压力控制阀简称压力阀

压力控制阀简称压力阀第1页/共92页2

压力控制阀简称压力阀。压力阀包括：（1）用来控制液压系统压力的阀类。（2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类。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。第2页/共92页3本章提要调压和稳压的基本原理溢流阀减压阀顺序阀压力继电器调压与减压回路

本章的重点是压力负反馈、溢流阀的工作原理和性能、减压阀的工作原理以及调压回路。其中先导式溢流阀的工作原理尤为重要。学习时应从液压桥路和压力负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。本章主要内容为：第3页/共92页6.1压力的调节与控制

在压力阀控制压力的过程中，需要解决压力可调和压力反馈两个方面的问题。6.1.1调压原理

调压是指以负载为对象，通过调节控制阀口的大小，使系统输给负载的压力大小可调。溢流式调节第4页/共92页（1）流量型油源并联溢流式调压

溢流式调节

显然，只有改变负载流量QL的大小才能调节负载压力PL。将控制阀口RX与负载Z并联，通过阀口的溢流作用，能使负载流量QL发生变化，最终达到调节负载压力之目的。

第5页/共92页（2）压力型油源串联减压式调压

如果油源换成恒压源PS，并联式调节不能改变负载压力。这时可将控制阀口Rx串联在压力源PS和负载Z之间，通过阀口的减压作用即可调节负载压力PL

。减压式调节第6页/共92页（3）半桥回路分压式调压

液压半桥实质上是由进、回油节流口串联而成的分压回路。为了简化加工，进油节流口多采用固定节流孔来代替，回油节流口是由锥阀或滑阀构成可调节流口。这种调压方式主要用于液压阀的先导级中。图6.2第7页/共92页6.1.2压力负反馈

压力的大小能够调节，并不等于能够稳压。当负载因扰动而发生变化时，负载压力会随之变化。压力的稳定必须通过压力负反馈来实现。构造压力反馈系统必须研究以下问题：

①代表期望压力的指令信号如何产生？

②怎样构造在实际结构上易于实现的比较器？

③受控压力PL如何测量？转换成什么信号才便于比较？，怎样反馈到比较器上去？压力负反馈控制的核心是要构造一个压力比较器。

力信号的比较最容易实现。第8页/共92页图6.3直动型并联溢流式压力负反馈控制

-指令力通过调压弹簧产生

压力通过微型测量油缸测量反馈不要形成正反馈！负反馈部分开环调压回路第9页/共92页图6.5图6.4负反馈部分负反馈部分半桥分压式压力负反馈控制

直动型串联减压式压力负反馈控制

第10页/共92页6.1.3先导控制

直动型压力控制中，由力比较器直接驱动主控制阀芯，驱动力远小于弹簧力，因此驱动能力十分有限。这种控制方式导致主阀芯不能做得太大，不适合用于高压大流量系统中。

所谓先导型压力控制，是指控制系统中有大、小两个阀芯，小阀芯为先导阀芯，大阀芯为主阀芯，并相应形成先导级和主级两个压力调节回路。在高压大流量系统中一般应采用先导控制。第11页/共92页图6.6半桥式先导控制部分主阀的指令信号

主阀的反馈压力

导阀比较：主阀比较：主级为并联溢流式压力负反馈控制

第12页/共92页半桥式先导控制部分图6.6主阀的指令信号

主阀的反馈压力

导阀比较：主阀比较：主级为串联减压式压力负反馈控制

第13页/共92页上述先导型压力压力负反馈控制的共同特点如下：先导型压力负反馈控制中有两个压力负反馈回路。（先导级负责主级指令信号的稳压和调压；主级则负责系统的稳压。）主阀芯既构成主调压回路的阀口，又作为主级压力反馈的力比较器。（主级的测压容腔设在主阀芯的一端，另一端作用有主级的指令力P2A。）主级所需要的指令信号由先导级负责输出。（先导级通过半桥回路向主级的力比较器输出一个压力P2，该压力称为主级的指令压力，然后通过主阀芯端部的受压面积转化为主级的指令力P2A

。）先导阀芯既构成先导调压回路的阀口，又作为先导级压力反馈的力比较器。（先导级的测压容腔设在先导阀芯的一端，另一端安装有作为先导级指令元件的调压弹簧和调压手柄。）主阀和先导阀均有滑阀式和锥阀式两种典型结构。第14页/共92页6.2溢流阀

根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称为溢流阀。

溢流阀的主要用途有以下两点：1）调压和稳压。如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保持该压力恒定。2）限压。如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用。

溢流阀的特征是：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先导型两类。

第15页/共92页图6.7滑阀式溢流口，端面测压

6.2.1直动型溢流阀

直动型溢流阀因阀口和测压面结构型式不同，形成了三种基本结构。无论何种结构，均是由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成。

锥阀式溢流口，端面测压

锥阀式溢流口，锥面测压

直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。第16页/共92页图6.7锥阀式直动型溢流阀

溢流阀的符号

直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。

锥阀芯与面测压

调压手柄调压弹簧第17页/共92页18第18页/共92页直动型溢流阀与符号的对应关系

溢流阀的符号阀口阀口比较：测压面测压孔第19页/共92页直动型溢流阀与符号的对应关系

溢流阀的符号测压孔阀口阀口测压面第20页/共92页6.2.2先导型溢流阀

先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡。（1）三节同芯先导型溢流阀

阀口处同芯活塞处同芯导向处同芯第21页/共92页出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固定节流孔调压手柄调压弹簧主阀弹簧第22页/共92页图6.10YF型先导式溢流阀原理图阀口主级测压面主级指令导阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分第23页/共92页图6.9YF型先导式溢流阀主级测压面主级指令阀口黑三角代表先导型液压控制第24页/共92页图6.11二节同芯先导式溢流阀（2）二节同芯先导型溢流阀

阀口处同芯导向处同芯第25页/共92页图6.10YF型先导式溢流阀原理图主级测压面主级指令导阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分节流孔2、4串联等价于1个孔节流孔3构成动态阻尼，稳定主阀第26页/共92页图6.11二节同芯型先导式溢流阀主级测压面导阀芯阀口固定节流孔第27页/共92页图6.12电磁溢流阀6.2.3电磁溢流阀

电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢流阀的组合，用于系统的多级压力控制或卸荷。电磁阀部分先导式溢流阀部分第28页/共92页电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号第29页/共92页T远程调压原理先导式溢流阀部分P先导式溢流阀部分远程调压阀远程调压阀25MPa25MPa32MPa32MPa输出25MPa第30页/共92页6.2.4溢流阀静态特性与动态持性

静态特性是指阀在稳态工况时的特性，动态特性是指阀在瞬态工况时的特性。图6.13（1）静态特性

溢流阀期望压力P指溢流阀压力随流量变化曲线因开启和闭合时，阀芯摩擦力方向不同，导致开启曲线与闭合曲线不重合要求P开>85%Pn第31页/共92页②先导式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。也就是说，先导式溢流阀的调压偏差比直动式溢流阀的调压偏差小，调压精度更高。

先导式溢流阀的启闭特性比直动式溢流阀更好

①对同一个溢流阀.其开启特性总是优于闭合特性。这主要是由于在开启和闭合两种运动过程中，摩擦力的作用方向相反所致。第32页/共92页

溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性，如图6.14。其衡量指标主要有压力超调量、响应时间等。图6.13（2）动态特性

响应时间t1过渡过程时间t2第33页/共92页6.3减压阀

根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称为减压阀。减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。

减压阀也有直动型和先导型之分，直动型减压阀的工作原理如图6.4所示，但直动型减压阀较少单独使用。在先导型减压阀中，根据先导级供油的引入方式不同，有“先导级由减压出口供油式”和“先导级由减压进口供油式”两种结构形式。减压阀的特征是：阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，采用出口压力负反馈，不工作时阀口常闭。第34页/共92页6.3.1先导级由减压出口供油的减压阀

图6.16图6.17第35页/共92页泄油口L（在侧面，图中看不见）泄油口L出油口P2出油口P2进油口P1进油口P1第36页/共92页图6.17先导式减压阀原理图主级测压面主级指令半桥式先导控制部分主阀比较：导阀比较第37页/共92页直动型溢流阀与符号的对应关系

减压阀符号阀口阀口测压孔测压面测压面第38页/共92页先导型减压阀与符号的对应关系

减压阀符号半桥式先导控制部分代表液压先导控制第39页/共92页图6.16先导式减压阀黑三角代表先导型液压控制阻尼孔主级测压面主级指令测压孔阀口第40页/共92页6.3.2先导级由减压进口供油的减压阀

图6.18图6.19第41页/共92页泄油口L出油口P2进油口P1主阀芯先导级可变节流口主阀口导阀芯先导级固定节流孔第42页/共92页泄油口L出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级可变节流口先导级固定节流孔第43页/共92页图6.18先导式减压阀原理图主级测压面主级指令先导级恒流器Q第44页/共92页

由于减压阀进口压力P1波动较大，会引起导阀流量Q波动，进而使主阀指令压力P3波动。先导级采用恒流器后，Q基本不波动，因此先导级输出压力P3能够稳定。Q作为流量传感器作为流量调节器第45页/共92页先导级恒流器主阀减压口导阀导阀第46页/共92页6.4顺序阀

顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号，控制油路通断。

顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源不同，它还有内控式和外控式之分。通过改变控制方式、泄油方式以及二次油路的连接方式，顺序阀还可用作背压阀、卸荷阀和平衡阀等。顺序阀的特征是：阀的出口一般接负载（串联），调压弹簧腔有外接泄油口，采用进口测压，不工作时阀口常开。第47页/共92页图6.206.4.1直动型顺序阀

直动式顺序阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的顺序阀。第48页/共92页顺序阀的符号调压手柄测压柱塞阀芯泄油口泄油口测压孔测压孔调压弹簧调压弹簧进油口进油口出油口出油口第49页/共92页顺序阀的符号直动型顺序阀与符号的对应关系

阀口测压孔测压孔测压面测压面泄油口泄油口进油口进油口出油口出油口第50页/共92页直动型顺序阀与直动式溢流阀的比较

顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同，主要差别为：①出口接负载；②动作时阀口不是微开而是全开；③有外泄口。

阀口常闭弹簧指令力指向阀口关闭进油口测压进油口测压阀口常闭弹簧指令力指向阀口关闭内泄外泄出口压力较高出口回油箱顺序阀溢流阀第51页/共92页顺序阀的符号调压手柄测压柱塞阀芯测压孔测压孔调压弹簧调压弹簧进油口进油口出油口出油口泄油口泄油口泄油孔第52页/共92页图6.21外泄量较大的一种先导式顺序阀

6.4.2先导型顺压阀

如果在直动型顺序阀在基础上，将主阀芯上腔的调压弹簧用半桥式先导调压回路代替，且将先导阀调压弹簧腔引至外泄口L，就可以构成图6.21所示先导式顺序阀。将主阀芯上腔的调压弹簧用半桥式先导调压回路代替第53页/共92页泄油口L泄油口L出油口P2出油口P2进油口P1第54页/共92页图6.21先导式顺序阀原理图主级测压面开关指令半桥式先导控制部分导阀比较

这种先导式顺序阀的原理与先导式溢流阀相似，所不同的是二次油路即出口不接回油箱，泄漏油口L必须单独接回油箱。但这种顺序阀的缺点是外泄漏量过大。

第55页/共92页先导式顺序阀与符号的对应关系

先导式顺序阀符号阀口阀口测压孔测压孔测压面测压面开关指令第56页/共92页图6.21先导式顺序阀黑三角代表先导型液压控制阻尼孔主级指令主级测压面测压孔阀口第57页/共92页

为减少导阀处的外泄量，可将导阀设计成滑阀式，令导阀的测压面与导阀阀口的节流边分离。先导级设计为：

导阀的测压面与主油路进口一次压力P1相通，由先导阀的调压弹簧直接与P1相比较；图6.22DZ型先导式顺序阀

第58页/共92页导阀阀口回油接出口二次压力P2，这样可不致产生大量外泄流量；导阀弹簧腔接外泄口，使导阀芯弹簧侧不形成背压；先导级仍采用带进油固定节流口的半桥回路，固定节流口的进油压力为P1，先导阀阀口仍然作为先导级的回油阀口，但回油压力为P2。图6.22DZ型先导式顺序阀

第59页/共92页图6.22DZ型先导式顺序阀

先导级为带固定节流孔的半桥回路，进油压力为P1，但回油压力为P2导阀的测压面与主油路进口P1相通，导阀的调压弹簧直接与P1相比较导阀阀口回油接出口二次压力P2，减少外泄量导阀弹簧腔接外泄口，使导阀芯弹簧侧不形成背压第60页/共92页P3导阀直接与进口压力比较开关指令进口A测压第61页/共92页图6.22DZ型先导式顺序阀

第62页/共92页调压弹簧出油口P2测压孔外泄时此孔堵住进油口P1泄油口L导阀芯主阀芯测压面调压螺丝第63页/共92页图6.21先导式顺序阀原理图

这种先导式顺序阀在先导阀上直接测压导阀比较第64页/共92页表6.1顺序阀的职能符号

单向顺序阀有内外控之分。若将出油口接通油箱，且将外泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液压缸不因自重而下落。把外控式顺序阀的出油口接通油箱，且将外泄改为内泄，即可构成卸荷阀。外控顺序阀(外控外泄)

顺序阀(内控外泄)

背压阀(内控内泄)

卸荷阀(外控内泄)

外控单向顺序阀

内控平衡阀

外控平衡阀

内控单向顺序阀

第65页/共92页6.5压力继电器

压力继电器是利用油液的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。

压力继电器在压力达到调定值时，发出电信号，控制电气元件动作。压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式。

柱塞式压力继电器的结构和图形符号如图6.23所示，当进油口P处油液压力达到压力继电器的调定压力时，作用在柱塞1上的液压力通过顶杆2的推动，合上微动电器开关4，发出电信号。图中，L为泄油口。改变弹簧的压缩量，可以调节继电器的动作压力。

第66页/共92页图6.23压力继电器压力继电器符号进油口电器开关原理测压面调压弹簧电器开关调压螺丝柱塞第67页/共92页进油口调压弹簧电器开关调压螺丝柱塞电器开关原理压力继电器符号当压力超过弹簧力时，顶杆推动电器开关，发出电信号测压面第68页/共92页6.6压力阀在调压与减压回路中的应用

在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用溢流阀作安全阀用来限定系统的最高压力，防止系统过载。当系统中如需要两种以上压力时，则可采用多级调压回路。6.6.1调压回路

第69页/共92页

调节溢流阀便可调节泵的供油压力。（1）单级调压回路

溢流阀调压弹簧压力表

为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表。第70页/共92页

当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口压力较高，由溢流阀1调定。（2）双向调压回路

高压溢流阀10MPa开启低压溢流阀4MPa

当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时，可采用双向调压回路。第71页/共92页

当换向阀在右位工作时，活塞作空行程返回，泵出口压力较低，由溢流阀2调定。

（2）双向调压回路

高压溢流阀10MPa关闭低压溢流阀4MPa开启第72页/共92页（2）双向调压回路

换向居右位，低压溢流阀4MPa开启换向居左位，高压溢流阀10MPa开启第73页/共92页

在图示位置时，阀2的出口被高压油封闭，即阀1的远控口被堵塞，故泵压由阀1调定为较高压力。（2）双向调压回路

主溢流阀调10MPa开启远程溢流阀调4MPa关闭第74页/共92页

当换向阀在右位工作时，液压缸左腔通油箱，压力为零，阀2相当于阀1的远程调压阀，泵的压力由阀2调定。（2）双向调压回路

主溢流阀调10MPa关闭远程溢流阀调4MPa开启第75页/共92页远程调压原理T先导式溢流阀部分P先导式溢流阀部分远程调压阀远程调压阀25MPa25MPa32MPa32MPa输出25MPa第76页/共92页（2）双向调压回路

换向阀居右位，低压溢流阀4MPa开启换向阀居左位，高压溢流阀10MPa开启第77页/共92页

在不同的工作阶段，液压系统需要不同的工作压力，多级调压回路便可实现这种要求。（3）多级调压回路

主溢流阀调10MPa远程溢流阀调4MPa切断右图所示为二级调压回路。图示状态下，泵出口压力由溢流阀3调定为较高压力。第78页/共92页

图示状态下，阀2换位后，泵出口压力由远程调压阀1调为较低压力。（3）多级调压回路

主溢流阀调10MPa实际为4MPa远程溢流阀调4MPa开启第79页/共92页（3）多级调压回路

换向阀居下位，溢流阀主阀调压10MPa开启换向阀居上位，远程式阀调压4MPa开启第80页/共92页（3）多级调压回路

换向阀居中位，溢流阀主阀1调压10MPa开启换向阀居左位，远程溢流阀2调压8MPa开启换向阀居右位，远程溢流阀3调压10MPa开启第81页/共92页（3）多级调压回路

主溢流阀调压弹簧作安全调压至12MPa比例阀作远程溢流实现比例调压0-10MPa第82页/共92页

液压系统工作时，执行元件短时间停止工作，不宜采用开停液压泵的方法，而应使泵卸荷（如压力为零）。利用电磁溢流阀可构成调压-卸荷回路。（4）电磁溢流阀调压-卸荷回路

换向居上位，溢流阀遥控口通油箱，卸压换向居下位，溢流阀主阀调压10MPa开启第83页/共92页

电磁溢流阀是由先导式溢流阀和两位两通电磁换向阀组合而成的复合阀，既能调压又能卸荷。如图6.27所示，当二位二通换向阀电磁铁通电时，电磁溢流阀可实现调压；电磁铁断电时，液压泵处于卸荷（卸压）状态。换向居上位，溢流阀遥控口通油箱，卸压换向居下位，溢流阀主阀调压10MPa开启第84页/共92页电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号第85页/共92页6.6.2减压回路

主油路压力由溢流阀调定，主路压力为10MPa经过减压后支路压力为3MPa

液压系统中的定位、夹紧、控制油路等支路，工作中往往需要稳定的低压，为此，在该支路上需串接一个减压阀[图6.28(a)]。第86页/共92页6.6.2减压回路

图6.28(b)为用于工件夹紧的减压回路。夹紧时，为了防止系统压力降低油液倒流，并短时保压，在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀1调定；当二通阀通电后，阀1出口压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。

换向阀居左位，减压阀由阀1弹簧调压为5MPa换向阀居右位，减压