压力和流量控制阀

1、液压控制阀液压控制阀压力控制阀概述概念l在液压系统中，用来控制油液压力的高低、或利用压力的变化实现某种动作的阀，统称为压力控制阀。常见的压力控制阀l按功用分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。共同特点l都是利用油液的压力与阀中的弹簧力相平衡这一原理来工作溢流阀溢流阀主要作用：主要作用：用途较多，主要是在溢去多余用途较多，主要是在溢去多余油液的同时，使泵的供油压力油液的同时，使泵的供油压力得到调整并保持恒定。得到调整并保持恒定。类型：类型：直动型直动型先导型先导型直动型溢流阀组成：工作原理：lP=k（x+x0）/A P：入口压力 K：弹簧刚度 X：阀芯移动产生的弹簧的压压缩量 X0：弹簧的

2、预压缩量 A：阀芯的通流面积l由于x变动很小，所以认为阀的进口压力基本保持不变直动型溢流阀特点l结构简单、反映灵敏；但溢流量发生变化时，会造成P的 波动，而且弹簧刚度大，调整费力应用l低压、小流量处先导型溢流阀组成工作原理l先导阀的作用是 控制和调节溢流压力；主阀的作用则在于溢流特点l主阀和先导阀的弹簧刚度都较小l噪音小，压力稳定，响应慢，灵敏度低于直动型应用l压力大，流量大的场合思考：先导型溢流阀的外控口接油箱，会发生什么现象？如果接一个直动型的溢流阀会发生什么现象？典型应用为定量泵系统溢流稳压为定量泵系统溢流稳压为变量泵系统提供过载保护为变量泵系统提供过载保护典型应用使泵卸荷使泵卸荷实现远

3、程调压实现远程调压造成背压，改善执造成背压，改善执行件运动平稳性行件运动平稳性又称：电磁溢流阀溢流阀的性能指标很多，主要有如下几个：l压力压力- -流量特性（流量特性（P-qP-qv v） 又称溢流特性 指溢流阀入口压力与流量之间的变化关系：即稳压性能 理想的曲线是一直线 实际曲线：图示静态特性：静态特性：l是指元件或系统在稳定状态下的性能。定量说明p-q曲线 以锥形阀芯为研究对象：受力如图 稳定溢流时，阀芯受力平衡 开始溢流时，x=0，这时的进口压力称为开启压力开启压力 上面两式相减，得到阀口开度为x时的表达式： 锥阀阀口的通流截面积： 阀口流量计算公式：溢流阀的性能先导型比直动型更平缓：l

4、主要不同时主阀芯上腔的压力P20，取决于先导阀的预压缩量l由于主阀的弹簧刚度k小，所以，当开度x（即流量）变化时，入口压力p变化很小，即曲线平缓。 p-qp-q曲线表明：曲线表明： 阀口的压力随着溢流量的增减而增减； 溢流量为额定值（全溢流量qn）所对应的压力为调定压调定压力力p pn n； 调定压力与开启压力p0之差：调压偏差调压偏差 开启压力p0与调定压力之比：开启比开启比； 先导型曲线平缓，调压偏差小，开启比大，所以稳压性能优于直动型。 先导型溢流阀宜用于系统溢流稳压； 直动型溢流阀因灵敏度高，宜用作安全阀。 调节手轮（调节x0），可以得到一组曲线； 最小调定压力到最大调定压力之间的范围

5、-调压范围调压范围； 更换弹簧可以扩大调压范围，但在调压范围内，压力升降要平稳，且无突跳和迟滞现象。溢流阀的性能溢流阀的性能 启闭特性启闭特性 溢流阀开启和闭合的全过程中的溢流阀开启和闭合的全过程中的p-qp-q特性特性 开启和闭合时，开启和闭合时，p-qp-q曲线不重合：曲线不重合：摩擦力的原因摩擦力的原因 开启压力开启压力 闭合压力（阀口完全关闭合压力（阀口完全关闭时溢流阀入口压力）闭时溢流阀入口压力）调定压力与闭合压力的比值：调定压力与闭合压力的比值：-闭合比闭合比 在某溢流量下，两曲线压力坐标的差值：在某溢流量下，两曲线压力坐标的差值：-不灵敏区不灵敏区（因为压力在此范围内变化时，阀（

6、因为压力在此范围内变化时，阀口开度无变化）。口开度无变化）。 它的存在相当于加大了调压偏差，并加剧了它的存在相当于加大了调压偏差，并加剧了压力波动压力波动 为了保证溢流阀具有良好的静态特性，一般为了保证溢流阀具有良好的静态特性，一般规定：规定： 开启压力比（开启压力比（90%90%） 闭合压力比闭合压力比(85%)(85%)其它静态性能指标流量许用范围流量许用范围 一般指额定流量的一般指额定流量的15%100%15%100%（在此流量（在此流量范围内工作，其压力应当平稳，噪声小）范围内工作，其压力应当平稳，噪声小）卸荷压力卸荷压力 溢流阀的遥控口与油箱连通后，油泵处于卸荷溢流阀的遥控口与油箱连

7、通后，油泵处于卸荷状态，溢流阀进出油口压力之差，称为卸荷压状态，溢流阀进出油口压力之差，称为卸荷压力力 卸荷压力越小，系统发卸荷压力越小，系统发热越小热越小 一般不大于一般不大于0.2MPa0.2MPa，最，最大不超过大不超过0.45MPa0.45MPa溢流阀的性能动态性能动态性能：指在系统压力突变时，阀在响应过程中所表现的性能。性能测试方法：几个性能指标：l压力超调量 最大峰值与调定压力之间的差值（越小，压力稳定性越好）l过渡时间 压力从开始升高达到稳定在调定压力所需时间（越小，灵敏度越高）l压力稳定性 溢流阀在调压状态下工作时，由于泵的压力脉动引起系统压力在调定压力附近产生有规律的波动（表

8、针摆动），此压力振摆的大小标志阀的稳定性 一般溢流阀的压力摆动应小于0.2MPa溢流阀的选择 (1)选压力压力。根据要溢流的压力选择溢流阀的调整范围。 常见调整范围：0-7MPa、7-14、14-21、21-28、28-35。也有大范围可调的，调整精度低。（2）根据溢流流量选择通径通径。（3）根据安装形式选择安装形式安装形式（板接、管接）顺序阀作用及分类作用l利用压力的变化来控制油路的通断（相当于一个开关阀门）；控制执行机构按顺序动作。分类l按结构 直动型 先导型l按控制油源 内控式 外控式工作原理和组成工作原理和组成 直动型 符号直动型直动型 先导型顺序阀 职能符号顺序阀的特点依靠进口压力控

9、制阀的启闭；串联在系统中，出油口为压力油；常态下是闭合的 顺序阀结构上与溢流阀十分相似，但在功能和性能上有很大差别 溢流阀出口出口接油箱；顺序阀出口接下一级液压元件； 溢流阀采用内泄内泄；顺序阀一般采用外泄； 溢流阀主阀芯遮盖量遮盖量小；顺序阀主阀芯遮盖量大； 溢流阀打开时阀处于半打开状态半打开状态，主阀芯开口处节流作用强节流作用强；顺序阀打开时阀芯处于全打开全打开状态状态，主通道节流作用弱节流作用弱。顺序阀的典型应用控制多缸顺序动作； 起平衡作用进程：A先动，到终点后，B在动；回程：同时动作减压阀减压阀作用、组成、工作原理 作用：作用： 减压：将较高的入口压力P1减低为较低的出口压力P2；

10、稳压：将出口压力稳定在所调整的数值上。 原理：原理： 以出口处的压力为控制信号，自动调整主阀阀口的缝隙开度，保证出口处的压力恒定 减压阀的工作是有条件的：减压阀的工作是有条件的： 只有当减压阀的进口压力进口压力其调定压力调定压力0.30.5MPa时，减压阀的先导阀开启，主阀芯处于工作状态，此阀才能起到减压作用； 当进口压力进口压力出口压力出口压力，或，出口压力出口压力=0=0时，减压阀失去作用； 当负载压力负载压力调定压力调定压力，或为无穷大（活塞到终点）时（出口油无穷大（活塞到终点）时（出口油路的油液不再流动）路的油液不再流动），阀处于工作状态，出口压力为调定压力，此时流经减压阀口通向负载的

11、流量=0，但仍有极少数的油流经先导阀的泄油口泄油口回油箱，保持减压阀处于工作状态。 减压阀上设置远程控制口，可以接受远程控制，原理与远程控制的溢流阀相同 减压阀的主要特点：减压阀的主要特点： 阀口常开； 从出口引压力油控制阀口的开度，是阀口压力恒定； 泄油单独接入油箱。 减压阀上设置远程控制口，可以接受远程控制，原理与远程控制的溢流阀相同减压阀的典型应用 用于保证某一支路获得较低压力：如定位夹紧、润滑等（获得稳定低压）压力继电器压力继电器功用、组成和工作原理功用：l是一种液-电信号转换元件l当其入口压力达到一定数值时，触动电器开关发出电信号，操纵电器元件，以实现顺序动作或其安全保护作用组成：工

12、作原理：压力继电器的一般符号任何压力继电器都是由压力压力-位移转换装置位移转换装置和微动开关微动开关组成，其中压力-位移转换装置有柱塞式柱塞式、膜片式、弹簧管式、波纹管式等。压力继电器的性能主要有两项l调压范围：即发出电信号的最低和最高液压控制阀流量控制阀流量控制阀功用及种类功用l改变阀口的通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，从而控制通过阀的流量，达到调节执行元件（液压缸或液压马达）的运动速度的目的种类l节流阀l调速阀l组合阀节流阀节流阀组成l节流口（芯）l调节元件工作原理符号各种节流口的形式节流阀存在的不足：执行元件负载发生变化，会使节流阀出口的压力发生变化，节流口前后压差也就随之变化

13、，因此，进入执行元件的流量就时大时小，造成运动速度不平稳l调速阀可以解决这个问题调速阀 组成和工作原理属于组合阀-定差减压阀和节流阀l节流阀调节流量；定差减压阀消除负载变化对节流阀输出流量的影响l行程限位器：防止液压缸再启动（停止后）时前冲PCAqTv小结 分两类 普通单向阀只允许液流向一个方向通过 液控单向阀既有普通单向阀的功能，并且只要在控制口通以一定压力的油液，液流反向也能通过换向阀换向阀l既可以用来使执行元件换向，也可以用来切换油路。既可以用来使执行元件换向，也可以用来切换油路。l在各种换向阀的结构形式中，滑阀式用的最多，而在在各种换向阀的结构形式中，滑阀式用的最多，而在各种操纵形式的

14、换向阀中，电磁阀和电液换向阀用的各种操纵形式的换向阀中，电磁阀和电液换向阀用的较多。较多。l换向阀的换向阀的“位位”、“通通”、“中位机能中位机能”概念非常重概念非常重要，它们对各种形式的换向阀均有相同的意义要，它们对各种形式的换向阀均有相同的意义一般来说，换向阀那边有动力就在那个位置工作；一般来说，换向阀那边有动力就在那个位置工作；如：对于电磁阀，当左边得电时，换向阀在左边工作；当右如：对于电磁阀，当左边得电时，换向阀在左边工作；当右边得电时，换向阀在右边工作。边得电时，换向阀在右边工作。在常位态下，对于三位阀，在中位工作；对于二位阀，则在在常位态下，对于三位阀，在中位工作；对于二位阀，则在

15、靠弹簧的一边工作。靠弹簧的一边工作。溢流阀o 利用作用于阀芯的进油口的压力与弹簧力相平衡来利用作用于阀芯的进油口的压力与弹簧力相平衡来工作的。工作的。n当进油口的压力低于弹簧力时，阀口关闭；相反，则打当进油口的压力低于弹簧力时，阀口关闭；相反，则打开开n弹簧力可以调整，故所控制的液压力也可以调整弹簧力可以调整，故所控制的液压力也可以调整n溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主阀芯溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主阀芯上弹簧的刚度，弹簧刚度越小，压力变化也越小。所以，上弹簧的刚度，弹簧刚度越小，压力变化也越小。所以，先导型溢流阀较直动型溢流阀稳压性能好。先导型溢流阀较直动型溢流阀

16、稳压性能好。n先导型溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程调压，先导型溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程调压，或使液压泵卸荷。或使液压泵卸荷。减压阀 定值减压阀是利用液流通过阀口缝定值减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的隙所形成的液阻液阻使出口压力低于进使出口压力低于进口压力口压力，并使出口压力基本保持不并使出口压力基本保持不变变 其阀口常开，只有主油路的压力高其阀口常开，只有主油路的压力高于减压阀调定压力才工作；反之减于减压阀调定压力才工作；反之减压阀就相当于一个通道，进出口压压阀就相当于一个通道，进出口压力由负载决定力由负载决定顺序阀 在油路中相当于一个以油液压力作为信号来在油路中相当

17、于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的控制油路通断的液压开关液压开关，它与溢流阀的工，它与溢流阀的工作原理基本相同作原理基本相同 阀口常闭，只有控制油压高于顺序阀调定压阀口常闭，只有控制油压高于顺序阀调定压力，进出油口才接通力，进出油口才接通压力继电器 将压力信号转换为电信号的转换将压力信号转换为电信号的转换装置。装置。 当作用于压力继电器上的控制油压当作用于压力继电器上的控制油压升高时（或降低时），压力继电器升高时（或降低时），压力继电器便发出电信号。便发出电信号。节流阀节流阀油液在流动时，通过的流量与其液阻油液在流动时，通过的流量与其液阻（表现为压力损失（表现为压力损失PP）有关，因此，可）有关，因此，可用改变液阻（调整通流截面积）的办法用改变液阻（调整通流截面积）的办法来调节流量，这种方法称为节流调速。来调节流量，这种方法称为节流调速。节流阀就是一个可变液阻，是节