汽车机械基础第11章-液压控制阀课件

1、第3篇 液压与气压传动技术 液压传动基础第8章液压泵 第9章液压缸和液压马达 第10章 液压控制阀第11章 液压系统辅助元件 第12章基本控制回路 第13章 汽车典型液压与液力系统第14章 气动技术第15章第11章 液压控制阀方向控制阀11.1压力控制阀11.2能力训练与拓展 思考题流量控制阀11.3汽车典型液压控制阀11.411.1 方向控制阀方向控制阀主要用来控制液压系统中液流的方向。其原理是利用阀芯和阀体间相对位置的改变，实现油路与油路间的接通或断开，以满足执行元件运动方向的要求，包括单向阀和换向阀两类。11.1.1 方向阀11.1.2 换向阀11.1.1 单向阀1普通单向阀普通单向阀是

2、指允许压力油单方向流动且反向截止的控制阀元件。液压系统中对普通单向阀的要求主要是压力油正向通过阀时压力损失小；反向截止时密封性能好；动作灵敏，工作时冲击和噪声小等。单向阀通常设置在液压泵的出油口处，以防止油液倒流，同时可以防止由于系统压力突然升高，油液倒流损坏液压泵。扫码认识普通单向阀的工作原理图11-1单向阀1阀体；2阀芯；3弹簧2.液控单向阀液控单向阀又称为单向闭锁阀，其作用是使液流有控制地单向流动，起保压、支撑等功用。图11-2所示为液控单向阀的结构，该阀由单向阀和液控装置组成。 图11-2液控单向阀1活塞；2阀芯；3弹簧扫码认识液控单向阀11.1.2 换向阀1换向阀的工作原理2换向阀图

3、形符号3换向阀的中位机能换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动来控制液流方向或实现油路通断的元件。换向阀既可用来使执行元件换向，也可用来切换油路。换向阀按阀芯在阀体孔内的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数可分为二位二通、二位三通、三位五通等；按换向阀的控制方式可分为手动、机动、电动、液动、电液动等；按阀芯的结构形式可分为滑阀式、转阀式、锥阀式等类型。1换向阀工作原理图11-3滑阀式换向阀工作原理扫码认识滑阀式换向阀工作原理2换向阀图形符号（1）位置数：位置数（位）是指阀芯在阀体孔中的位置，有几个位置就称为几位，职能符号图图形中“位”用粗实线方格（或长方格）表示，有几位即画几个方格来表示。三位

4、换向阀的中格和二位换向阀靠近弹簧的一格为常态位置（静止位置或零位置），即阀芯末受到外部控制力作用时所处的位置。（2）通路数：通路数（通）是指换向阀控制的外接工作油口的数目。一个阀体上有几个进、出油口就是几通。在图形符号中，用“”和“”表示油路被阀芯封闭，用“”或“”表示油路连通，方格内的箭头表示两油口相通，但不表示液流方向。一个方格内油路与方格的交点数即为通路数，几个交点就是几通。（3）控制方式：常见的滑阀操纵方式有手动式、机动式、电动式、液动式和电液动式等类型。（4）油口标示：换向阀中P表示进油口，T、O表示出油口，L表示泄油口，A、B表示与执行元件连接的油口。3换向阀中位机能当三位换向阀的

5、阀芯处于中间位置时，其各油口间有多种不同的连通方式，这种连通方式所表现出来的机械性能称为滑阀中位机能。11.2压力控制阀它用来控制液压系统中的工作压力或通过压力信号控制油液压力来实现某种动作的液压阀，简称压力阀。压力阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。11.2.1 溢流阀11.2.2 减压阀11.2.3 顺序阀11.2.1 溢流阀1直动式溢流阀直动式溢流阀靠液压系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，控制阀芯的启闭动作实现溢流。 图11-4直动式溢流阀1推杆；2调整螺母；3弹簧；4锁紧螺母；5阀盖；6阀

6、体；7阀芯；8螺塞扫码认识直动式溢流阀2.先导式溢流阀其工作原理是通过压力油先作用在先导阀芯上与弹簧力相平衡，再作用在主阀芯上与弹簧力相平衡，实现控制主阀芯的启闭动作。中、高压系统常采用它扫码认识先导式溢流阀图11-5 先导式溢流阀1调节手轮；2调压弹簧；3锥阀（先导阀芯）；4主阀弹簧；5主阀芯3溢流阀的应用溢流阀在液压系统中分别起到溢流稳压、安全保护、远程调压与多级调压，使油泵卸荷以及液压缸回油腔形成背压等多种作用 （a）调压溢流 （b）安全保护 （c）使泵卸荷 （d）远程调压图11-6溢流阀应用11.2.2 减压阀减压阀是用来降低液压系统中某一分支回路的油液压力的压力控制阀。1减压阀结构及

7、原理减压阀利用压力油通过缝隙（液阻）产生降压的原理，使出口压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值。缝隙越小，压力损失越大，减压作用就越强。减压阀按结构形式和基本动作方式分为直动式和先导式两种，直动式较少单独使用，先导式应用较多；按功用可以分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。 图11-7先导式减压阀1调压手轮；2调压弹簧；3锥阀；4平衡弹簧；5主阀芯当出油口压力较低(低于设定压力)时，先导阀关闭，主阀芯两端压力相等，主阀芯被平衡弹簧4压在最下端，减压阀口开度为最大，压降最小，减压阀不起减压作用；图11-7先导式减压阀1调压手轮；2调压弹簧；3锥阀；4平衡弹簧；5主阀芯当出油口压力达到先导阀

8、的调定压力时，先导阀开启，此时P2腔压力油经孔 、c、b、先导阀阀口、孔 和泄漏口L流回油箱。由于阻尼小孔 的作用，主阀芯两端产生压力差，主阀芯便在此压力差作用下克服平衡弹簧的弹力上移，减压阀口减小，使出油口压力降低至调定压力。2减压阀的应用减压阀常用于降低某一支路的油液压力，使该支油路的压力稳定且低于系统的调定压力，如夹紧系统、控制系统和润滑系统。减压阀出口压力还与出口的负载相关，若因负载建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。与先导式溢流阀相同，减压阀可在先导阀的远程控制口接远程调压阀时实现远程控制或多级调压。扫码认识减压阀的工作原理11.2.3 顺序阀1顺序

9、阀结构及原理它以压力为控制信号实现油路的自动接通或断开。其结构和工作原理与溢流阀相似，其主要区别在于溢流阀的出油口接油箱，而顺序阀的出油口接执行元件。顺序阀按结构形式和基本动作方式有直动式和先导式两种，直动式顺序阀一般用于低压系统，先导式顺序阀一般用于中、高压系统。当它利用外来控制油液控制顺序阀阀口启闭时，称为液控顺序阀。从油路控制方式上可分为内控式和外控式。图11-8直动式顺序阀1阀体；2阀芯；3调压弹簧；4调压手轮在图11-8（a）中，进口压力油的压力没有达到调定压力时，顺序阀关闭；当达到调定压力时，顺序阀开启。在图11-8（b）中，阀芯的启闭是利用通入控制油口k的外部控制油来控制的。2顺

10、序阀的应用顺序阀利用系统压力的变化来控制其阀口启闭，实现对各执行元件动作顺序的控制，在油路中相当于以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。内控式顺序阀可用在系统中作为平衡阀或背压阀，串联在垂直运动的执行元件上，用于平衡执行元件以及运动部件的重力；外控式顺序阀一般用作卸荷阀。11.3 流量控制阀流量控制阀用来控制液压系统中油液的流量，以满足执行元件调速的要求，简称流量阀。流量控制阀通过改变阀口通流面积的大小来调节通过阀口的流量，以控制执行元件的运动速度，通常与溢流阀并联使用。常用的流量控制阀有节流阀和调速阀等。扫描认识节流阀的工作原理图11-9所示为L形节流阀（板式），这种节流阀的节流孔口是

11、轴向三角槽式。压力油从进油口P1进入，经孔b、阀芯1左端轴向三角槽、孔a和出油口P2流出。旋转手柄3，利用推杆2使阀芯作轴向移动，便可改变节流孔口通流面积。此节流阀结构简单、体积小，但负载和温度变化对流量稳定性的影响较大。图11-9（b）所示为节流阀的图形符号，也是节流阀一般符号。11.3.1 节流阀图11-9节流阀1阀芯；2推杆；3旋转手柄11.3.2 调速阀为了获得稳定的调速性能，需采用调速阀。调速阀在特定的工作条件下，其调定的速度（流量）可以不受负载变化的影响。调速阀是由定差减压阀和节流阀串联而成。如图11-10所示，减压阀入口的压力为p1，经过减压口h减压后的压力为pm，pm同时为节流

12、阀的入口压力。节流阀出口的压力为p2，由外负载决定。调速阀正常工作时，p=pmp2基本恒定。当外负载增大时，p2增大，减压阀弹簧腔压力增大，阀芯原平衡被打破，阀芯向左移动，开大减压口h，使pm增大，维持p=pmp2基本恒定；当外负载减小时，阀芯运动情况正好相反，同样维持节流阀前后压力差值基本恒定，从而保持通过节流阀的流量稳定。图11-10调速阀11.4 汽车典型液压控制阀11.4.1 自动变速器常用控制阀对于全液控自动变速器来说，液压控制系统将发动机的负荷（节气门开度）和车速信号转换为不同的油压，并以此为主参数确定换挡时刻，并进行换挡的控制。自动变速器液压控制阀包括主油路调压阀、手动阀、换挡阀

13、、节气门阀、速控阀（调速阀）、强制降挡阀等。液压控制系统还包括一些辅助装置，例如，用于防止换挡冲击的蓄能器、单向阀等。本书将介绍主油路调压阀、强制换挡阀、节气门阀、调速阀等。图11-11 全液压自动变速器液压系统的组成1.主油路调压阀汽车自动变速器的液压泵由发动机直接驱动，液压泵的理论泵油量和发动机转速成正比。为了保证发动机出于任何转速下自动变速器都能正常工作，必须在油路中设置一个主调压阀，使液压泵的泵油压力稳定在一定范围内，以满足变速器各种工况对油压的需求。1.主油路调压阀节气门油压受节气门阀控制，节气门开度增大，节气门油压上升，主油路随之升高，反之，则下降。前进挡时，倒挡油路没有压力，只有

14、当手控阀位于R挡时，才有压力有作用到反馈柱塞上，使主油路油压上升，以满足倒挡传动比较大，对油压的需求。总之，节气门开度增加，主油压增加；倒挡油压高于前进挡油压；车速增加，节气门油压会降低，从而使主油压降低。图11-12 主调压阀2.调速阀调速阀是液控自动变速器反应车速信号的装置，仅用于液控自动变速器。当汽车低速行驶时，阀轴和滑阀构成一体，在重锤和滑阀的离心力作用下使滑阀向外移动，此时速控油压随着车速的增加而增加。当车速增加到一定程度时，阀轴被壳体内部台阶限位而不再向外移动，此时滑阀向外移动仅能靠自身的离心力，因此，速控油压随着车速的增加而缓慢增加。图11-13 液控自动变速器调速阀结构示意图1

15、调速阀轴；2调速重块；3调速滑阀；4调速阀壳体；5调速弹簧；6变速器输出轴3.节气门阀反映节气门开度的信号是自动变速器自动换挡的两个重要参数之一（另一个参数是车速信号）。液控自动变速器采用节气门阀来反映节气门开度的大小。节气门阀的功用是产生与节气门开度成正比的控制油压（节气门油压），该油压传给主调压阀和换挡阀，控制主油压和换挡。图11-15 真空式节气门阀结构示意图真空式节气门阀的真空气室与发动机节气门后的进气歧管相通，3.节气门阀强制降挡柱塞装有滚轮，与节气门凸轮相接触。节气门凸轮经拉索与加速踏板相连。当踩下加速踏板使节气门开度增加时，节气门拉索拉动节气门凸轮转动，将强制降挡柱塞上推，并通过

16、弹簧将节气门阀体向上推，使节流口开大，输出的节气门油压增加，使得节气门油压与节气门开度成正比。4.强制换挡阀为了加速超车，当节气门开度超过85%时，强制降挡阀可以使自动变速器在当前挡位降一挡，以保证高速行驶的汽车超车时获得良好的加速性能。对于液控自动变速器，强制降挡阀与节气门阀安装在一起，当节气门开度超过85%时，节气门凸轮将强制降挡柱塞顶起到一定程度，使主油压能到达相应换挡阀，使换挡阀动作，在当前挡位降一挡。强制降挡阀主要有两种类型，即机械式和电磁式。4.强制换挡阀强制降挡阀主要有两种类型，即机械式和电磁式。图11-16 强制换挡阀11.4.2 制动力调节阀目前常见的制动力调节装置有限压阀、

17、比例阀、感载阀、惯性阀等，它们一般都是串联在后制动管路中，但也有的是串联在前制动管路中。但是目前制动力调节的最佳装置是制动防抱死装置，它可使前后制动管路压力的实际分配特性曲线，更接近于相应的理想分配特性曲线。1.限压阀它串联于液压或气压制动回路的后制动管路中，其作用是当前、后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值后，自动将p2限定在该值不变，避免后轮抱死。 图11-17 液压限压阀结构 1阀体；2阀盖；3阀芯；4活塞；5弹簧阀门凸缘上开有若干个通油切口，当输入压力p1较低时，阀门一直保持开启，因而p2=p1，即限压阀尚未起限压作用。当p2与p1同步增长到一定值ps时，活塞上所受的液压作用力

18、将弹簧压缩使阀门关闭，后轮轮缸与主缸隔绝。此后p2即保持定值ps，不再随p1增长，限压阀发挥作用。2、非感载比例阀将非感载比例阀串联于液压或气压制动回路的后制动管路中，当前、后促动管路压力pl与p2同步增长到一定值ps后，即自动对p2的增长加以节制，也即使p2的增量小于pl的增量。在任一平衡状态下，差径活塞的力的平衡方程为：p2A2=p1A1+F（此处F为平衡状态下的弹簧力），从而保证p2的增量小于pl的增量。 图11-18 非感载比例阀1阀；2差径活塞；3弹簧3、感载比例阀和感载限压阀感载比例阀感在车辆的总重力和重心位置变化，调整制动力的分配。感载比例阀及其感载控制机构的原理如图11-19所

19、示，阀体安装在车架上，其中的活塞右部的空腔内有阀门。3、感载比例阀和感载限压阀图11-20 感载比例阀工作情况3、感载比例阀和感载限压阀图11-20 感载限压阀感载限压阀的弹簧力F与其压缩量有关，因而与推杆行程也有关，并可由感载控制机构控制。感载控制机构向感载阀输入与载荷直接相关的悬架变形量。4、惯性比例阀和惯性限压阀惯性阀根据汽车制动时作用在重心上的惯性力，自动分配前后轮之间的制动力。惯性阀（也称G阀）与感载阀的工作特性曲线相似。其特点是调节作用起始点的控制压力值ps取决于汽车制动时作用在汽车重心上的惯性力，即ps不仅与汽车总质量或实际装载质量有关，而且与汽车制动减速度有关。惯性阀也有惯性限

20、压阀、惯性比例阀两类。4、惯性比例阀和惯性限压阀当控制压力p1较低、减速度较小时，惯性球向前的惯性力沿支承面的分力不足以平衡球的重力沿支承面的分力，阀门便仍然保持开启，p2也依然等于p1。当p1增高到某一定值ps时，制动力和减速度增大到足以实现上述二力平衡，阀门弹簧便通过阀门将球推向前上方，使阀门得以压靠阀座，切断液流通路。图11-22 惯性限压阀结构4、惯性比例阀和惯性限压阀当p1、p2同步增长到某一定值ps时，惯性球沿倾斜角为的支承面向上滚到压靠阀座时，油腔E和G便互相隔绝，差径活塞组停止右移。此后，继续增长的输入压力p1，对第二活塞的作用力N1与弹簧力F之和作用于第一活塞上，使E腔压力p

21、2也随之增长。图11-23 惯性比例阀的结构1前阀体；2第一活塞；3弹簧；4第二活塞；5放气阀；6阀体；7惯性球；8阀座；9旁通锥阀；A进油口；B出油口；C、D、J、H油道；E、G油腔4、惯性比例阀和惯性限压阀惯性比例阀的阀座位于惯性球的前方，惯性球兼起阀门作用。在初始阶段，惯性球保持在后极限位置不动，进油口A与出油道C、D相通，因而p2=p1。差径活塞组两端的液压作用力不等，其差值由弹簧承受。图11-23 惯性比例阀的结构1前阀体；2第一活塞；3弹簧；4第二活塞；5放气阀；6阀体；7惯性球；8阀座；9旁通锥阀；A进油口；B出油口；C、D、J、H油道；E、G油腔能力训练与拓展电液比例控制阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。电液比例控制阀的构成，在原理上相当于在普通液压阀装上一个电气机械转换器（如比例电磁铁、动圈式力马达、力矩马达、伺服电机及步进电机等）以代替原有的控制（驱动）部分。它具有结构简单、成本低等优点，广泛应用于