液压与气压传动 第4章液压阀_机械仪表_工程科技

1、 液压传动控制调节元件主要是指各类阀。它们的液压传动控制调节元件主要是指各类阀。它们的功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力和满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力和力矩、速度和转速、动作顺序和克服负载等要求，从力矩、速度和转速、动作顺序和克服负载等要求，从而使系统按照指定的要求协调地工作。而使系统按照指定的要求协调地工作。 无论是哪类阀对它们的基本要求都是动作灵敏，无论是哪类阀对它们的基本要求都是动作灵敏，使用可靠，密封性能好，结构紧凑，安装调整、使用使用可靠，密封性能好，结构紧凑，安装调

2、整、使用维护方便，通用性强等。维护方便，通用性强等。第四章第四章 液压阀液压阀一、液压控制阀的基本结构一、液压控制阀的基本结构 阀芯、阀体以及驱动阀芯在阀体内作相对运动阀芯、阀体以及驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。的装置。 驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。磁铁，有时还作用有液压力。 阀芯在阀体内作相对运动可控制阀口的通断及阀芯在阀体内作相对运动可控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。 流经阀口的流量流经阀口的流量q q与阀口前后压力差与阀口前后压力差p p和阀口

3、和阀口面积面积 A A 有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。上的力是否平衡则需要具体分析。二、控制阀的分类二、控制阀的分类 1 1、按用途分类、按用途分类 液压传动所用的控制阀的种类繁多，可按不同的特征液压传动所用的控制阀的种类繁多，可按不同的特征进行分类，最常见的是按控制阀的用途进行分类，即：进行分类，最常见的是按控制阀的用途进行分类，即： 这三类阀还可根据需要构成组合阀，如单向顺序阀、这三类阀还可根据需要构成组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等。组合后可使阀的结构紧凑、单向节流阀、电磁溢流阀等。组合后可使阀的结

4、构紧凑、连接简单、使用方便。连接简单、使用方便。 （1 1）方向控制阀）方向控制阀（如单向阀、换向阀）；（如单向阀、换向阀）； （2 2）压力控制阀）压力控制阀（如溢流阀、减压阀、顺序阀）；（如溢流阀、减压阀、顺序阀）； （3 3）流量控制阀）流量控制阀（如节流阀、调速阀）。（如节流阀、调速阀）。 2 2、按控制方式分类、按控制方式分类 借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁、弹簧等来开关液借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁、弹簧等来开关液 流通路，定值控制液流的压力和流量的阀类，统称普通液流通路，定值控制液流的压力和流量的阀类，统称普通液压阀。压阀。（2 2）比例控制阀：）比例控制阀： 这种阀的输出量与

5、输入信号成比例。它们是一种可按这种阀的输出量与输入信号成比例。它们是一种可按给定的输入信号变化的规律，成比例的控制系统中液流的给定的输入信号变化的规律，成比例的控制系统中液流的参数的阀类，多用于开环液压程序控制系统。参数的阀类，多用于开环液压程序控制系统。 （1） 开关（或定值控制）阀开关（或定值控制）阀 （3 3）伺服控制阀）伺服控制阀： 其输入信号（电气、机械、气动等）多为偏差信号其输入信号（电气、机械、气动等）多为偏差信号（输入信号与反馈信号的差值），可以连续成比例的控制（输入信号与反馈信号的差值），可以连续成比例的控制液压系统中压力流量的阀类，多用于要求高精度、快速响液压系统中压力流量

6、的阀类，多用于要求高精度、快速响应的闭环液压控制系统。应的闭环液压控制系统。用数字信息直接控制的阀类。用数字信息直接控制的阀类。 （4） 数字控制阀：数字控制阀：3 3、按结构形式分类、按结构形式分类(5)(5)射流管阀射流管阀。 4 4、按安装连接方式分类、按安装连接方式分类 （1）螺纹式（管式）螺纹式（管式）: 阀的连接口用螺纹管接头与管道及其阀的连接口用螺纹管接头与管道及其它元件连接，它适用于简单系统。它元件连接，它适用于简单系统。（2 2）板式连接阀：）板式连接阀：将板式阀用螺钉固定在连接板（或油将板式阀用螺钉固定在连接板（或油路板、集成块）上；路板、集成块）上；(1)(1)滑阀（或转

7、阀）；滑阀（或转阀）；(2)(2)锥阀；锥阀；(3)(3)球阀；球阀；(4)(4)喷嘴挡板阀；喷嘴挡板阀；（3）集成块式连接：）集成块式连接：（4 4）叠加式安装连接：）叠加式安装连接： （5）法兰式安装连接：法兰式安装连接：（6 6）插装式安装连接：）插装式安装连接：把几个阀用螺钉固定在一个集成块把几个阀用螺钉固定在一个集成块的不同侧面上，在集成块上打孔，的不同侧面上，在集成块上打孔，来沟通各阀的孔道组成回路，拆卸来沟通各阀的孔道组成回路，拆卸时不用拆卸与它们相连的其它元件时不用拆卸与它们相连的其它元件上下面为连接接合面，各连接口分上下面为连接接合面，各连接口分别在这两个面上。别在这两个面上

8、。和螺纹式连接相似，只是用法兰代替和螺纹式连接相似，只是用法兰代替螺纹管接头螺纹管接头阀没有单独的阀体，由阀芯、阀套等阀没有单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的单元体装在插装块的预制孔中，组成的单元体装在插装块的预制孔中，用连接螺纹或盖板固定，并通过插装用连接螺纹或盖板固定，并通过插装块内通道把各插装式阀连通组成回路。块内通道把各插装式阀连通组成回路。 方向控制阀的作用是控制流体方向控制阀的作用是控制流体的流动方向。它是利用阀芯和阀体的流动方向。它是利用阀芯和阀体之间的相对运动来实现通路的接通之间的相对运动来实现通路的接通或断开，以满足系统的要求。或断开，以满足系统的要求。 方向控制阀包括方向控制

9、阀包括单向阀单向阀、换向阀换向阀两类。两类。 一、单向阀一、单向阀 单向阀控制流体只能正向流动，反向截止或有控制的单向阀控制流体只能正向流动，反向截止或有控制的反向流动。按其功能分为反向流动。按其功能分为普通单向阀普通单向阀 、液控单向阀。、液控单向阀。1 1、单向阀的分类、单向阀的分类（1 1）普通单向阀）普通单向阀 普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。反向倒流。 对单向阀的要求对单向阀的要求主要有：主要有： 通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好；通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； 动作灵敏，工

10、作时无撞击和噪声。动作灵敏，工作时无撞击和噪声。主要用途主要用途：选择液流方向。选择液流方向。区分高低压油。区分高低压油。保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造成反转或损坏）。成反转或损坏）。泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。1) 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用保持低压回路的压力）。保持低压回路的压力）。 板式连接板式连接管式连接管式连接工作原理: 当控制油口不通压力油时，油液只能从p1p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。

11、注意: 控制油口不工作时，应使其通油箱，保证压力为零，否则控制活塞不能复位。（2 2）液控单向阀）液控单向阀二、二、 换向阀换向阀 换向阀是借助于阀心与阀体之间的相对运动，使与阀体相连的各油路实现接通、断开或改变液流方向的阀类。对换向阀的基本要求是： (1) 液流通过阀时压力损失小(一般MPa)； (2) 互不相通的油口间的泄漏小； (3)换向可靠、迅速且平稳无冲击。换向阀的分类如下表所示。按阀芯结构分类按阀芯结构分类滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式按阀芯工作位置分类按阀芯工作位置分类二位、三位、四位、多位二位、三位、四位、多位按通路分类按通路分类二

12、通、三通、四通、五通、多通二通、三通、四通、五通、多通按操纵方式分类按操纵方式分类手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动1、滑阀式换向阀、滑阀式换向阀（1）换向阀的结构和工作原理）换向阀的结构和工作原理 滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀 。 对执行机构动作的要求决定了阀应有的对执行机构动作的要求决定了阀应有的“位位”、“通通”和和“中位中位

13、机能机能”滑阀式换向阀的主体结构和图形符号滑阀式换向阀的主体结构和图形符号名称名称结构原理图结构原理图图形符号图形符号二位二通二位二通二位三通二位三通二位四通二位四通二位五通二位五通三位四通三位四通三位五通三位五通T1 P T2A BA BA BA BA B PP T P TT1 P T2（1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位位”； （2）方框内的箭头表示通路处于接通状态，但箭头方向不一定表）方框内的箭头表示通路处于接通状态，但箭头方向不一定表示流体的实际方向；示流体的实际方向；（3）方框内符号）方框内符号“ ”或或“ ”表示该通路

14、不通；表示该通路不通； （4 4）方框外部连接的接口数有几个，就表示）方框外部连接的接口数有几个，就表示 几几“通通”；（5 5）通常，阀与系统连接的进口用字母）通常，阀与系统连接的进口用字母P表示；阀与系统连接的出表示；阀与系统连接的出口用字母口用字母T表示；而阀与执行元件连接的通路用字母表示；而阀与执行元件连接的通路用字母A、B等表示；等表示；必要时在图形符号上用必要时在图形符号上用L表示泄漏口；表示泄漏口；（6 6）换向阀都有两个或两个以上的工作位置。阀芯未受到操纵力）换向阀都有两个或两个以上的工作位置。阀芯未受到操纵力时所处的位置为换向阀的常态位，三位阀的中位是常态位。利用弹时所处的位

15、置为换向阀的常态位，三位阀的中位是常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，通路一般应连接在换向阀的常态位上。制系统图时，通路一般应连接在换向阀的常态位上。图形符号含义图形符号含义（)滑阀的中位机能滑阀的中位机能中位位置时的滑阀状态中位位置时的滑阀状态机能代号机能代号中位的图形符号中位的图形符号三位四通三位四通三位五通三位五通CHJKY中位位置时的滑阀状态中位位置时的滑阀状态机能代号机能代号中位的图形符号中位的图形符号三位四通三位四通三位五通三位五通MNOPUX（3)换向阀的主要性能换向阀的主要

16、性能 1）工作可靠）工作可靠: 换向阀能否可靠地换向和可靠复位。换向阀能否可靠地换向和可靠复位。2）压力损失：）压力损失：由于阀工作时的开口较小，故流体流过阀由于阀工作时的开口较小，故流体流过阀3）内泄量：）内泄量：4）换向时间与）换向时间与复位时间：复位时间：5）使用寿命：）使用寿命：口时会产生较大的压力损失。口时会产生较大的压力损失。当换向阀在各个不同的工作位置时，在规当换向阀在各个不同的工作位置时，在规定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的泄露量称为内泄量。泄露量称为内泄量。分别是分别是 从收到信号到阀芯换向终止的时间从收到信号到阀芯换向终止的时间和从信

17、号消失到阀芯复位终止的时间。和从信号消失到阀芯复位终止的时间。换向阀用到某一零件损坏，不能进行正常换向阀用到某一零件损坏，不能进行正常的换向或复位动作的换向或复位动作（4)操纵方式操纵方式1）手动换向阀）手动换向阀 1-手操纵杆手操纵杆 2-主阀芯主阀芯 3-对中弹簧对中弹簧 4-钢球定位装钢球定位装 适用于小流量，间歇时间较长的场合。适用于小流量，间歇时间较长的场合。2）机动换向阀）机动换向阀 用执行机构上安装用执行机构上安装的凸轮式挡块移动阀芯的凸轮式挡块移动阀芯，用以控制油路的通断，用以控制油路的通断，以达到行程控制的目，以达到行程控制的目的。的。 改变凸轮的外形改变凸轮的外形，以获得合

18、适的换向程，以获得合适的换向程度，减少换向冲击。度，减少换向冲击。1-1-带有滚轮的阀杆带有滚轮的阀杆 2-2-阀芯阀芯 3-3-复位弹簧复位弹簧3）电磁换向阀）电磁换向阀 左、右两个电左、右两个电磁铁的线圈只允磁铁的线圈只允许分别得电，可许分别得电，可以同时失电，同以同时失电，同时失电后对中弹时失电后对中弹簧使阀芯复于中簧使阀芯复于中位位。1-1-阀体阀体 2-2-阀芯阀芯 3-3-对中弹簧对中弹簧 4-4-挡圈挡圈 5-5-定位定位套套 6-6-衔铁衔铁 7-7-线圈线圈 8-8-推杆推杆 9-9-插头组件插头组件4）液动换向阀）液动换向阀 控制油接入控制腔控制油接入控制腔K1、K2前，分

19、别接入单向节流阀，前，分别接入单向节流阀，使控制腔泄油时经过节流，以达到换向延时（减少换向冲使控制腔泄油时经过节流，以达到换向延时（减少换向冲击），调节螺钉可改变节流锥阀的开度，以调节换向延时击），调节螺钉可改变节流锥阀的开度，以调节换向延时时间的长短。时间的长短。 控制腔控制腔K1、K2分别交替接控制压力油及回油使阀芯分别交替接控制压力油及回油使阀芯换向。换向。K1、K2都失压，对中弹簧使阀芯复于中位。控制都失压，对中弹簧使阀芯复于中位。控制油如果直接输入油如果直接输入K1或或K2口，则阀芯换向时间短且不可调。口，则阀芯换向时间短且不可调。5）电液换向阀）电液换向阀 电液换向阀是电磁电液换向

20、阀是电磁换向阀换向阀( (先导阀先导阀) )与液与液动换向阀动换向阀( (主阀主阀) )的组的组合。因此，它具有用合。因此，它具有用小功率电磁铁控制大小功率电磁铁控制大功率主阀的优点。先功率主阀的优点。先导电磁换向阀的油源导电磁换向阀的油源和回油可单独设立，和回油可单独设立，也可与主油路共用。也可与主油路共用。1- -主阀芯主阀芯 2- -差动套筒差动套筒 3- -差动活塞差动活塞 4- -先导电磁阀先导电磁阀2、球阀式换向阀、球阀式换向阀1-支点支点 2-推杆推杆 3-杠杆杠杆 4-左阀座左阀座 5-球阀球阀 6-右阀座右阀座 7-弹簧弹簧 8-电磁铁电磁铁 电磁铁电磁铁8 8无电时，球阀无

21、电时，球阀5 5在弹簧在弹簧7 7作用下压向左阀座，作用下压向左阀座，P P口和口和A A口相通。电磁铁得电时，电磁力口相通。电磁铁得电时，电磁力F F经杠杆经杠杆4 4放大，将放大，将球阀压向右阀座，球阀压向右阀座，A A口和口和O O口相通，口相通，P P口阻死。通道口阻死。通道5 5是为了是为了使球阀上的液压力平衡而设置的。使球阀上的液压力平衡而设置的。 球式换向阀动球式换向阀动作灵敏、密封性作灵敏、密封性好、控制功率小，好、控制功率小，但流量小，一般但流量小，一般用于大流量阀的用于大流量阀的先导控制级。先导控制级。3、 插装式换向阀插装式换向阀 插装式换向阀的锥阀中的一类。插装式换向阀

22、的锥阀中的一类。 压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液压传动系统中压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液压传动系统中流体压力的一种控制阀。常用的压力阀有：流体压力的一种控制阀。常用的压力阀有： 溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。等。一、溢流阀一、溢流阀1 1、溢流阀的工作原理、结构和图形符号、溢流阀的工作原理、结构和图形符号 溢流阀按结构可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。溢流阀按结构可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。2、溢流阀的特性、溢流阀的特性3、溢流阀的主要用途溢流阀的主要用途1、 溢流阀的工作原理和结构溢流阀的工作原理和结构 溢流阀按结构可分为直动式溢

23、流阀和先导式溢流阀。溢流阀按结构可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。 （1）直动式溢流阀）直动式溢流阀 直动式溢流阀按阀心结构可分为锥阀直动式溢流阀按阀心结构可分为锥阀式、球阀式和滑阀式式、球阀式和滑阀式3种。种。 图为直动式溢流阀的原理图。它由阀图为直动式溢流阀的原理图。它由阀体体5、阀心、阀心4、弹簧、弹簧2和调整螺母和调整螺母1组成。进组成。进油口油口P与液压系统的压力油相通，出油口与液压系统的压力油相通，出油口T与回油路相通，弹簧将阀心压在阀座上，与回油路相通，弹簧将阀心压在阀座上，阀呈关闭状态。阀呈关闭状态。当阀芯受向下弹簧力大于当阀芯受向下弹簧力大于向上液压力时，阀口关闭（阀口开度向

24、上液压力时，阀口关闭（阀口开度=0 =0 ）。当）。当P P口（接系统）压力升高使阀口（接系统）压力升高使阀芯向上的液压力大于弹簧力时阀芯开启芯向上的液压力大于弹簧力时阀芯开启（0 0），部分压力油由），部分压力油由P P口溢流至口溢流至T T口回口回油箱，保持系统压力稳定。油箱，保持系统压力稳定。 弹簧调整越紧，弹簧调整越紧，系统稳定压力越高。系统稳定压力越高。 (1) 直动型溢流阀直动型溢流阀 直动式溢流阀是直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流力直接相平衡的溢流阀。阀。 拧动调整螺母，可改变弹簧的预紧力，调整溢流拧动调整螺

25、母，可改变弹簧的预紧力，调整溢流阀的开启压力。阀心上的小孔阀的开启压力。阀心上的小孔A起阻尼作用，以防止阀起阻尼作用，以防止阀心振动。心振动。 在不计阀心重力、摩擦力和液动力时，直动式溢在不计阀心重力、摩擦力和液动力时，直动式溢流阀在阀口开度为流阀在阀口开度为x的稳态工况下，阀心受力的平衡方的稳态工况下，阀心受力的平衡方程为：程为：)(402xxKdps（41） 或或 20)(4dxxKps（42） sK0 x式中式中 p液压系统的工作压力；液压系统的工作压力； d阀前孔直径；阀前孔直径； 弹簧刚度；弹簧刚度；弹簧预压缩量。弹簧预压缩量。滑阀直动式：滑阀直动式：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，

26、采用进口压力负反馈，阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈， 不工作时阀口常开。根据结构不同，溢流阀可分为直动型和不工作时阀口常开。根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。先导型两类。 当阀芯受向下弹簧力大于向上液压力时，当阀芯受向下弹簧力大于向上液压力时，阀口关闭（阀口开度阀口关闭（阀口开度=0 =0 ）。当）。当P P口（接系统）口（接系统）压力升高使阀芯向上的液压力大于弹簧力时阀压力升高使阀芯向上的液压力大于弹簧力时阀芯开启（芯开启（0 0），部分压力油由），部分压力油由P P口溢流至口溢流至O O口回油箱，保持系统压力稳定。口回油箱，保持系统压力稳定。 弹簧调整越弹簧

27、调整越紧，系统稳定压力越高。紧，系统稳定压力越高。锥阀直动式：锥阀直动式：1-阀芯阀芯 2-弹簧弹簧 3-阀座阀座 当弹簧力大于锥阀芯所受的液压力时当弹簧力大于锥阀芯所受的液压力时阀口关闭（阀口关闭（ = 0 = 0 ）。）。 液压力大于弹簧力时液压力大于弹簧力时 0 0 ，溢流。，溢流。溢流阀的特征是：溢流阀的特征是：直动型溢流阀工作原理要点对应调压弹簧一定的预压缩量 xo，阀的进口压力 p 基本为一定值kx0=pA。由于阀开口大小 x 和 稳态液动力Fs的影响，阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流量时的阀的进口压力 ps 最大，ps称为阀的调定压力。弹簧腔的泄漏油经阀内通

28、道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难以实现。适用于低压、小流量的场合。（2）先导式溢流阀先导式溢流阀的工作原理 1、F弹=KXF液=PA 2、调压弹簧：先导阀弹簧 复位弹簧：主阀弹簧 3、调压性能较好4、遥控口(2) 先导式溢流阀先导式溢流阀的工作原理 1、F弹=KXF液=PA 2、调压弹簧：先导阀弹簧 复位弹簧：主阀弹簧 3、调压性能较好4、遥控口先导型溢流阀工作原理要点进口压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。因为先导阀的尺

29、寸很小，而且通过流量是主阀额定流量的1，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小=，孔长l = 812mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。适用于高压、大流量的场合。出油口出油口P2进油口进油口P1主阀芯主阀芯主阀口主阀口导阀芯导阀芯先导级固先导级固定节流孔定节流孔调压手柄调压手柄调压弹簧调压弹簧主阀弹簧主阀弹簧阀体上的远程控制口阀体上的远程控制口K可以另接先导溢流阀进行远程调压可以另接先导溢流阀进行远程调压先导式溢流阀 回首页图5-12 先

30、导型溢流阀工作原理图形符号 静态特性是指在稳定工况下(系统压力没有突然变化)，溢流阀所控制的压力和流量之间的关系，通常用压力一流量曲线表示。 (1)压力调节范围压力调节范围：是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力平稳地(压力无突跳及迟滞现象)上升或下降的最大和最小调定压力。A 静态特性静态特性2、溢流阀的特性、溢流阀的特性溢流阀的特性包括静态特性和动态特性。调压范围图调压范围图 (2)启闭特性：启闭特性： 溢流阀开启过程的流量一压力特性称为开启特性； 关闭过程的流量一压力特性称为闭合特性； 开启和关闭全过程的流量一压力特性称为阀的启闭特性。溢流阀的启闭特性是衡量溢流阀调压精度的一个重要指标

31、。 溢流阀的启闭特性溢流阀的启闭特性溢流阀的基本性能 调压范围 ： 在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。 压力流量特性： 溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能；又称为启闭特性或压力流量特性。启闭特性用以下参数衡量： （ps-pk）、（ps-pb）称为调压偏差，调压偏差小好 nk=pk/ps 称为开启压力比， nb=pb/ps 称为闭合压力比，nk 、 nb大好。 压力损失和卸载压力： 当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接接回油箱时，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力称为压力损失或卸载压力。3、溢流阀的主要用途溢流阀的主要用途 溢流阀在不同的场合有

32、不同的用途。归结起来，其主要用途有： (1)作溢流阀溢流阀，使系统压力恒定。 (2)作安全阀安全阀，起过载保护作用。 溢流阀系统溢流阀系统 安全阀系统安全阀系统 (3)作卸荷阀卸荷阀 溢流阀常和二位二通电磁阀一起组成电磁溢流阀，靠电磁铁控制系统卸荷。 (4)作远程调压远程调压 在先导式溢流阀2的遥控口接一根细管并远距离连接一个微型溢流阀3，就可进行远程调压。 电磁溢流阀卸荷原理电磁溢流阀卸荷原理 远程调压原理远程调压原理 1泵；泵；2、3溢流阀溢流阀一、一、 溢流阀溢流阀减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求不同，有出口压力为定值的定值减压阀；进

33、出口压力差不变的定差减压阀；进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。二、二、 减压阀减压阀 1、 直动式减压阀工作原理直动式减压阀工作原理直动式定压减压阀的结构原理和职能符号如图所示。直动式定压减压阀的结构原理和职能符号如图所示。直动式减压阀的工作原理直动式减压阀的工作原理 压力为压力为p1的高压的高压液体进入阀中后，经液体进入阀中后，经由阀心与阀体间的节由阀心与阀体间的节流口流口A减压，使压力减压，使压力降为降为p2后输出。后输出。 减压阀出口压力减压阀出口压力油通过孔道与阀心下油通过孔道与阀心下端相连，使阀心上作端相连，使阀心上作用一向上的液压力，用一向上的液压

34、力，并靠调压弹簧与之平并靠调压弹簧与之平衡。衡。2、 先导式减压阀先导式减压阀该阀由先导阀调压、主阀减压。该阀由先导阀调压、主阀减压。 当出口压力超过当出口压力超过调定压力时，出油口调定压力时，出油口部分液体经阻尼孔，部分液体经阻尼孔，先导阀口，阀盖上的先导阀口，阀盖上的泄油口泄油口L流回油箱。流回油箱。由于阻尼孔中有液体由于阻尼孔中有液体流动，使主阀上的下流动，使主阀上的下腔产生压差，当此压腔产生压差，当此压差所产生的作用力大差所产生的作用力大于主阀弹簧力时，主于主阀弹簧力时，主阀上移，使减压口关阀上移，使减压口关小，减压作用增强，小，减压作用增强，直至出口压力直至出口压力P2稳定稳定在先导

35、阀所调定的压在先导阀所调定的压力值。力值。先导型减压阀先导型减压阀 先导型溢流阀先导型溢流阀 减压阀是使出口压力(又称二次回路压力)低于进口压力(又称一次回路压力)的压力控制阀。减压阀可分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀三类。（1） 定值减压阀定值减压阀 定值减压阀的出口压力恒定，且不随外部干扰而改变，这种阀应用最广。 定值减压阀有直动型和先导型两种结构形式。3、减压阀的分类、减压阀的分类 如果外来干扰使如果外来干扰使P1升高（如流量瞬时增大），则升高（如流量瞬时增大），则P2也也升高，使主阀上移，减压口减小，升高，使主阀上移，减压口减小，P2又降低，使阀芯在新又降低，使阀芯在新的位置上处

36、于受力平衡，的位置上处于受力平衡，而出口压力而出口压力P2基本维持不变。基本维持不变。 当减压阀出口油路的油当减压阀出口油路的油液不再流动的情况下（如所液不再流动的情况下（如所连的夹紧支路油缸运动到终连的夹紧支路油缸运动到终点后），由于先导阀泄油仍点后），由于先导阀泄油仍未停止，减压口仍有油液流未停止，减压口仍有油液流动，阀就仍然处于工作状态，动，阀就仍然处于工作状态，出口压力也就保持调定数值出口压力也就保持调定数值不变。不变。 1-1-主阀芯及减压阀（主阀芯及减压阀（） 2-2-先先导阀导阀 3-3-调节弹簧调节弹簧 4-4-阻尼孔阻尼孔定值减压阀定值减压阀（2） 定差减压阀定差减压阀 定差

37、减压阀的进口压力与出口压力之差恒定。图为定定差减压阀的进口压力与出口压力之差恒定。图为定差减压阀的工作原理图。差减压阀的工作原理图。 定差减压阀定差减压阀1阀体；阀体；2阀心；阀心；3调压弹簧调压弹簧 图中阀心图中阀心2的位置不的位置不仅受调压弹簧仅受调压弹簧3和二次压和二次压力力p2的控制，还受一次压的控制，还受一次压力力p1的控制。若一次压力的控制。若一次压力pl增大，使阀心上移，即增大，使阀心上移，即阀口缝隙阀口缝隙B加大，节流效加大，节流效果减弱，则二次压力果减弱，则二次压力p2随随之增大，直到保持原来调之增大，直到保持原来调定的压力差值。若一次压定的压力差值。若一次压力力pl减小，可

38、得到同样的减小，可得到同样的结果。结果。 入口一次压力入口一次压力p p1 1和出口二次压力和出口二次压力p p2 2在阀芯上的作用力在阀芯上的作用力之差由弹簧力相平衡。之差由弹簧力相平衡。1-1-阀芯及减压阀口阀芯及减压阀口（ ） 2-2-调节弹簧调节弹簧 弹簧力调定后压力弹簧力调定后压力差（差（p p1 1- -p p2 2）保持恒定）保持恒定(p1和和p2可能变化），故名可能变化），故名定差减压阀定差减压阀 。定差减压阀定差减压阀（3） 定比减压阀定比减压阀定比减压阀作用是使进出油口压力的比值保持恒定，见下图定比减压阀作用是使进出油口压力的比值保持恒定，见下图。 定比减压阀定比减压阀 该

39、阀的弹簧主要该阀的弹簧主要用于复位。如果忽略用于复位。如果忽略刚度很小的弹簧力，刚度很小的弹簧力，无论无论pl或或p2发生变化发生变化时或通过流量发生变时或通过流量发生变化时，通过定比减压化时，通过定比减压阀可变节流口的调节阀可变节流口的调节作用，其减压比基本作用，其减压比基本不变只要适当选择不变只要适当选择大小柱塞的直径比，大小柱塞的直径比，即可得到所需的进、即可得到所需的进、出口压力比。出口压力比。4、 减压阀的主要性能减压阀的主要性能性性 能能定定 义义 说说 明明 调压范调压范围围输出二次压力的可输出二次压力的可调范围。调范围。 在此范围内二次压力的在此范围内二次压力的变化应在精度要求

40、内。变化应在精度要求内。 压力特压力特性性当流量一定时，输出当流量一定时，输出压力的波动（由于输压力的波动（由于输入压力的变化）。入压力的变化）。 输出压力波动越小越好（输输出压力波动越小越好（输出压力比输入压力低过一定值出压力比输入压力低过一定值后，输出压力基本上不波动）。后，输出压力基本上不波动）。 流量特流量特性性当输入压力一定时，当输入压力一定时，输出压力的变化（由输出压力的变化（由于流量的变化）。于流量的变化）。 输出压力波动越小越好，输出压力波动越小越好，一般输出压力越低，它随一般输出压力越低，它随流量变化的波动越小。流量变化的波动越小。 5、 减压阀的应用减压阀的应用 减压阀一般

41、用在需要减压或稳压的工作场合。减压阀一般用在需要减压或稳压的工作场合。 定位、夹紧、分度、控制等支路往往需要稳定的低压。定位、夹紧、分度、控制等支路往往需要稳定的低压。 为此，该支路只需串联一个减压阀构成的减压回路。通常为此，该支路只需串联一个减压阀构成的减压回路。通常在减压阀要设单向阀，以防止系统压力降低时流体倒流，并可在减压阀要设单向阀，以防止系统压力降低时流体倒流，并可短时保压。为使减压回路可靠工作，减压阀的最高调整压力应短时保压。为使减压回路可靠工作，减压阀的最高调整压力应比系统压力低于一定的数值。比系统压力低于一定的数值。例如，中、高压系列减压阀应低例如，中、高压系列减压阀应低出约出

42、约1MP，否则减压阀不能正常工作。，否则减压阀不能正常工作。 当减压支路的执行元件速度需要调节时，节流元件应装在当减压支路的执行元件速度需要调节时，节流元件应装在减压阀出口，因为减压阀起作用时，有少量泄油从先导阀流回减压阀出口，因为减压阀起作用时，有少量泄油从先导阀流回油箱，节流元件装在出口，可避免泄油对节流元件调定的流量油箱，节流元件装在出口，可避免泄油对节流元件调定的流量产生影响。减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率产生影响。减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率损失和系统温升，必要时可用高低压双泵分别供油。损失和系统温升，必要时可用高低压双泵分别供油。三、顺序阀三、顺序阀

43、顺序阀的基本功用是以压力为信号，控制多个执行元件顺序动作。 根据控制方式及泄漏油排放方式不同，顺序阀有内控内泄式，可作背压阀；内控外泄式、外控外泄式，可作平衡阀；外控内泄式，可作卸荷阀。 其结构也有直动式和先导式之分。 当当A A口与进口口与进口P P1 1相通相通时为内控；当时为内控；当A A口下盖转口下盖转9090与与P Pc c外来压力口外来压力口K K相相通时为外控；通时为外控； 当当P P2 2出口与执行器相出口与执行器相通时称内泄，出口压力通时称内泄，出口压力随负载变化，当随负载变化，当P P2 2出口出口单独回油箱时为外泄。单独回油箱时为外泄。 顺序阀的开启压力由顺序阀的开启压力

44、由调压弹簧调定。调压弹簧调定。顺序阀顺序阀顺序阀顺序阀1、 直动式顺序阀直动式顺序阀2、 先导式顺序阀先导式顺序阀 图示的DZ型顺序阀，主阀为单向阀式，先导阀为滑阀式。 先导式顺序阀先导式顺序阀1阻尼孔；阻尼孔；2阀心；阀心；3导阀心导阀心Dz型顺序阀型顺序阀3、 顺序阀的应用顺序阀的应用 顺序阀主要用于控制多个执行元件的顺序动作，也可作平衡阀、卸荷阀和背压阀使用。A 顺序回路顺序回路 在多执行元件的液压系统中，利用顺序阀，通过回路中压力的变化可控制多个执行元件的顺序动作。B 平衡回路平衡回路 顺序阀在液压缸下腔产生一背压，调节顺序阀弹簧预压缩量，可改变背压大小，实现对活塞向下运动速度的控制。

45、此系统中的单向顺序阀也可称为平衡阀。C 卸荷回路卸荷回路 利用卸荷阀实现系统的卸荷。顺序阀主要用于控制多个执行元件的顺序动作，也可作平衡阀、卸荷阀和背压阀使用。具体回路形式：（1）顺序动作回路）顺序动作回路（2）卸荷阀）卸荷阀（3）单向顺序阀）单向顺序阀（4）平衡回路）平衡回路 溢流阀溢流阀减压阀减压阀顺序阀顺序阀控制油路的特点控制油路的特点通过调整弹簧的通过调整弹簧的压力控制进油路压力控制进油路的压力，保证进的压力，保证进口压力恒定口压力恒定通过调整弹簧的通过调整弹簧的压力控制出油口压力控制出油口的压力，保证出的压力，保证出口压力稳定口压力稳定直控式通过调定调直控式通过调定调压弹簧的压力控制

46、进压弹簧的压力控制进油路压力；夜控式油路压力；夜控式由单独油路控制压力由单独油路控制压力出油口情况出油口情况出油口与出油口与油箱相连油箱相连出油口与出油口与减压回路相连减压回路相连出油口与工作回路出油口与工作回路相连相连泄漏形式泄漏形式内泄式内泄式外泄式外泄式内泄式内泄式进进油油口口状状态态及及压压力力值值常态常态常闭（原始状态）常闭（原始状态）常开（原始状态常开（原始状态）常闭（原始状态）常闭（原始状态）工作状态工作状态进出油口相通，进出油口相通，进油口压力为调进油口压力为调整压力整压力进油口压力高于出油进油口压力高于出油口压力，出油口压力口压力，出油口压力稳定在调定值上稳定在调定值上进出油

47、口相通，进进出油口相通，进油口压力允许继续油口压力允许继续升高升高联接方式联接方式并联并联串联串联实现顺序动作式串联作卸实现顺序动作式串联作卸荷阀用时并联荷阀用时并联功用功用定压、溢流或定压、溢流或安全作用限压、安全作用限压、稳压、保压稳压、保压减压、稳压减压、稳压不控制系统的压力，只利不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油用系统的压力变化控制油路的通断路的通断 进油腔压力控进油腔压力控制阀芯移动制阀芯移动出油腔压力控出油腔压力控制阀芯移动制阀芯移动进油腔压力控制进油腔压力控制阀芯移动阀芯移动溢流阀、顺序阀、减压阀的比较溢流阀、顺序阀、减压阀的比较 压力继电器是利用工作液体的压力来启、闭

48、电气触点的液电信号转换元件，用于当系统达到压力继电器调定压力时，发出电信号，控制电气元件(电动机、电磁铁、继电器等)的动作，实现泵的卸荷或加载控制，执行元件的顺序动作，以及系统的安全保护和连锁等。 压力继电器按压力一位移转换部件的结构形式分有柱塞式、弹簧管式、膜片式及波纹管式4种。现以常用的柱塞式为例说明其结构和工作原理。 四、压力继电器四、压力继电器 DP320型单柱塞压力继电器型单柱塞压力继电器1柱塞；柱塞；2调节螺钉；调节螺钉；3顶杆；顶杆；4微动开关微动开关 图为图为DP320型单柱型单柱塞压力继电器，塞压力继电器，P 口进口进来的高压油作用于柱塞来的高压油作用于柱塞1上，靠弹簧与之平

49、衡，上，靠弹簧与之平衡，调节螺钉调节螺钉2用来调节调用来调节调定压力。当系统压力达定压力。当系统压力达到其调定压力时，作用到其调定压力时，作用于柱塞上的液压力克服于柱塞上的液压力克服弹簧力，顶杆弹簧力，顶杆3上移，上移，使微动开关使微动开关4的触点闭的触点闭合，发出电信号。合，发出电信号。（1 1）调压范围：）调压范围：调节弹簧可使压力继电器最高和最低的压力范围。调节弹簧可使压力继电器最高和最低的压力范围。压力继电器的性能指标主要有两项：压力继电器的性能指标主要有两项：（2 2）通断返回区间：）通断返回区间：调压弹簧调定后，接通电信号的压力与断开电调压弹簧调定后，接通电信号的压力与断开电信号的

50、压力之差（前者压力大于后者，是由于信号的压力之差（前者压力大于后者，是由于摩擦力的作用）。此区间应有足够的数值，防摩擦力的作用）。此区间应有足够的数值，防止由于系统压力脉动造成压力继电器的误动作。止由于系统压力脉动造成压力继电器的误动作。 1)用于安全保护。用于安全保护。2)控制执行元件的顺序动作。控制执行元件的顺序动作。3)用于泵的启闭。用于泵的启闭。4)用于泵的卸荷。用于泵的卸荷。应用场合应用场合： 流量控制阀流量控制阀简称流量阀流量阀，它通过改变阀通流面积的大小来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普

51、通的流量阀之外，还要简要介绍插装阀、电液比例阀和电液伺服阀。对流量控制阀的主要性能要求是：l）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。2）油温变化时，流量变化小。3）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到 很小的稳定流量。4）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力矩要小。 对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:（5-3）mpAKQ1 1、 节流口流量公式节流口流量公式式中:A阀口通流面积；p阀口前、后压差；m由节流口形状和结构决定的指数，0.5ml ；K节流系数。Qp图图5 530 30 节流口的节流口的流量流量- -压力特性压力特性细长孔

52、细长孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5)(221ppACQd 关于节流口的流量公式，在流体力学中已然推导和证明过，我们只引用其结论即可。令 , m=0.5流过薄壁小孔的流量公式由式（5-3）变为:/2qCK 式中: Cd流量系数； 油液密度。在流体力学中，我们遇到过两大类节流口。 一类是。在液压工程中，往往把这类节流口当作固定(不可调)节流器使用。Qp细长孔细长孔m=1簿壁簿壁口口m=0.5 另一类是。用紊流计算这一类节流口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。上式也可写成mdpACQ)2( 在上式中若m为常数，且(2/)/pm也是常数，调节A，则可调节通过节流阀的流量Q。 需要说明的是流量系数C

53、d并不是常数，节流口的结构、形状、压力差、油温都对Cd有影响。精确的Cd值需靠试验确定。一般Cd。m值也受多种因素影响，一般m1。一般薄壁节流口的m为左右。尽管式（5-3）包含着一些非确定因素，但它毕竟给我们提供了一个对流量进行概略计算的简明表达式。 液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量 Q稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。 2 2、 影响流量稳定性的因素影响流量稳定性的因素（1）压差变化对流量稳定性的影响）压差变化对流量稳定性的影响 当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流

54、量刚度T来表征。 QPmPQT1)/(1（54）tgQppQT11m=Qp细长孔细长孔m=1 1 2 3p1p2123簿壁口簿壁口刚度的物理意义如下： 当p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从（5-4）式看，刚度就越小。反之，则刚度大。由式（5-4）可知：流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；系数m越小，刚度越大。薄壁孔（m）比细长孔（m1）的流量稳定性受P变化的影响要小。因此，为了获得较小的系数m，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。 （2）油

55、温变化对流量稳定性的影响）油温变化对流量稳定性的影响 油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量高使油的粘度降低时，流量Q Q就会增加。所以节流通道长就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。时温度对流量的稳定性影响大。 对于对于薄壁孔薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式越接近于薄壁孔，流量

56、稳定性就越好。越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。 一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。（3）阻塞对流量稳定性的影响）阻塞对流量稳定性的影响 流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。产生堵塞的主要原因是：油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处；流缝隙处；由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响被吸附到缝隙

57、表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动而复始，就形成流量的脉动; 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。阀口压差较大时容易产生堵塞现象。减轻堵塞现象的措施有： 。一般取PMPa。 。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。 ，以减小吸附层的厚度。 。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。 本节流阀具有螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密

58、节流阀。转动手轮和节流阀芯后，螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低，改变节流面积，即可实现对流量的调节。 二、节二、节 流流 阀阀1、节流口的形式与特征、节流口的形式与特征 (1)直角凸肩节流口直角凸肩节流口hB；B 阀体沉割槽的宽度。 直角凸肩节流口直角凸肩节流口D 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。 本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。(2)针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口图图4 431(31(a) ) 针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口Dh

59、( a ) 特点：结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合 。(3)偏心式节流口偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合。(4)轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。 本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。lDh图

60、图531(c) 三角槽式节流口三角槽式节流口bhalDh图图4 431(31(d d) ) 周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口(5)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。 本结构为薄壁节流口，壁厚约mm，流量受温度的影响小、不易堵塞、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积。节流口易形，工艺复杂是本结构的缺点。(6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口图图4 431(e) 31(e) 轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口2 2、