁铁干式电磁铁： 电磁铁内腔不与回油相通； 各部均不受液压力的作用，油液的污物不 会进入，线圈的绝缘性不受油液的影响。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 二位三通电磁换向阀二位三通电磁换向阀 7171- -2727 通电时不通电时 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀 7171- -2828 右位左位 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 三位四通液动换向阀三位四通液动换向阀 7171- -2929 弹簧对中型三位四通液动换向阀 三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀：电磁换向阀和液动换向阀的组合电磁换向阀和液动换向阀的组合。电磁换向电磁换向 阀起先导作用阀起先导作用，控制液动换向阀的动作控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀液动换向阀作为主阀，用用 于控制液压系统中的执行元件于控制液压系统中的执行元件。 右侧电磁右侧电磁 铁通电铁通电 Ax AxBx 7171- -3030 外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀 通油箱T AxBx 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀 7171- -3131 左位左位 右位右位 型式型式符号符号中位通路状况中位通路状况、特点及应用特点及应用 O型型 四口全封闭四口全封闭，液压泵不卸荷液压泵不卸荷，液压缸闭锁液压缸闭锁， 可用于多个换向阀的并联工作可用于多个换向阀的并联工作。液压缸充满油液压缸充满油， 从静止到起动平稳从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起液压制动时运动惯性引起液压 冲击较大冲击较大；换向位置精度高换向位置精度高 H型型 四口全接通四口全接通，泵卸荷泵卸荷，液压缸处于浮动状态液压缸处于浮动状态， 在外力作用下可移动在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有液压缸从静止到起动有 冲击冲击；制动比制动比O型平稳型平稳；换向位置变动大换向位置变动大 P口封闭口封闭，A、B、T三口相通三口相通，泵不卸荷泵不卸荷，液液 三位四通换向阀中位机能三位四通换向阀中位机能 中位机能中位机能：三位换向三位换向 阀的阀芯在中间位置阀的阀芯在中间位置 时时，各通口之间的不各通口之间的不 同接通方式同接通方式。 Y型型 P口封闭口封闭，A、B、T三口相通三口相通，泵不卸荷泵不卸荷，液液 压缸浮动压缸浮动，在外力作用下可移动在外力作用下可移动。液压缸从静液压缸从静 止到起动有冲击止到起动有冲击；制动性能介于制动性能介于O型和型和H型之间型之间 K型型 P 、A、T相通相通，B口封闭口封闭，泵卸荷泵卸荷，液压缸液压缸 处于闭锁状态处于闭锁状态。两个方向换向时性能不同两个方向换向时性能不同 M型型 P 、 T相通相通，A 、B 口封闭口封闭，泵卸荷泵卸荷，液压缸液压缸 闭锁闭锁，从静止到起动较平稳从静止到起动较平稳；制动性与制动性与O 型相型相 同同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中 X型型 四口处于半开启状态四口处于半开启状态，泵基本卸荷泵基本卸荷，但仍保但仍保 持一定的压力持一定的压力。换向性能介于换向性能介于O 型和型和H型之间型之间 P型型 P 、A 、B 相通相通， T封闭封闭，泵与液压缸两腔相泵与液压缸两腔相 通通，可组成差动连接可组成差动连接。从静止到起动平稳从静止到起动平稳；制制 动平稳动平稳；换向位置变动比换向位置变动比 H型的小型的小，应用广泛应用广泛 7171- -3232 中位中位 机能机能 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 选择阀的中位机能时要考虑的问题选择阀的中位机能时要考虑的问题 系统保压系统保压：P口断开口断开，系统保压系统保压，用于多个换向阀并联工作用于多个换向阀并联工作。（。（O、Y型型） 系统卸荷系统卸荷：P口通畅地与口通畅地与T口接通时口接通时，系统卸荷系统卸荷。（。（H、K、M型型） 液压缸液压缸“浮动浮动”和在任意位置上的停止和在任意位置上的停止：中位中位A、B两口互通两口互通，卧卧 式液压缸呈浮动状态式液压缸呈浮动状态。（H型型、Y型型、U型型）7171- -3333 换向平稳性和精度换向平稳性和精度：A、B口通口通T口时口时，换向过程中工作部件不易换向过程中工作部件不易 制动制动，换向精度低换向精度低，但液压冲击小但液压冲击小。（Y型型、J型型、N型型） 起动平稳性起动平稳性：中位时中位时，液压缸某腔通油箱液压缸某腔通油箱，则该腔内无油液起缓则该腔内无油液起缓 冲作用冲作用，起动不太平稳起动不太平稳。（Y型型、J型型、N型型） 中位中位 机能机能 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 1.电磁球阀电磁球阀：以电磁铁推动钢球实现油路的通断和切换以电磁铁推动钢球实现油路的通断和切换 三三、其它类型的换向阀其它类型的换向阀 7171- -3434 断电通电 密封性好密封性好； 反应速度快反应速度快； 换向频率高换向频率高，可达可达250次次min以上以上； 对液压油液的粘度适用范围宽对液压油液的粘度适用范围宽； 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 电磁球阀的特点电磁球阀的特点 不易产生液压卡紧不易产生液压卡紧，可用于高压系可用于高压系 统中统中； 抗污染能力好抗污染能力好； 主要用于小流量系统中直接用于控主要用于小流量系统中直接用于控 制主油路制主油路，或在大流量系统中作为或在大流量系统中作为 先导控制元件使用先导控制元件使用。 7171- -3535 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 7171- -3636 手动阀是汽车自动变速器液压控制系统中使手动阀是汽车自动变速器液压控制系统中使 用的一种换向阀用的一种换向阀，其相当于油路的总开关其相当于油路的总开关，由由 驾驶室内的换挡手柄控制驾驶室内的换挡手柄控制。 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 三三、其它类型的换向阀其它类型的换向阀 2. 手动阀手动阀 P位位：主油路1关闭，油路2、5、 6全部与泄油孔接通，无档位。 R位位：主油路1打开，泄油孔3关 闭，1、2接通，获得倒档，5、6 与泄油孔7接通，无前进档。 N位位：主油路1打开，油路2、5、 6与泄油孔接通，处于空档。 S位位：主油路1打开，油路1、5、 6接通，油路2与泄油孔3接通， 获得前进1、2档。 7171- -3737 1主油路主油路2倒挡油路倒挡油路3、7泄油孔泄油孔4阀心阀心 5前进挡油路前进挡油路6前进低挡油路前进低挡油路 与泄油孔接通处于空档 D位位：主油路1打开，油路1、5接 通，油路2、6分别与泄油孔接通 ，获得全部前进档。 L位位：与S位相似，但油路6封闭 了除1档外的所有前进档的换位 阀，即L位只获得1档。 自动换挡自动换挡：自动变速器的换挡操自动变速器的换挡操 纵手柄位于前进挡位或闭锁挡位纵手柄位于前进挡位或闭锁挡位 (S、L或或2、1)时时，可根据车辆行可根据车辆行 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 三三、其它类型的换向阀其它类型的换向阀 3. 换挡阀换挡阀（液动换向阀液动换向阀） a)电磁阀断开电磁阀断开 7171- -3838 驶的不同工况自动地调节挡位驶的不同工况自动地调节挡位。 方法方法：通过主油路的压力油作用通过主油路的压力油作用 于换挡阀于换挡阀，在换挡阀的控制下进在换挡阀的控制下进 入不同的挡位油路来得到不同的入不同的挡位油路来得到不同的 挡位挡位。 1换挡电磁阀换挡电磁阀 2换挡阀换挡阀 3主油路压力油主油路压力油 4至换挡执行机构至换挡执行机构 b)电磁阀接通电磁阀接通 7171- -3939 作业作业：5-1，5-2，5-3 7171- -4040 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 压力控制阀压力控制阀：在液压系统中在液压系统中，用来控制液压油压力和利用来控制液压油压力和利 用液压油压力来控制其他液压元件动作的阀用液压油压力来控制其他液压元件动作的阀。 工作原理工作原理：利用液压力和弹簧力相平衡的原理利用液压力和弹簧力相平衡的原理。 按其功能和用途不同可分为按其功能和用途不同可分为： 7171- -4141 一一、溢流阀溢流阀 二二、减压阀减压阀 三三、顺序阀顺序阀 四四、压力继电器压力继电器 溢流阀溢流阀：通过控制油液溢流通过控制油液溢流，使液压系统的压力维持恒定使液压系统的压力维持恒定，从而实从而实 现系统的稳压现系统的稳压、调压和限压调压和限压。 根据结构不同根据结构不同，溢流阀可分为溢流阀可分为：直动式和先导式直动式和先导式。 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 一一、溢流阀溢流阀 调压螺母 7171- -4242 调压弹簧 上盖 阀芯 阻尼孔 控制腔 直动式溢流阀入口压力直动式溢流阀入口压力：基本恒定基本恒定。 当经过溢流阀的流量改变时，阀口开度也改变，但阀芯的移动量很小，作用在 阀芯上的弹簧力的变化也很小。 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 s0 const K x p cs0s0 pAKxxK x s0 Kxx p 7171- -4343 原理总结原理总结：直动式溢流阀利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来直动式溢流阀利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来 控制溢流压力控制溢流压力。 缺点缺点：随工作压力的提高随工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力要增加直动式溢流阀上的弹簧力要增加，弹簧刚度也要增弹簧刚度也要增 加加。当溢流量变化时当溢流量变化时，溢流压力波动加大溢流压力波动加大。因此直动式溢流阀一般只应用于低因此直动式溢流阀一般只应用于低 压系统压系统。 c constp A c pA c A 先导式溢流阀先导式溢流阀（二级同心二级同心） 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 7171- -4444 1调压手轮调压手轮 2调压弹簧调压弹簧（先导阀芯先导阀芯） 3先导阀芯先导阀芯 4主阀弹簧主阀弹簧 5主阀芯主阀芯 K P T 先导阀3开启时，油液经阻尼孔e流动，阻 尼孔e产生压力降p，使主阀芯下腔压力 大，上腔压力小，主阀芯上移，阀口打开 ，实现溢流调压。 导向处同心 二级同心式先导式溢流阀二级同心式先导式溢流阀 7171- -4545 二级同芯先导式溢流阀 阀口处同心 导向处同心 二级同心式：要求主阀阀芯的圆柱导向面、圆柱密封表面与阀体 配合较好，两处同心度要求较高。 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 导向处同心 三级同心式先导式溢流阀三级同心式先导式溢流阀 s 2 s () F p A 近似恒定 7171- -4646 阀口处同心 活塞处同心 压力压力p1较小时较小时，先导阀关闭先导阀关闭：阀内油液处于静止状态，压力处处相等（ p1）； 压力压力p1增大到开启压力时增大到开启压力时，先导阀开启先导阀开启：油液经阀内阻尼孔5-a-先导阀泄油口流动，流经流经 阻尼孔阻尼孔5时产生压降时产生压降，使使p285% pn 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 直动式和先导式溢流阀静态特性的比较直动式和先导式溢流阀静态特性的比较 7171- -5353 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 溢流阀的动态特性溢流阀的动态特性：流量阶跃时的压力响应特性流量阶跃时的压力响应特性。其衡量指标主要有其衡量指标主要有 压力超调量压力超调量、响应时间响应时间等等。 7171- -5454 作为溢流阀作为溢流阀，使系统压力恒定使系统压力恒定 作为安全阀作为安全阀，对系统起过载保护作用对系统起过载保护作用； 作为背压阀作为背压阀，提供回油阻力提供回油阻力，使执行元件运动平稳使执行元件运动平稳； 实现远程调压或系统卸荷实现远程调压或系统卸荷。 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 溢流阀的应用溢流阀的应用 7171- -5555 V 减压阀减压阀：利用液体流过缝隙产生压降的原理利用液体流过缝隙产生压降的原理，使出口压力低于进口使出口压力低于进口 压力的压力控制阀压力的压力控制阀。 按调节要求的不同按调节要求的不同，减压阀可分为减压阀可分为： 定值减压阀定值减压阀； 定比减压阀定比减压阀 定差减压阀定差减压阀。 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 二二、减压阀减压阀 7171- -5656 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 减压阀的结构和图形符号减压阀的结构和图形符号 7171- -5757 a) 结构结构b)图形符号图形符号（直动式直动式） c)图形符号图形符号（先导式先导式） 1先导阀芯先导阀芯 2阀体阀体 3主阀芯主阀芯 4阀盖阀盖 先导式减压阀先导式减压阀 半桥式 先导控 制部分 代表液压先导控制 先导型减压阀 与符号的对应关系 减压阀符号 主级指令 3ss0s 3ss0 s s p AKxx p AK x K x 导阀比较 Ks(xs0+xs) p3As 主级测压面 2300 30 2 p Ap AKxxKx p AKx p A 主阀比较： ss0 3 const s K x p A 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 三三、顺序阀顺序阀：利用油液压力作为控制信号来控制油路通断，保证液 压系统中多个执行元件的动作有一定的先后顺序 7171- -6060 1调节螺钉调节螺钉 2弹簧弹簧 3阀盖阀盖 4阀体阀体 5阀芯阀芯 6控制活塞控制活塞7端盖端盖 直动式顺序阀直动式顺序阀 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 7171- -6161 FL1 FL2 pY F1/A14】：m=1；薄壁孔【l/d0.5 】：m0.5；介于两者之间的为0.5m1）； （1）节流口前后的压差节流口前后的压差p 影响节流口流量稳定的因素影响节流口流量稳定的因素 VT () m qKAp T 11 cot p T 节流刚度节流刚度T：节流口前节流口前、后压力差的变化量与通过阀流量变化量之后压力差的变化量与通过阀流量变化量之 比比，即引起单位流量变化的压差数值即引起单位流量变化的压差数值。 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 123123- -6969 1- T m p T KA m V V cot tan T q q p 相当于节流特性曲线上某点的 切线与横坐标的夹角的余切。 节流刚度节流刚度T分析结论分析结论： T越大越大，越小越小，节流阀性能越好节流阀性能越好。 即节流口通流面积即节流口通流面积AT越小越小，节流口节流口 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 T V V 11 cot tan p T q q p 1- T m p T KA m VT ()mqKAp 123123- -7070 两端的压差两端的压差p越大越大，越有利于提高越有利于提高 节流阀的节流刚度节流阀的节流刚度； T太大太大，造成压力损失也越大造成压力损失也越大，而而 且可能造成阀口太小而堵塞且可能造成阀口太小而堵塞，一般一般 压差压差p为为0.150.4MPa。 指数项指数项m的影响的影响： m值越大值越大， p的变化量对流量的变化量对流量qV的影响越大的影响越大； 薄壁孔式节流口比细长孔式节流孔好薄壁孔式节流口比细长孔式节流孔好，节流阀阀口多为薄壁孔节流阀阀口多为薄壁孔。 油的粘度随液压油的温度发生变化油的粘度随液压油的温度发生变化，使使K值也发生变化值也发生变化，节流节流 阀的流量受到影响阀的流量受到影响。 （2）液压油温度液压油温度 影响节流口流量稳定的因素影响节流口流量稳定的因素 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大，对薄壁孔式节流对薄壁孔式节流 VT () m qKAp 123123- -7171 油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大，对薄壁孔式节流对薄壁孔式节流 口的流量几乎没有影响口的流量几乎没有影响。因此因此，性能好的节流阀一般采用薄壁性能好的节流阀一般采用薄壁 孔类的节流口孔类的节流口。 细长孔流量公式细长孔流量公式： 4 128 V d qp l 流量阀在工作时流量阀在工作时，节流口的通流断面通常是很小的节流口的通流断面通常是很小的，当系统速度较低时更是这当系统速度较低时更是这 样样。因此节流口很容易被油液中所含的机械杂质因此节流口很容易被油液中所含的机械杂质、胶质沉淀物和氧化物等杂质胶质沉淀物和氧化物等杂质 堵塞堵塞，另外油液中的极化分子和金属表面吸附作用会破坏节流口的形状另外油液中的极化分子和金属表面吸附作用会破坏节流口的形状、大小大小。 （3）节流口的形状节流口的形状 影响节流口流量稳定的因素影响节流口流量稳定的因素 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 VT () m qKAp 123123- -7272 节流阀的堵塞现象节流阀的堵塞现象：在节流口被堵塞的瞬间在节流口被堵塞的瞬间，油液断流油液断流，压力很快升高压力很快升高，直到直到 把堵塞的小孔冲开把堵塞的小孔冲开，流量又突然加大流量又突然加大。该过程不断重复该过程不断重复，造成了时多时少的流造成了时多时少的流 量脉动量脉动，严重时完全断流严重时完全断流，使节流阀丧失工作能力使节流阀丧失工作能力。 流量稳定性影响因素流量稳定性影响因素：节流口通流截面积大节流口通流截面积大 ，通道短通道短，水力半径大通流能力就水力半径大通流能力就 强强，流量稳定性就好流量稳定性就好，最小稳定流量越小最小稳定流量越小；反之流量稳定性差反之流量稳定性差。 节流孔形状比较节流孔形状比较：圆形好于三角形圆形好于三角形，矩形好于缝隙矩形好于缝隙。 4.节流口的形式节流口的形式 序号序号节流口名称节流口名称特特点点结构形式结构形式 1针阀式节流口针阀式节流口 结构简单结构简单，针阀作轴向移动针阀作轴向移动，但水力半径小但水力半径小， 易堵塞易堵塞，受油温影响较大受油温影响较大，流量稳定性差流量稳定性差，适适 用于对节流性能要求不高的系统用于对节流性能要求不高的系统 2偏心槽式节流口偏心槽式节流口 在阀心上开有截面为三角槽的周向偏心槽在阀心上开有截面为三角槽的周向偏心槽， 通过转动阀心改变通流面积通过转动阀心改变通流面积。流量稳定性较好流量稳定性较好， 但在阀心上有径向不平衡力但在阀心上有径向不平衡力，使阀心转动费力使阀心转动费力， 易堵塞易堵塞。一般用于低压一般用于低压、大流量和对流量稳定大流量和对流量稳定 性要求不高的系统中性要求不高的系统中 123123- -7373 3 轴向三角槽式节轴向三角槽式节 流口流口 工艺性好工艺性好，结构简单结构简单，径向力平衡径向力平衡，水力半水力半 径较合适径较合适，调节范围大调节范围大，稳定流量较小稳定流量较小，但油但油 温变化对流量有一定影响温变化对流量有一定影响，广泛应用于各种流广泛应用于各种流 量阀中量阀中 4 周向缝隙式节流周向缝隙式节流 口口 节流口接近于薄壁孔节流口接近于薄壁孔，通道短通道短，水力半径大水力半径大， 不易堵塞不易堵塞，受油温影响小受油温影响小，用于低压小流量用于低压小流量（ 约约30mL/min）场合场合，其流量稳定特性也较好其流量稳定特性也较好 5 轴向缝隙式节流轴向缝隙式节流 口口 节流口更接近于薄壁孔节流口更接近于薄壁孔，流量对温度变化不流量对温度变化不 敏感敏感，通流性能较好通流性能较好，这种节流口为目前最好这种节流口为目前最好 的节流口之一的节流口之一，用于性能要求较高用于性能要求较高、低压低压（ 7MPa）小流量小流量（约约20mL/min）的流量阀上的流量阀上 D B B h h D h 4.节流口的形式节流口的形式 123123- -7474 hB；B 阀体沉割槽的宽度。 直角凸肩节流口直角凸肩节流口针阀针阀（锥形锥形）节流口节流口 特点特点：结构简单结构简单，针阀作轴向移动针阀作轴向移动，但水力半但水力半 径小径小，易堵塞易堵塞，受油温影响较大受油温影响较大，流量稳定性流量稳定性 差差，适用于对节流性能要求不高的系统适用于对节流性能要求不高的系统 4.节流口的形式节流口的形式 123123- -7575 偏心槽式节流口偏心槽式节流口 特点特点：在阀心上开有截面为三角槽的周向偏心槽在阀心上开有截面为三角槽的周向偏心槽，通过转动阀心改变通流通过转动阀心改变通流 面积面积。流量稳定性较好流量稳定性较好，但在阀心上有径向不平衡力但在阀心上有径向不平衡力，使阀心转动费力使阀心转动费力， 易堵塞易堵塞。一般用于低压一般用于低压、大流量和对流量稳定性要求不高的系统中大流量和对流量稳定性要求不高的系统中。 l D h 4.节流口的形式节流口的形式 特点特点：工艺性好工艺性好，结构简单结构简单，径径 向力平衡向力平衡，水力半径较合适水力半径较合适，调调 节范围大节范围大，稳定流量较小稳定流量较小，但油但油 温变化对流量有一定影响温变化对流量有一定影响，广泛广泛 应用于各种流量阀中应用于各种流量阀中 轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 123123- -7676 b h a 4.节流口的形式节流口的形式 123123- -7777 周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 特点特点：节流口接近于薄壁孔节流口接近于薄壁孔，通道短通道短，水力半径大水力半径大，不易堵塞不易堵塞，受油温受油温 影响小影响小，用于低压小流量用于低压小流量（约约30mL/min）场合场合，其流量稳定特性也较其流量稳定特性也较 好好。 4.节流口的形式节流口的形式 123123- -7878 特点特点：薄壁节流口薄壁节流口，壁厚约壁厚约0.070.09mm，流量受温度的影响小流量受温度的影响小、不易堵塞不易堵塞 、最低稳定流量约最低稳定流量约20ml/min 。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面 积积。节流口易变形节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点工艺复杂是本结构的缺点。 轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口 （1）普通节流阀普通节流阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 5. 节流阀的典型结构节流阀的典型结构 123123- -7979 a)结构图结构图b)职能符号职能符号 1阀体阀体 2阀心阀心 3调节手轮调节手轮 （2）单向节流阀单向节流阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 P1 P2 123123- -8080 a)结构图结构图b)职能符号职能符号 1弹簧弹簧 2阀心阀心 3阀体阀体 4顶杆顶杆 5螺母螺母 P1 P2 P1 P2 节流阀的最小稳定流量节流阀的最小稳定流量：指在不发生节流口堵塞现象的条件下节流阀指在不发生节流口堵塞现象的条件下节流阀 能正常工作的最小流量能正常工作的最小流量。 物理意义物理意义：最小稳定流量最小稳定流量qVmin的值越小的值越小，说明节流阀节流口的通流性说明节流阀节流口的通流性 越好越好，允许系统执行元件工作的最低速度允许系统执行元件工作的最低速度vmin=qVmin/A就越小就越小。 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 6. 最小稳定流量及其物理意义最小稳定流量及其物理意义 123123- -8181 越好越好，允许系统执行元件工作的最低速度允许系统执行元件工作的最低速度 min qVmin就越小就越小。 实际回路中实际回路中，节流阀的最小稳定流量节流阀的最小稳定流量qVmin必须比系统执行元件必须比系统执行元件 工作的最低速度所决定的流量值工作的最低速度所决定的流量值vminA（一般流量控制阀最小稳定流一般流量控制阀最小稳定流 量为量为0.05L/min）小小，这样才能保证执行元件低速工作时的速度稳定这样才能保证执行元件低速工作时的速度稳定 性性。这是是选用节流阀的一个主要原则这是是选用节流阀的一个主要原则。 7. 节流阀的作用节流阀的作用：节流调速节流调速；负载阻尼负载阻尼；压力缓冲压力缓冲。 节流阀的速度刚性较差节流阀的速度刚性较差，当节流调速回路的负载变化时当节流调速回路的负载变化时，节流阀压节流阀压 差随之变化差随之变化，流量也发生变化流量也发生变化，即流量受负载变化影响即流量受负载变化影响，从而不能从而不能 使执行元件速度保持稳定使执行元件速度保持稳定。 调速阀调速阀：带压力补偿的流量阀称为调速阀带压力补偿的流量阀称为调速阀（采取压力补偿的办法使采取压力补偿的办法使 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 二二、调速阀调速阀 调速阀调速阀：带压力补偿的流量阀称为调速阀带压力补偿的流量阀称为调速阀（采取压力补偿的办法使采取压力补偿的办法使 节流阀前后的压差保持在一个稳定的值上节流阀前后的压差保持在一个稳定的值上，使流量不变使流量不变）。 调速阀的两种具体结构调速阀的两种具体结构： 将减压阀串联在节流阀之前，称为调速阀调速阀； 将定压溢流阀与节流阀并联，称为溢流节流阀溢流节流阀。 123123- -8282 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 调速阀的工作原理调速阀的工作原理 123123- -8383 p1p3 (c) 简化职能符号简化职能符号 (b)职能符号职能符号 p1p3p2 ab 减压阀芯减压阀芯 Ab p3 FL 3b2dcs Fp ApAA 调速阀的工作原理调速阀的工作原理 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 a 减压阀芯减压阀芯 Ac f 节流阀芯节流阀芯 ed p1 p2 c p3 Ad ( a )结构原理结构原理 3b2dcs Fp ApAA bdc AAA s 23 b const F pp A 结论结论：节流口压差在工作过程中基本 保持不变。通过节流口的流量基本不 会因负载的变化而改变。 123123- -8484 调速阀能保持流量稳定调速阀能保持流量稳定，主要是由于在节流阀之前串联了减压阀主要是由于在节流阀之前串联了减压阀，而减压阀具而减压阀具 有压力补偿作用有压力补偿作用，这样就使节流阀口前后的压差保持近似不变这样就使节流阀口前后的压差保持近似不变，而使流量保持近而使流量保持近 似恒定似恒定。 T223 2 () Vq qC App 调速阀的静态特性分析调速阀的静态特性分析 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 123123- -8585 调速阀与普通节流阀特性曲线比较调速阀与普通节流阀特性曲线比较： 压差较小时压差较小时，减压阀阀口全开，起不 到补偿节流阀前后压差的作用，调速 阀特性与普通节流阀相同； 调速阀压差大于一定数值后调速阀压差大于一定数值后，减压阀 开始工作，流量才基本稳定，而节流 阀的流量随压差发生变化。 由节流阀与差压式溢流阀并联组成的由节流阀与差压式溢流阀并联组成的，能补偿节流阀两端的压差能补偿节流阀两端的压差 变化变化，使通过溢流节流阀的流量基本不受负载变化的影响使通过溢流节流阀的流量基本不受负载变化的影响。 3. 溢流节流阀溢流节流阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 123123- -8686 3. 溢流节流阀溢流节流阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 2a1bcs Fp ApAA abc AAA s const F 123123- -8787 a)原理图原理图 b)职能符号职能符号 c)简化职能符号简化职能符号 1溢流阀心溢流阀心 2节流阀心节流阀心 3-溢流阀溢流阀 e s 12 a constpp A Ab Aa Ac 注意注意： 泵出口处的系统压力泵出口处的系统压力p1随负载随负载FL变变 化而变化化而变化； 溢流阀溢流阀3为安全阀为安全阀。 调速阀应用范围较广调速阀应用范围较广。调速阀可安装在执行元件的进调速阀可安装在执行元件的进、回油路和旁回油路和旁 油路上油路上，而溢流节流阀只能安装在节流调速回路的进油路上组成进而溢流节流阀只能安装在节流调速回路的进油路上组成进 油路节流调速回路油路节流调速回路。 采用溢流节流阀的系统效率较高采用溢流节流阀的系统效率较高。原因原因：泵出口处的系统压力随负泵出口处的系统压力随负 载变化而变化载变化而变化，没有溢流损失没有溢流损失，功率损失少功率损失少，系统发热量少系统发热量少。 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 4. 调速阀与溢流节流阀的比较调速阀与溢流节流阀的比较 载变化而变化载变化而变化，没有溢流损失没有溢流损失，功率损失少功率损失少，系统发热量少系统发热量少。 调调速阀较溢流节流阀流量稳定性好速阀较溢流节流阀流量稳定性好。 调速阀调速阀：减压阀的弹簧较软减压阀的弹簧较软，节流阀两端压差变化小节流阀两端压差变化小，流量稳定性好流量稳定性好， 速度稳定速度稳定； 溢流节流阀溢流节流阀：溢流阀承载大溢流阀承载大，通流流量大通流流量大，弹簧较硬弹簧较硬，当负载变化时当负载变化时， 节流口两端的压力变化较大节流口两端的压力变化较大，流量稳定性差流量稳定性差，速度不稳速度不稳。 123123- -8888 ab 减压阀芯减压阀芯 p3 FL 调速阀与溢流节流阀的比较调速阀与溢流节流阀的比较 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 123123- -8989 a f 节流阀芯节流阀芯 ed p1 p2 c ( a )结构原理结构原理 e 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 溢流节流阀不能接在回油路和旁油路上的说明溢流节流阀不能接在回油路和旁油路上的说明 123123- -9090 P2口接油箱，a腔压力为0，在p1口流入的压力油作用下，溢流阀阀芯始终处于 最右端