汽车液压原理液压控制阀PPT课件

1、64-11.普通单向阀 液压系统中常用的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。第1页/共63页64-22.液控单向阀 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长时间保压、锁紧的情况，也用于防止立式液压缸在自重作用下下滑等。 第2页/共63页64-3内泄式液控单向阀第3页/共63页64-4双向液压锁 a)结构图 b)原理图 1阀体 2控制活塞 3卸荷阀心 4锥阀(主阀心)第4页/共63页64-5二、换向阀 换向阀是利用阀心相对于阀体的相对运动，达到特定的工作位置，使不同的油路接通、关闭，从而变换液压油流动的方向，改变执行元件的运动方向。 换向阀类型换向阀类型分类方式分类方式类型类型按阀

2、的结构按阀的结构转阀式、滑阀式转阀式、滑阀式按阀的操纵方式按阀的操纵方式手动、机动手动、机动( (行程行程) )、电磁、液动、电液动、电磁、液动、电液动按阀的位置和通路按阀的位置和通路数数二位二通、二位三通二位二通、二位三通三位四通、三位四通、三位五通三位五通第5页/共63页64-61.转阀式换向阀(转阀) a)工作原理图 b)应用 1阀心 2阀体第6页/共63页64-72.滑阀式换向阀(滑阀) 滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛，所以本章主要以滑阀式换向阀为主介绍换向阀的各项工作性能。第7页/共63页64-8换向阀图形符号 1）用方框表示换向阀的工作位置； 2）一个方框的上边和下边与

3、外部连接的接口数即为通路数； 3）方框内的箭头表示此位置上油路的 通断状态，但箭头的方向并不一定代表 油液实际流动的方向； 4）一般用P表示进油口，T或O表示回 油口，A、B、C等表示与执行元件连接 的油口，用K表示控制油口； 5）方框内的“”“”表示此通路 被阀心封闭，即该路不通。 第8页/共63页64-9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

4、向) )二位四通阀二位四通阀控制执控制执行元件行元件换向换向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第9页/共63页64-10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

5、说明简要说明手动手动手动操纵，弹簧复位，中间位置时阀口互不相通手动操纵，弹簧复位，中间位置时阀口互不相通机动机动挡块操纵，弹簧复位，通口常闭挡块操纵，弹簧复位，通口常闭电磁电磁电磁铁操纵，弹簧复位电磁铁操纵，弹簧复位液动液动液压操纵，弹簧复位，中间位置时四口互通液压操纵，弹簧复位，中间位置时四口互通 电液动电液动电磁铁先导控制，液压驱动，阀心移动速度可分别电磁铁先导控制，液压驱动，阀心移动速度可分别由两端的节流阀调节，使系统中执行元件能实现平由两端的节流阀调节，使系统中执行元件能实现平稳的换向稳的换向第10页/共63页64-11换向阀结构 以三位四通换向阀为例说明其结构a)结构原理图结构原理图

6、 b)图形符号图形符号1阀体阀体 2阀心阀心 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插头组件插头组件第11页/共63页64-12二位三通电磁换向阀第12页/共63页64-13三位四通电液换向阀第13页/共63页64-14三位四通手动换向阀第14页/共63页64-15型式型式符号符号中位通路状况、特点及应用中位通路状况、特点及应用O型型 四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的并联工作。液压缸充满油，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引并联工作。液压缸充满

7、油，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起液压冲击较大；换向位置精度高起液压冲击较大；换向位置精度高H型型 四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动比动。液压缸从静止到起动有冲击；制动比O型平稳；换向位置变动大型平稳；换向位置变动大 Y型型 P口封闭，口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动性能介于用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动性能介于O型和型和H型型之间之间 K型型 P 、A、B

8、相通，相通，B口封闭，泵卸荷，液压缸处于闭锁状态。两个口封闭，泵卸荷，液压缸处于闭锁状态。两个方向换向时性能不同方向换向时性能不同 M型型 P 、 T相通，相通，A 、B 口封闭，泵卸荷，液压缸闭锁，从静止到起动口封闭，泵卸荷，液压缸闭锁，从静止到起动较平稳；制动性与较平稳；制动性与O 型相同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中型相同；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，泵基本卸荷，但仍保持一定的压力。换向四口处于半开启状态，泵基本卸荷，但仍保持一定的压力。换向性能介于性能介于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，泵与液压缸两腔相通，可组成差

9、动连接。封闭，泵与液压缸两腔相通，可组成差动连接。从静止到起动平稳；制动平稳；换向位置变动比从静止到起动平稳；制动平稳；换向位置变动比 H型的小，应用广型的小，应用广泛泛三位四通换向阀中位机能第15页/共63页64-16 1.电磁球阀第16页/共63页64-172.手动阀 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，其相当于油路的总开关，由驾驶室内的换挡手柄控制。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 第17页/共63页64-183.换挡阀 在自动变速器的换挡操纵手柄位于前进挡位或闭锁挡位(S、L或2、1

10、)时，可根据车辆行驶的不同工况自动地调节挡位。它是通过主油路的压力油作用于换挡阀，在换挡阀的控制下进入不同的挡位油路来得到不同的挡位 。第18页/共63页64-19换挡阀工作原理 a)电磁阀断开 b)电磁阀接通 1换挡电磁阀 2换挡阀 3主油路压力油 4至换挡执行机构第19页/共63页64-20第二节 压力控制阀 在液压系统中，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统称为压力控制阀。此类阀的工作是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溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 一、溢流阀 二、减压阀 三、顺序阀 四、压力继电器 第20页/共63页64-21

11、一、溢流阀 溢流阀是通过对油液的溢流，使液压系统的压力维持恒定，从而实现系统的稳压、调压和限压。根据结构不同，溢流阀可分为直动式和先导式两类。 第21页/共63页64-22先导式溢流阀（二级同心）第22页/共63页64-23先导式溢流阀（三级同心）第23页/共63页64-24溢流阀的压力流量特性 当溢流阀开启后，随着阀口开度的增大，其压力、流量也随之变化，压力和流量之间的变化关系称为压力流量特性。 第24页/共63页64-25二、减压阀 减压阀是利用液体流过缝隙产生压降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求的不同，减压阀可分为定值减压阀、定比减压阀和定差减压阀三种。 其中，定差

12、减压阀应用较广，简称减压阀。 第25页/共63页64-26减压阀第26页/共63页64-27三、顺序阀 顺序阀是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。第27页/共63页64-28四、压力继电器 压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作。第28页/共63页64-29第三节 流量控制阀 流量控制阀(简称流量阀)是在一定的压差下通过改变节流口通流面积的大小，改变通过阀口流量的阀。 在液压系统中，控制流量的目的是对执行元件的运动速度进行控制，因此液压系统流量控制回路又常称为速

13、度控制回路或调速回路。 常见的流量控制阀有节流阀、调速阀等。 一、节流阀 节流阀主要起节流调速、负载阻尼和压力缓冲作用。 二、调速阀第29页/共63页64-30流量控制原理第30页/共63页64-31节流口的节流特性 节流口的节流特性是指液体流经节流口时，通过节流口的流量受到的影响因素与流量之间的关系，以及分析提高流量的稳定性的措施。节流口的流量取决于节流口的结构形式。节流口对流量稳定性的控制质量影响极大。 节流方程 TTTT()mVqC Ap第31页/共63页64-32影响节流口流量稳定的因素 节流口前后的压差 为进一步分析压差对流量的影响可引入节流刚度。节流刚度是节流口前、后压力差的变化量

14、与通过阀流量变化量之比，即TTTT11cottanVVpTqqp1-TTmpTKA m第32页/共63页64-33节流口的节流特性曲线 结论：T越大，越小，节流阀性能越好。即节流口通流面积越小，节流口两端的压差越大，越有利于提高节流阀刚度；但太大，造成压力损失也越大，而且可能造成阀口太小而堵塞，一般压差为0.150.4MPa。 第33页/共63页64-34 液压油温度 油的粘度随液压油的温度发生变化，节流阀的流量受到影响。 油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大，对薄壁孔式节流口的流量几乎没有影响。因此，性能好的节流阀一般采用薄壁孔类的节流口。 第34页/共63页64-35 节流口的形状 流量

15、阀在工作时，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样。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、大小。 在节流口被堵塞的瞬间，油液断流，压力很快升高，直到把堵塞的小孔冲开，流量又突然加大。该过程不断重复，造成了时多时少的流量脉动，严重时完全断流，使节流阀丧失工作能力。上述现象称为节流阀的堵塞现象。 第35页/共63页64-364.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，针阀作轴向移动，但水力半径小，结构简单，针阀作轴向移动，但水力半

16、径小，易堵塞，受油温影响较大，流量稳定性差，适易堵塞，受油温影响较大，流量稳定性差，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。流量稳定性较好，通过转动阀心改变通流面积。流量稳定性较好，但在阀心上有径向不平衡力，使阀心转动费力，但在阀心上有径向不平衡力，使阀心转动费力，易堵塞。一般用于低压、大流量和对流量稳定易堵塞。一般用于低压、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3轴向三角槽式节轴向三角槽式节流口流口 工艺性好，结构简单，径向力

17、平衡，水利半工艺性好，结构简单，径向力平衡，水利半径较合适，调节范围大，稳定流量较小，但油径较合适，调节范围大，稳定流量较小，但油温变化对流量有一定影响，广泛应用于各种流温变化对流量有一定影响，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，通道短，水力半径大，节流口接近于薄壁孔，通道短，水力半径大，不易堵塞，受油温影响小，用于低压小流量（不易堵塞，受油温影响小，用于低压小流量（约约30mL/min）场合，其流量稳定特性也较好）场合，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，流量对温度变化不节流口更接近于薄壁孔，流量对温度

18、变化不敏感，通流性能较好，这种节流口为目前最好敏感，通流性能较好，这种节流口为目前最好的节流口之一，用于性能要求较高、低压（的节流口之一，用于性能要求较高、低压（7MPa）小流量（约）小流量（约20mL/min）的流量阀上）的流量阀上第36页/共63页64-375.节流阀的典型结构 （1）普通节流阀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 第37页/共63页64-38 （2）单向节流阀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 第38页/共63页64-396.最小稳定流量及其物理意义 节流阀的最小稳定

19、流量是指在不发生节流口堵塞现象的条件下又能正常工作的最小流量。如果稳定流量的值越小，就说明节流阀节流口的通流性越好，允许系统的执行元件工作的最低速度就越小。 实际回路中，节流阀的最小稳定流量必须比系统执行元件工作的最低速度所决定的流量值（一般流量控制阀最小稳定流量为0.05L/min）小，这样执行元件在低速工作时，才能保证速度的稳定性。这就是节流阀最小稳定流量的物理意义，这也是选用节流阀的一个主要原则。 第39页/共63页64-40二、调速阀 节流阀的刚性较差，当节流调速回路的负载变化时，节流阀压差随之变化，流量也发生变化，即流量受负载变化影响，从而不能使执行元件速度保持稳定。 必须采取压力补

20、偿的办法使节流阀前后的压差保持在一个稳定的值上，使流量不变。这种带压力补偿的流量阀称为调速阀。 有两种具体结构：其一是将减压阀串联在节流阀之前，称为调速阀；其二是将定压溢流阀与节流阀并联，称为溢流节流阀。 第40页/共63页64-41调速阀的工作原理 a)工作原理图 b)职能符号 c)简化职能符号第41页/共63页64-42调速阀的静态特性分析 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，而减压阀具有压力补偿作用，这样就使节流阀口前后的压差保持近似不变，而使流量保持近似恒定。 TTT232()()VqK B xpp第42页/共63页64-433.溢流节流阀 溢流节流阀是节流阀与压

21、差式溢流阀并联组成的，它也能补偿阀两端的压差变化，使通过溢流节流阀的流量基本不受负载变化的影响。 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 第43页/共63页64-444.调速阀与溢流节流阀的比较 1）调速阀应用范围较广。调速阀可安装在执行元件的进、回油路和旁油路上，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油路节流调速回路。 2）采用溢流节流阀的系统效率较高。 3）调速阀较溢流节流阀流量稳定性好。第44页/共63页64-45第四节 其他类型的液压控制阀 一、插装阀 二、叠加阀 三、电液伺服阀 四、电液比例控制阀第45页/共63页64-46一、插装阀 插装阀又称为二通插装阀、逻辑阀、锥阀，是一种以二通型单向元件为主体、采用不同的盖板组成的插装阀系统。1插装件插装件 2控制盖板控制盖板 3先导控制阀先导控制阀 4集成块集成块 5弹簧弹簧 6密封圈密封圈 第46页/共63页64-471.插装方向控制阀 （1）插装单向阀第47页/共63页64-48 （2）液控单向阀第48页/共63页64-49 （3）二位二通换向阀第49页/共63页64-50 (4)二位三通插装换向阀第50页/共63页64-51 (5) 二位四通插装换向阀第51页/共63页64-522.插装压