华中科技大学液压传动 压力控制阀5-2

1、5-2 压力控制阀溢流阀减压阀顺序阀压力继电器 压力控制阀时用以调节和控制系统压力控制阀时用以调节和控制系统中压力的阀类，包括：中压力的阀类，包括：一、溢流阀溢流阀的功能：（1）调节系统压力（2）保持系统或回路的压力恒定（3） 在系统中用作安全阀溢流阀结构分类 直动型 先导型3、几种直动型溢流阀的结构介绍结构组成结构组成3、锥阀式直动型溢流阀的结构特点（1）锥阀开启时进油与出油流的稳态液动力相互平衡（2）设置了偏流盘，产生的射流力可抵消开度增加时弹簧力的增量，有利于提高阀的定压精度（3）设置了阻尼活塞，提高阀的工作稳定性，还可使阀芯运动导向使用性能： 工作压力可以达到40MPa，最大流量为33

2、0L/min 锥阀开启后，锥阀的力平衡方程为0fsjpAK xxGFFF 式中：K、x0分别为弹簧刚度和预压缩量；G为阀芯自重（垂直放置时考虑）；Ff为阀芯与阀套间摩擦力；Fs为稳态液动力；Fj为射流力。考虑到 Fs0， FjKx 得0fKxGFpA球阀式直动型溢流阀的结构介绍球阀与阻尼活塞分离球阀与阻尼活塞分离球阀式直动型溢流阀的结构介绍工作压力可达63MPa，最大流量330L/min110220fspAKxxKxxGFF220sFKxx相当于减小了稳态液动力1）阻尼活塞增加运动稳定性）阻尼活塞增加运动稳定性2）阻尼弹簧抵消了部分稳态液动力）阻尼弹簧抵消了部分稳态液动力4、先导型溢流阀注：新

3、标准弹注：新标准弹簧符号为簧符号为w+v三级同心的先导型溢流阀的工作原理主阀芯的力平衡方程：先导阀芯的力平衡方程：溢流阀进口（控制）压力：112201()+ysfA pA pkyyFGF202()+cxsA pkxxF2100111+()+xyfckApxxkyyGFAAAs2s1（）FF加尾碟后使稳态加尾碟后使稳态液动力向下液动力向下4、二级同心的先导型溢流阀的工作原理（同三级同心结构比）（1）免去了阀芯与阀盖的配合和同心度要求（2）过流面积大，通流能力大（3）便于通用化设计（二）溢流阀的特性分析 (1) 静态性能指标： 压力调节范围压力调节范围 启闭特性启闭特性(开启压力比开启压力比pk

4、/ps ,和闭和闭合压力比合压力比pb /ps ) 卸荷压力卸荷压力(额定流量下的进出口压差额定流量下的进出口压差) 最大允许流量（额定流量）最大允许流量（额定流量） 最小稳定流量：取决于压力平稳性最小稳定流量：取决于压力平稳性的要求，一般为额定流量的的要求，一般为额定流量的15%。 (2) 动态性能指标： 压力超调量（率） 响应时间t1 过渡过程时间t2 升压时间t1 卸荷时间t2 p1压力q流量 pn p12 p1n qn特征点p1n先导阀开启，主阀要开未开特征点（pn，qn）先导阀和主阀都开启到最大特征点p12先导阀要开未开，主阀关闭状态先导阀开启主阀关闭状态先导阀开启 主阀开启状态先导

5、阀关闭主阀关闭2 先导型溢流阀的静态特性分析p1压力q流量 pn p12 p1n qn状态先导阀关闭主阀关闭1）开启过程主阀芯的受力：11210yfA pA pk yGF先导阀芯的受力：10cxA pk xp1压力q流量 pn p12 p1n qn特征点p12先导阀要开未开，主阀关闭主阀芯的受力：2120ccxA pA pk x先导阀芯的受力：11220yfA pA pk yGFp1压力q流量 pn p12 p1n qn状态先导阀开启主阀关闭主阀芯的受力：202()cxA pkxxFs先导阀芯的受力：11220yfA pA pk yGFp1压力q流量 pn p12 p1n qn特征点p1n先导

6、阀开启，主阀要开未开主阀芯的受力：11220nyfA pA pk yGF 先导阀芯的受力：（通过的流量增加，开度增大，先导阀前压力增高）20()2cxA pkxxFsp1压力q流量 pn p12 p1n qn状态先导阀开启 主阀开启20()2cxA pkxxFs11111220-sin2()qyfA p CD ypA pkyyGF先导阀芯的受力：主阀芯的受力：p1压力q流量 pn p12 p1n qn特征点（pn，qn）先导阀和主阀都开启到最大5、先导型溢流阀的开启过程20()2cnxA pkxxFs先导阀芯的受力：主阀芯的受力：111220sin2()nqnnyfA pCD ypA pkyy

7、GF先导型溢流阀的静态性能分析（1）静态特性关系式主阀口的流量方程主阀芯的受力方程主阀芯阻尼孔的流量方程112211110sin2()qyfA pA pCD ypkyyGF11112sinqq CDyp124122()()()128qC appdqppl（紊流）或层流先导型溢流阀的静态性能分析（1）静态特性关系式先导阀口的流量方程先导阀芯的受力方程受控压力腔的流量连续性方程12222sincqqCdxp22220sin2()cqxA pCdxpkxx1:pLcpqqqqqL泵流量，q :负载流量（2）先导型溢流阀定压精度分析： 满足一定条件下：先导型溢流阀的控制压力几乎与溢流流量的大小无关，具

8、有非常好的启闭特性 22210001022sin1 ()1,sin1xcxckCdxxpxAxC axxkpxACdxC a若忽略先导阀的稳态液动力，则主阀口控制压力（1+）如果满足则 020222122=psinp -p() =pxckxxAxCdxC a（1+）（2）先导阀定压精度分析： 通过先导阀的流量足够小,使开度x足够小,同时使先导阀弹簧刚度kx足够小, 增加先导阀弹簧的预压缩量x0,使x/ x0足够小.01xx对于（2）先导阀定压精度分析：p主阀结构上: 选择合适的阻尼孔直径; p加大主阀芯面积A1；p使A2/A1接近1; p使ky和y/y0尽量小; p尽量减小主阀芯所受的摩擦力F

9、f ; p合理设计尾碟减小稳态液动力.2201112221222112012sin1sin2sin()1(1)yfCdxC aK yCD ypFGCdxppAyC apAA pyA p问题1 若主阀芯配合面处泄漏严重，会出现什么现象？问题2 若阻尼孔堵塞，会出现什么现象？问题3 若遥控口接一低压或直接接油箱，会出现什么现象？ 先导型溢流阀遥控口接法先导型溢流阀遥控口接法注意：注意：远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀，旁接在先导型远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀，旁接在先导型溢流阀遥控口起远程调压作用，其调定压力必须低于先导阀的调定溢流阀遥控口起远程调压作用，其调定压力必须低于先导阀的

10、调定压力。无论哪个起作用，泵的溢流量始终经主阀阀口回油箱。压力。无论哪个起作用，泵的溢流量始终经主阀阀口回油箱。先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，接电磁阀通回油箱可实现卸载。接电磁阀通回油箱可实现卸载。 溢流阀的功用溢流阀的功用溢流阀旁接在泵的溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系出口，用来保证系统压力恒定，称为统压力恒定，称为定压阀定压阀。溢流阀旁接在泵的溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系出口，用来限制系统压力的最大值，统压力的最大值，对系统起保护作用，对系统起保护作用，称为安全阀。称为安全阀。电磁溢流阀还可以电磁溢流阀还

11、可以在执行机构不工作在执行机构不工作时使泵卸载。时使泵卸载。减压阀按压力控制特点分类：定压输出定差输出定比输出1 出口压力控制式先导型定压输出减压阀按结构分类：按结构分类：直动型直动型先导型先导型p出口压力反馈至先导阀出口压力反馈至先导阀p阀口常开阀口常开p阀口开度越小，减压效阀口开度越小，减压效果越强，出口压力越低果越强，出口压力越低p泄漏口单独回油箱泄漏口单独回油箱 减压阀的特点与功用减压阀的特点与功用与先导型溢流阀比较：与先导型溢流阀比较： 减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。是进口压力控制，

12、保证进口压力为定值。 减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。 减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。內流道內泄至出口。 减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀用在液压系统中获得减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油压力低于系统压力的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。路和控制回路。减压阀出口压力还与出口负减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载定压力时，出口压力由负载决定，

13、此时减压阀不起减压决定，此时减压阀不起减压作用。作用。1、先导型减压阀的工作原理及结构特点若忽略稳态液动力主阀芯的力平衡方程：先导阀芯的力平衡方程：减压阀出口（控制）压力：30()cxA pkxx0max200max20()()=yxcyxckyyykpxxAAkyykpxCAA（）230max()yApApkyyy2 ）进口压力控制的先导型定压输出减压阀p 进口压力反馈至先进口压力反馈至先导阀导阀p 采用流量恒定器使采用流量恒定器使先导阀流量基本恒先导阀流量基本恒定定p 单向阀单向阀4使出口压力使出口压力出现冲击时泄压出现冲击时泄压p 主阀口为多个小孔主阀口为多个小孔结构，减小稳态液结构，减

14、小稳态液动力动力p 阀口常开阀口常开p 阀口开度越小，减阀口开度越小，减压效果越强，出口压效果越强，出口压力越低压力越低p 泄漏口单独回油箱泄漏口单独回油箱2 ）进口压力控制的先导型定压输出减压阀p采用流量恒定器采用流量恒定器使先导阀流量基使先导阀流量基本恒定，最终使本恒定，最终使p3基本恒定基本恒定()()()23023030=+-=+-+ymaxymaxymaxp Ap AKyyyppKyyy / ApKyy/ A2 定差减压阀012224 ()xk xxp ppDd （）3 定比减压阀2122pDpd三 顺序阀 阀的功能是以系统压力为信号控制多个执行元件按照一定顺序动作。 按结构分类：直

15、动型和先导型 按控制压力来源：内控式和外控式 按弹簧腔泄漏油引出方式不同分：内按弹簧腔泄漏油引出方式不同分：内泄和外泄。泄和外泄。内控式先导型顺序阀的工作原理顺序阀的四种结构形式及其图形符号顺序阀的四种结构形式及其图形符号通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。 顺序阀的功用顺序阀的功用内控外泄顺序阀与溢流阀非常相内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象：阀口常闭，进口压力控制，象：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油

16、口。以有单独的泄油口。内控外泄顺序阀用于多个执行元内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，阀口，进口压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。的开口一定。内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，流阀相同。多串联在执行元件的

17、回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如图示阀稳。如图示阀3作背压阀。作背压阀。 外控内泄顺序外控内泄顺序阀等同于二位二阀等同于二位二通阀，可作卸载通阀，可作卸载阀，如双泵供油阀，如双泵供油回路中阀回路中阀3是泵是泵1的卸载阀。的卸载阀。 外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。四、压力继电器 压力继电器的功用：利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气信号转换元件，实现电气元件动作，使系统油路卸压、换向和执行元件的顺序动作，或电机的起停。 压力继电器的种类：柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式压力继电器压力继电器按结构特点分为柱塞式、弹簧管式按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞器。主要零件包括柱塞1、调节螺、调节螺帽帽2和电气微动开关和电气微动开关3。压力油作用。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液