液压原理 课件 293P

1液压原理2液压与气压传动

3学习目标：了解液压技术的起源、发展和应用。了解液压传动的优缺点。掌握液压系统的组成以及在液压回路中的作用。液体动力学基础知识，即连续性方程、伯努利方程及液体流经管路的压力损失。液体的粘性。第一章绪论4液压传动技术发展概况

阿基米德输水螺杆（大约公元前200年）

中国式“水车”

5液压传动技术发展概况阀1阀2安全阀排放阀

压把式灭火器（十七世纪中叶）

Bramah压力机（1795年）

6液压传动技术应用

压力机盾构机（隧道掘进机）

7液压传动技术应用航天飞机运送车海上石油钻井平台8液压传动技术的优点传递的功率和力大，元件相对简单并且在很大程度上可以免维护。操纵简单。控制灵敏并且可以无级调速，可以实现顺序动作控制和程序控制。元件布置灵活。通过溢流阀可以很方便地实现过载保护。方便地实现直线运动

9液压传动技术的缺点泄漏会引起容积损失使传动效率下降。由于液体具有可压缩性，因此液压传动一般不宜用于传动比要求严格的场合。液体的粘度性能对温度比较敏感，因此液压传动性能会随温度的变化而改变。液压元件的制造精度要求较高，制造成本较高，价格较贵。

压系统故障查寻和排出比较困难，对系统的安装、使用和维护的技术要求较高。

10液压传动实例

手动式电瓶液压叉车1-液压泵

2-溢流阀

3-调速阀

4-二位二通电磁换向阀

5-液压缸

2143511液压系统的组成

1-液压泵

2-油箱

3-单向阀

4-溢流阀5-液压缸

6-三位四通手动换向阀

7-节流阀

ⅣⅠⅡⅢ液压系统的组成：

Ⅰ.动力元件

Ⅱ.控制元件

Ⅲ.执行元件

Ⅳ.辅助元件

Ⅴ.传动介质12ⅣⅠⅡⅢ液压系统工作原理图1-液压泵

2-油箱

3-单向阀

4-溢流阀5-液压缸

6-三位四通手动换向阀

7-节流阀

液压系统的组成

液压元件剖视图表示的液压系统工作原理13液压传动定义以及能量转换形式

液压传动就是以液体为介质进行力和位移的传递和控制。

驱动部分控制部分输出部分机械部分电机内燃机或手动装置液压泵液压开环或闭环控控制阀液压缸液压马达被驱动的工作元件电能机热能液压能机械功机械能机械能能量转换形式

14液体静压力及其特性

P1=P2=P3，当A1=A2=A3时，则F1=F2=F3

15液体静压力及其特性外力产生的压力（帕斯卡定律）

16力比关系重要基本概念一：工作压力取决于负载，而与流入的液体多少无关W活塞所受力与活塞面积成正比17运动关系重要基本概念二：活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，而与液体压力大小无关。活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比流量连续性方程18功率关系压力P和流量Q是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们的乘积即为功率

能量守恒也同样适用于液压传动19压力的传递

作用在活塞面积上的压力与其作用面积成反比

20绝对压力、相对压力和真空度

绝对压力、相对压力和真空度之间的关系

大气压绝对压力（正值）表压力即相对压力真空度即表压力（负值）绝对压力绝对零值p=0

21流量连续性方程

理想液体在管路中作稳定流动通过任一截面的流量相等。22流量定律23理想液体的伯努利方程

伯努利方程方程的物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有压力能、位能和动能这三种能量形式。在任意通流面积上这三种能量可以互相转换，但其总和保持不变。

24液体在管路中流动时压力损失

液体具有粘性，在管路中流动时产生压力损失沿程压力损失

局部压力损失

25液体的两种流态

层流

紊流

26油液主要的物理性质

液体粘性的作用

A板B板uxzzdzuu+du粘性：液体流动是呈现出来的性质。粘性的作用：A板固定，当上平面以速度u向右运动时，紧贴上表面的一层液体将以与上平面相同的速度u向右运动，而紧贴下平面的液体保持不动，两平面间各层液体的速度各不相同。当层间距离较小时，其速度按线性规律分布。各层液体间有相互牵制作用，运动快的带动运动慢的，而运动慢的对运动快得起阻滞作用。27常用液压油的牌号和粘度

ISO粘度等级GB2512-81粘度等级40℃的运动粘度厘沲（mm2/s）ISOVG15N1513.5~16.5ISOVG22N2219.8~24.2ISOVG32N3228.8~35.2ISOVG46N4641.4~50.6ISOVG68N6861.2~74.8ISOVG100N10090~10028液压油的选择

粘度适当，粘温特性好，压缩性小。抗氧化性好，长期工作不变质。

润滑性能好，防锈蚀能力强。抗泡沫性和抗乳化性好。无杂质和沉淀物。

燃点高，低温用油要求凝点低。不含有水溶性的酸碱，对液压元件和密封件无侵。

29学习目标：掌握容积式液压泵的工作原理及其主要性能参数。通过液压泵的拆装掌握齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的结构和工作原理。掌握液压泵的职能符号。齿轮泵所存在的问题。液压泵的常见故障及其排除方法。

第二章液压泵30第二章

液压泵液压泵：是动力元件，是将机械能转变成液压能的装置,为系统提供一定压力、一定流量的液体

。31液压泵分类液压泵定量泵变量泵齿轮泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵螺杆泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵32液压泵的职能符号

单向定量泵双向定量泵

单向变量泵双向变量泵33容积式泵的工作原理容积式泵的特点：1、具有周期性变化的密封容腔，密封容腔由小变大时吸油，由大变小时压油。2、具有配流装置。它保证密封容腔由小变大时只与吸油管接通；密封容腔由大变小时只与压油管相通。

容积式泵的工作原理图34液压泵的主要性能参数工作压力：液压泵工作时实际输出的压力，取决于负载。额定压力:在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力，超过此值即为过载，它取决于泵的结构强度和密封条件。最高压力：液压泵在短暂运行时间内所允许的最高压力。

35液压泵的主要性能参数排量（q）：在无泄漏的情况下，泵的主轴每转一转排出液体的体积。泵的理论流量(QT)：在无泄漏的情况下，单位时间内输出液体的体积。泵的额定流量：在额定压力下、额定转速下必须保证的实际输出流量。容积效率ηpv：泵实际流量和理论流量之比。总效率η总：泵的理论输出功率与实际输入功率之比

36外啮合齿轮泵的结构

1-壳体2-前端盖3-传动轴4,5-轴承套6-后端盖7-主动齿轮8-从动齿轮9-密封圈

37外啮合齿轮泵的工作原理

密封容腔：由壳体、轴套（侧板）和两对齿轮的啮合部位组成的。工作原理：当两对齿轮脱离啮合时，密封容腔由小变大，吸油；当两对齿轮进入啮合时，密封容腔由大变小，排油；当齿轮不断地旋转时，齿轮泵就不间断地吸油和压油。

外啮合齿轮泵的流量

Q38外啮合齿轮泵的几个问题

泄漏问题：（指内泄漏）轴向泄漏：齿轮的端面和轴承套（轴承）端面之间的间隙造成的，占总泄漏量的80%。径向泄漏：齿顶与壳体之间的间隙造成的，占总泄漏量的15%。啮合线泄漏：两个齿轮互相啮合部位的间隙造成的，占总泄漏量的5%。39改善轴向泄漏的措施端面间隙自动补偿40外啮合齿轮泵的几个问题径向不平衡力流量脉动41径向不平衡力改善措施沿圆周方向引压力油至距吸油口两个齿顶处42外啮合齿轮泵的几个问题困油现象

消除措施：在齿轮泵的轴套(侧板)上开卸荷槽。

吸压43双作用叶片泵的结构1-传动轴2-叶片3-配流盘4-转子5-定子1234544双作用叶片泵的工作原理密封容腔：两叶片之间、转子的外表面以及定子的内表面所形成的容腔。配流装置：具有四个月牙形孔的配流窗口。结构特点：定子和转子是同心放置的；定子内表面曲线由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成；配油盘上开有四个月牙形窗口。45双作用叶片泵的工作原理工作原理：图中红色为压油窗口，蓝色为吸油窗口。当转子逆时针转动时，叶片在离心力和根部油的作用下压向定子表面，并随定子内表面曲线的变化而被迫在转子槽内往复滑动。于是密封容腔发生增大和缩小的变化，经过蓝色窗口容积增大，吸油；经过红色窗口容积减小，压油。46双作用叶片泵的排量

qD47限压式单作用叶片泵的结构

主要由叶片、转子、定子、配流盘、泵体、端盖和流量、噪声、压力调节螺钉等组成

1-流量调节螺钉2-噪声调节螺钉3-压力调节螺钉48限压式单作用叶片泵工作原理密封容腔：两叶片之间、转子的外表面以及定子的内表面所形成的容腔。配流装置：具有两个月牙形的配流窗口。结构特点：定子和转子是偏心放置；转子的中心是固定的，定子的中心是可变的；定子的形状是圆环；配油盘上开有两个月牙形窗口。49限压式单作用叶片泵工作原理工作原理：图中红色为压油窗口，蓝色为吸油窗口。当转子逆时针转动时，叶片在离心力和根部油的作用下压向定子表面，并随定子内表面曲线的变化而被迫在转子槽内往复滑动。于是密封容腔发生增大和缩小的变化，经过蓝色窗口容积增大，吸油；经过红色窗口容积减小，压油。螺钉1可以通过调节定子和转子的偏心来改变泵的排量，螺钉2可以调节泵的噪声，螺钉3可以调节泵发生变量时的压力。1-流量调节螺钉2-噪声调节螺钉3-压力调节螺钉50限压式单作用叶片泵压力—流量特性曲线限压式单作用叶片泵的压力-流量特性曲线51单作用叶片泵的排量qD52分类柱塞泵柱塞泵的分类

径向柱塞泵：柱塞的中心线和转子的中心线是垂直的轴向柱塞泵：柱塞的中心线和转子的中心线是平行的53径向柱塞泵的结构

1—传动轴2—偏心轮3—滑靴4—柱塞5—球面柱塞6—弹簧7、8—单向阀9—泵体54径向柱塞泵的工作过程：

密封容腔：两单向阀之间以及和球面柱塞内壁所形成的容腔。

工作原理：当转子顺时针转动时，球面柱塞在弹簧力的作用下使其紧贴在转子的外边面上，此时密封容腔增大，吸油（阶段1至阶段3）；由阶段3运动到阶段4，此时密封容腔减小，压油。阶段1阶段2阶段3阶段455径向柱塞泵柱塞个数与流量脉动关系56径向柱塞泵的排量q57手动变量的斜盘式轴向柱塞泵的结构

1—调节手轮2—斜盘3—回程盘4—滑靴5—柱塞6—缸体7—配流盘8—传动轴58斜盘式轴向柱塞泵的工作原理1—传动轴2—柱塞3—柱塞面积4—柱塞行程5—斜盘6—斜盘倾角7—缸体8—被动轴

9—控制盘10—顶部死区中心11—底部死区中心12—吸油窗口13—压油窗口59斜盘式轴向柱塞泵的工作原理

密封容腔：柱塞的底端和缸体内孔所形成的密封容腔

工作原理：斜盘与垂直方向的夹角为δ，当传动轴带动缸体逆时针（正对

轴头看）转动时，斜盘和配流盘固定不动，柱塞顶部始终紧贴斜盘，处于b区域的柱塞的密封容积增大，吸油；处于a区域的柱塞的密封容积减小，压油。通过改变斜盘的倾角来改变泵的排量。60斜盘式轴向柱塞泵的工作原理1-斜盘2，7-传动轴4-柱塞5-配流盘6（左）-吸油窗口

6（右）-压油窗口缸体

8-缸体9-滑靴61斜盘式轴向柱塞泵的排量

q62第三章液压执行元件学习目标：掌握液压缸的类型和工作原理，液压缸的密封、结构和液压缸的缓冲。掌握液压缸的连接方式及其特点。掌握液压缸、摆缸和液压马达的职能符号。掌握摆缸和液压马达的结构和工作原理。63液压缸液压缸是将液压能转换为机械能的作直线往复运动的液压执行元件。

第三章液压执行元件64液压缸的类型和工作原理液压缸的分类以及职能符号：

分类按作用方式双作用单作用按结构活塞缸柱塞缸伸缩缸单杆缸双杆缸65液压缸的类型及职能符号职能符号：

柱塞缸弹簧复位单作用缸单活塞杆液压缸双活塞杆液压缸伸缩式液压缸摆动液压缸66液压缸的类型和工作原理单作用液压缸

弹簧复位的单作用液压缸工作原理图柱塞式单作用液压缸工作原理图柱塞缸水平安装时常成对使用

671—缸盖2—缸底3—活塞杆4—缸筒5—法兰6—导向套7—活塞8、9—缓冲柱塞10—螺纹衬套11—螺栓12—螺母13—支撑环14.1—密封（T型）14.2—密封（A型）15—防尘圈16—活塞杆密封17、19—O型圈18—支撑环20—单向阀21—节流阀双作用单活塞杆液压缸结构68液压缸的连接方式单活塞杆液压缸的连接方式

伸出速度（向右）：V1=q/A1=4q/Πd2

退回速度（向左）：

V2=q/A2=4q/π（D2-d2）伸出力（向右）：F1=PA1=P（π/4）D2退回力（向左）：F2=PA2=P（π/4）（D2-d2）特点：伸出时的输出力大于返回时的输出力，但是伸出时的速度小于返回时的速度。因此，一般情况下液压缸在使用时伸出时为工作行程，返回时为非工作行程。69液压缸的连接方式Q1QQ2单活塞杆液压缸的差动连接伸出力F3=P（A1-A2）=P（π/4）d2

差动连接速度V3=Q1/A1又Q1=Q+Q2Q2=V3•A2V3•A1=Q+V3•A2V3=Q/（A1-A2）即V3=4Q/πd2特点：采用差动连接后，伸出速度快且推力小（与单杆缸的正常连接相比）。70液压缸的类型和工作原理双活塞杆缸的工作原理图双作用伸缩式液压缸工作原理图单作用伸缩式液压缸工作原理图71液压缸的缓冲1-活塞2-缓冲柱塞3-缸底4-液压油5-阻尼通道6-节流阀阀套7-节流阀8-锁母9-单向阀10-排气阀721-活塞2-缓冲柱塞3-缸底4-液压油5-阻尼通道6-节流阀阀套7-节流阀8-锁母9-单向阀10-排气阀液压缸的缓冲

缓冲目的：为了避免活塞在行程两端撞击缸盖，产生噪音，影响工作精度以至损坏机件。

缓冲位置：接近液压缸行程终端。

缓冲结构：缓冲柱塞、缓冲腔、单向阀和节流阀。

工作原理：当缓冲柱塞进入缓冲腔时，液压油必须经节流通道从节流阀排出，由于节流阀是可调的，缓冲作用也是可调的。压力油经单向阀作用在活塞上，使液压缸的活塞杆伸出。73摆动马达（摆动缸）单叶片摆动液压缸124531-缸体2-隔板3-密封件4-输出轴5-叶片工作原理：两个工作腔之间的密封靠叶片和隔板外缘所嵌的密封件来保证。当左腔进油而右腔回油时，叶片带动输出轴逆时针转动；反之，则顺时针转动。74摆动马达（摆动缸）双叶片摆动液压缸1-隔板2-输出轴3-叶片4-密封件5-缸体12345工作原理：工作原理与单叶片式摆动液压缸相同，这里不再赘述。双叶片摆动液压缸的摆角<180o，转矩是单叶片的两倍，角速度是单叶片的一半。75摆动马达（摆动缸）活塞式摆动液压缸1-缸体2-连杆3-活塞4-密封件5-输出轴6-曲柄312456齿轮齿条摆动液压缸1-缸筒2-齿条3-输出轴4-齿轮5-密封件6-缸盖42135676液压马达

液压马达是将液压能转换为机械能的能量转换装置，可以实现连续的旋转运动。

77液压马达液压马达可分为高速和低速两大类

常用的液压马达有：齿轮式、叶片式和柱塞式等。按排量将马达可以分为定量马达和变量马达

单向定量马达(b)双向定量马达(c)单向变量马达(d)双向变量马达(a)(b)(d)(c)78外啮合齿轮马达

外啮合齿轮马达1-输出轴2-壳体3-端盖4-进口5-外啮合齿轮6-出口L-泄漏油口643215工作原理：当油液从进口（压力油口）P进入（红色区域密封容腔变大，吸入压力油），另一侧通回油口（蓝色区域密封容腔变小排回油箱），在压力油的作用下输出的合力矩推动齿轮5带动输出轴1顺时针转动；改变液压油方向时，液压马达反转。79学习目标：掌握单向阀的结构、工作原理、职能符号及应用。掌握液控单向阀的结构、工作原理、职能符号及锁紧回路。掌握换向阀符号，中位机能及特点，换向阀的种类及应用。

第四章方向控制元件80单向阀的结构及工作原理管式单向阀外形1,4-阀座2-锥阀

3-弹簧管式单向阀结构工作原理：单向导通，反向截止81单向阀单向阀的主要性能要求：导通时压力损失要小；截止时密封性能要好；工作时动作灵敏，噪声低。单向阀职能符号：

82单向阀的应用单向阀的应用：

用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造成影响。隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰。作背压阀用（回油路上加背压阀），但背压不可调。作旁路阀用。桥式回路。83桥式回路AB将此阀放在回路中，油液从A流到B或者从B流到A，调速阀均起作用。84带外泄油口的液控单向阀

工作原理：控制活塞尚未推动锥阀芯，即可推动卸荷阀芯，使得B和A沟通，B腔压力降低，从而推动锥阀芯，使得B口和A口相通。外泄口应接油箱。职能符号：带外泄油口和预泄阀芯的液控单向阀

1-锥阀芯2-卸荷阀芯3-弹簧4-控制阀芯1234因为A腔的压力没有作用于控制阀芯背面，所以可以直接接到系统中。

85带卸荷阀芯的液控单向阀不带外泄油口带卸荷阀芯的液控单向阀

因为A腔的压力作用于控制阀芯背面，所以一般用于完全卸荷的工况。

工作原理：控制活塞尚未推动锥阀芯，即可推动卸荷阀芯，使得P1和P2沟通，P1腔压力降低，从而推动锥阀芯，使得B口和A口相通。职能符号：1-锥阀芯2-卸荷阀芯3-弹簧4-控制阀芯386不带卸荷阀芯的液控单向阀

工作原理：控制活塞上作用的液压力克服弹簧力和B腔油液对锥阀芯的液压力即可推动锥阀芯，使B口和A口接通。此阀X口的控制压力高。

职能符号：不带外泄油口和卸荷阀芯的液控单向阀

1-锥阀芯2-阀体3-弹簧4-控制阀芯2因为A腔的压力作用于控制阀芯背面，所以一般用于完全卸荷的工况。

87液控单向阀的应用带外泄油口的液控单向阀的应用

应用分析：液控单向阀的作用：锁紧液压缸的有杆腔。依据前面几种液控单向阀的特点，使用外泄式的液控单向阀更为合适。在锁紧回路中，应使用Y型或H型中位机能的换向阀。88双向液压锁的结构和工作原理双向液压锁结构1，2-单向阀阀芯3-控制阀芯工作原理：相当于两个液控单向阀的组合。职能符号：89双向液压锁的应用应用分析：双向液压锁的作用：锁紧液压缸的两腔。在锁紧回路中，应使用Y型或H型中位机能的换向阀。90换向阀的工作原理

换向阀——通过阀芯与阀体的相对运动，从而实现相应油路的接通、切断或改变油液的流动方向。对换向阀的主要能要求是：油路导通时，压力损失要小；油路断开时，泄漏量要小；阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳。91换向阀换向示意图换向阀处于中位，液压缸停在当前位置换向阀处于左位，液压缸伸出换向阀处于右位，液压缸退回92滑阀式换向阀的结构三位四通手动换向阀1-手柄2-3-复位弹簧红色-进油口粉红-工作口蓝色-回油口工作原理：此阀处于当前位置，进油口、回油口以及工作口各不相通；当驱动手柄向左运动时，阀芯向右移动，进油口和右侧的工作口相通，左侧的工作口与油箱相同；当驱动手柄向右运动时，接通状况与之相反。职能符号：93滑阀式换向阀的符号说明

位：即工作位置。在图形符号中用方框数即换向阀的位数

通：对外接口的数目。任意一个方框内与外部连接的油口个数（不含控制油口）。“T”：表示该油口被封闭，油路不同；“”：表示两个工作油口相通，但箭头方向不代表油液流向；

P：进油口；A、B：工作口；

T：回油口。

常态位：阀芯未被外力驱动时的位置。对于弹簧复位的两位阀，弹簧为常态位；三位阀的中间位为常态位。94三位四通换向阀的中位机能O型中位机能

P型中位机能

95液压卡紧现象液压卡紧现象——滑阀式换向中，由于阀芯和阀体孔的几何形状误差和中心线不重合，进入滑阀配合间隙中的压力油将对阀芯产生不平衡的径向力，使阀芯紧贴在孔壁上，产生相当大的摩擦力，使滑阀卡住，这称为液压卡紧现象。下图表示阀芯上所受径向力的几种情况。图中P1为高压侧压力，P2为低压侧压力。96阀芯上的径向力分析（a）（b）（c）97（a）图为倒锥；（b）图为顺锥；（c）图为阀芯和阀体孔的中心线不重合上图中径向不平衡力最大的为（c）图；倒锥有可能产生液压卡紧现象；顺锥不会产生液压卡紧现象。解决办法：开均压槽液压卡紧现象分析98换向阀的操纵形式手动换向阀（定位）机动行程换向阀99电磁铁交流电磁铁直流电磁铁优点：电源简单方便，启动力大。缺点：启动电流大，在阀芯被卡住时会使电磁铁线圈烧毁。交流电磁铁动作快，换向冲击大，换向频率不能太高。缺点：需要有直流电源。优点：电流基本不变，工作可靠性好，换向冲击力也小。换向频率较高。电磁铁的类型及特点100电磁换向阀干式电磁铁左侧为干式交流电磁铁（1），右侧为干式直流电磁铁（2）。对于干式电磁铁来讲，衔铁腔与回油流道之间通过定位套（3）上的密封件被隔绝开来。应急操纵装置（4），为的是从外部可以手动地操纵电磁铁。101湿式电磁铁左侧为湿式直流电磁铁（1），右侧为湿式交流电磁铁（2）。衔铁腔总是与回油流道相通。与干式电磁铁相比，阀芯两端的端面是平的并且通过电磁衔铁上的推杆来推动。应急操纵装置（4），为的是从外部可以手动地操纵电磁铁。弹簧（3）支撑在电磁铁上并且通过定位套和垫片将阀芯对中到中位上。电磁换向阀102液动换向阀1-滑阀阀芯2-控制阀芯103电液换向阀1-主阀（电磁换向阀）2-先导阀（液动换向阀）3-主阀芯4-先导阀阀体4.1，4.2-复位弹簧5-外控口6，7-控制油路9-先导阀芯10-泄油口职能符号：104电磁球阀的结构1-球阀芯2-

3-左阀座4-电磁铁5-杠杆6-弹簧7-操纵推杆8-右阀座电磁球阀以电磁铁的推力做换向动力，推动钢球实现油路的通断和切换。电磁球阀与滑阀式换向阀的根本区别在于密封性能好，换向速度快。职能符号：

在液压系统中，液压阀控制和调节液流的压力、流量和流向，保证执行元件按照要求进行工作，属控制元件。液压阀的种类繁多，结构复杂，新型阀不断涌现，分析和研究工程设备中常用液压阀的工作原理，工作特性及应用场合，对于分析液压设备的工作过程，工作性能，和系统设计十分重要。液压阀教学要求掌握各种阀的工作原理熟悉各种阀的特性及应用场合了解常见阀的结构及调整方法能识别各种阀的职能符号和工作方式能评价和选择各种阀的性能参数重点难点各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性能参数各种液压阀的典型结构各种液压阀的特点本章目录第一节概述第二节方向控制阀第三节压力控制阀第四节流量控制阀第五节比例阀第六节插装阀及叠加阀第一节概述液压阀的基本结构与原理液压阀的分类

按用途分类

按结构形式分类

按控制方式分类

按连接形式分类液压阀的性能参数对液压阀的基本要求液压阀的基本结构与原理

液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。液压阀基本结构：包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。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。液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来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。流经阀口的流量q与阀口前后压力差Δp和阀口面积A

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。液压阀的分类

按用途分类方向控制阀用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。压力控制阀用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。按结构形式分类滑阀滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。阀口的压力流量方程

q＝CdπDx(2Δp/ρ）1/2锥阀锥阀阀芯半锥角一般为12°～20°，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。阀口的压力流量方程

q＝Cdπd

xsinα(2Δp/ρ）1/2球阀性能与锥阀相同，阀口的压力流量方程

q

＝Cdπd

h0

（x/R）(2Δp/ρ）1/2按控制方式分类定值或开关控制阀被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。比例控制阀被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。伺服控制阀被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。数字控制阀用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要D/A转换器。按安装连接形式不同分类管式连接阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接，安装方便。板式连接阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。插装式将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。叠加式是板式连接阀的一种发展形式。

液压阀的性能参数公称通径

代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。额定压力

阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。对液压阀的基本要求动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。第二节方向控制阀

方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。单向阀

按其它方式分类，如：按阀芯结构分为球芯、柱芯、锥芯；按液流方向与阀芯移动方向分为直角式、直通式。

单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀

普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。工作原理：左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。正向导通反向截止结构参数公称压力：公称流量开启压力：正向开启压力只需0.03～0.05

MPa，反向截止时为线密封，且密封力随压力增高而增大，密封性能良好。开启后进出口压力差（压力损失）为0.2～0.3

MPa。

普通单向阀的应用常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为0.3～0.5MPa。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的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。

普通液控单向阀

当控制油口不通压力油时，油液只能从p1→p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。

Pk=0正向导通，反向截止；Pk≠0正反向导通。

带卸荷功能的液控单向阀单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压，再顶开单向阀阀芯，其控制压力仅为工作压力的4.5％，没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40％～50％。结构原理结构双向液压锁

液控单向阀的应用用于保压回路

用于锁紧回路

需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。

换向阀的分类按阀芯运动的方式：滑阀式和转阀式；按操纵方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动；按阀芯在阀体内占据的工作位置：二位、三位、多位等；按阀芯上主油路数量：通、三通、四通、五通、多通等；按安装方式：管式、板式、法兰式；按阀芯定位方式：钢球定位式、弹簧复位式。

换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀滑阀式换向阀

阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。工作原理及职能符号结论：利用阀芯与阀体的相对滑动换向转阀式换向阀工作原理及职能符号结论：利用阀芯与阀体的相对转动换向

换向阀的职能符号表示方法方框表示“位”，方框数表示位数；“↑”表示连通，“T”表示堵塞；在一方框内“↑”的首尾及“T”与方框交点数表示通数；每一方框表达的内容，为该阀芯在此位工作时的连通方式。PTBA位、通及职能符号对照表

换向阀的机能

换向阀的机能表示阀芯在某位置时阀主油路的连通方式，对于三位阀有中位机能、左位机能和右位机能。续上页

滑阀的液压卡紧现象液压卡紧

当阀芯存在形状和位置误差时，由于阀芯轴向压力分布不均而形成径向不平衡力，使阀芯卡紧在阀体上。消除措施：在阀芯上开径向平衡槽换向阀常见形式电磁换向阀：以电磁铁为动力实现换向的阀，阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。湿式电磁铁干式电磁铁直流电磁铁：工作可靠、换向平稳、寿命长交流电磁铁：电路简单、吸合力大、噪声大、可靠性差二位三通电磁换向阀结构及职能符号

电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置（右位），油口P与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口P与B通，A不通。

两位电磁阀有弹簧复位式（一个电磁铁）和钢球定位式（两个电磁铁）。如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。三位三通电磁换向阀

机动（手动）换向阀：以外加运动件的机动力推动阀芯移动换向。手动换向阀又分为手动和脚踏两种；机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。阀芯的定位方式分为弹簧钢球定位和弹簧自动复位。 原理及职能符号：电液换向阀液动换向阀：以液压力推动阀芯移动实现换向。三位四通阀职能符号

电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。工作原理结构及职能符号电液换向阀工作原理要点为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。控制油可以取自主油路的P口（内控），也可以另设独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最低控制压力（0.3～0.5MPa)；采用外控时，独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15％，以保证换向时间要求。

电磁阀的回油可以单独引出（外排），也可以在阀体内与主阀回油口沟通，一起排回油箱（内排）。液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。多路换向阀

集成化手动复合式换向阀，集换向、节流、安全于一身整体式组合式结构形式：连接方式：（分为：并联、串联、混联）并联串联混联应用

叉车用ZFS型多路换向阀第三节压力控制阀溢流阀减压阀顺序阀压力继电器

压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力，该弹簧是压力控制阀的重要调节零件，称为调压弹簧。

溢流阀按结构形式分直动式溢流阀先导式溢流阀直动式溢流阀工作原理原始状态，阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，进出油口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴向孔作用在阀芯底端面，当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压力流量方程。阀芯受力：PA与Fs

直动式溢流阀直动式溢流阀结构

直动型溢流阀由阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。阀体上进油口旁接在泵的出口，出口接油箱。分为：低压溢流阀（P型）、高压溢流阀两者比较：高压阀总效率高、通流能力大、调压范围大、稳定性高低压溢流阀高压溢流阀直动式溢流阀特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。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泄油通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。

先导式溢流阀结构

由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。图形符号

一级同心式二级同心式三级同心式按主阀芯与阀体的配合可分：

一级同心式二级同心式三级同心式先导式溢流阀原理：（三级同心式）动画演示先导式溢流阀的原理演示遥控口K的作用：控制P1变化使进口压力P2受到控制讨论：当h孔堵塞或e孔堵塞后会产生什么后果

先导式溢流阀特点先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，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。通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1％，因此其尺寸很小，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φ=0.8~1.2mm，孔长l=

8~12mm，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。

压力~流量特性：阀在工作状态，溢流量q变化时进口压力变化情况。启闭特性：阀在开启闭合过程中，压力~流量间关系。溢流阀的性能压力调节范围：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。卸荷压力：当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接回油箱流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。

静态特性压力超调：最大峰值压力与调定压力值之间差值过渡时间：压力上升达到稳定调定值所需时间压力稳定性：压力在调定值之间变化动态特性：进口压力突变时，压力与时间之间的关系。溢流阀的应用

溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。

电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。

溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为调压阀。

溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳性，称为背压阀先导式减压阀原理

减压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，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。传统型先导式减压阀新先型导式减压阀定值减压阀结构

减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。职能符号

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；溢流阀是进口压力控制，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。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀的特点减压回路减压阀的应用

减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。稳压回路直动式顺序阀先导式顺序阀

顺序阀顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。顺序阀的四种结构形式及符号内控内泄内控外泄

外控内泄外控外泄

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。顺序阀的应用

内控外泄顺序阀与溢流阀非常相像：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。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，阀的开口一定。

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，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如右图示阀3作背压阀。

外控内泄顺序阀等同于二位二通阀，可作卸载阀，如双泵供油回路中阀3是泵1的卸载阀。

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。

压力继电器压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。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器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2和电气微动开关3。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。工作原理：当压力达到调定值时，发电信号使电路接通调节方式：螺钉2调整发信压力返回区间：发信压力与断信压力之差压力继电器的应用

如右图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。第四节流量控制阀

流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。节流阀调速阀流量控制原理流经薄壁小孔的流量q=cdA(2Δp/ρ)1/2

流经细长孔的流量q=(πd4/128μl)Δp综合两式得通用节流方程q=

KAΔp

m节流元件的节流口结构针阀式、轴向（周向）三角槽式、周向（轴向）缝隙式。工业上又将节流口的过流面积A的倒数称为液阻，将过流面积可调的节流口称为可变液阻。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。当结构形式接近薄壁孔时性能最好节流阀结构原理

节流阀主要由阀芯、阀体和螺母组成。阀体上开有进油口和出油口；阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。

q=KAΔp

m

它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp

和开口面积A

之间的关系。

外负载波动引起阀前后压力差Δp

变化，即使阀的开口面积A

不变，也会导致流经阀的流量q

不稳定。阀的开口面积A

一定时，T=dΔp/dq=Δp1-m/（KAm

）定义为节流阀的刚性；T

越大，节流阀的性能越好。故薄刃口（m=0.5）多作节流阀阀口；Δp

大有利于提高节流阀刚性，但过大不仅造成压力损失增大，而且可能因阀口太小而堵塞，一般取Δp

＝（0.15～0.4）MPa。

节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的堵塞现象。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。流量特性方程刚性最小稳定流量当节流阀前后Δp一定时，改变A可改变流经阀的流量。起节流调速作用，如阀3。当q一定时，改变A可改变阀前后压力差Δp。起负载阻尼作用，如阀1。当q＝0时，安装节流元件可延缓压力突变的影响。起压力缓冲作用，如阀2。节流阀的应用调速阀调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。压力油p1先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得(p2-p3)基本不变。调速阀工作原理动画调速阀可以是定差减压阀在前，节流阀在后，也可以是节流阀在前，定差减压阀在后。结构原理定差减压阀受力平衡方程p2A=p3A+Ft-Fs定差减压阀压力流量方程q1=Cd1πd

x[2（p1-p2）/ρ]1/2节流阀压力流量方程q2=Cd2

Aj[2（p2-p3）/ρ]1/2通过调速阀的流量q1=q2=q

调速阀工作时的静态方程流量稳定性分析

调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。这是因为节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后，它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较，当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移，改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动，因此流经调速阀的流量只能基本稳定。调速阀的速度刚性可近似为∞。为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀进出口压力差应大于弹簧力Ft

和液动力Fs所确定的最小压力差。否则无法保证流量稳定。调速阀工作原理动画旁路型调速阀

该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀并连而成，阀体上有一个进油口，一个出油口，一个回油口。这里节流阀既是调节元件，又是检测元件；差压式溢流阀是压力补偿元件，它保证了节流阀前后压力差Δp基本不变。

旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上，其速度刚性较调速阀小，但因此时的系统压力为（负载压力＋节流阀前后压差Δp

），是变压系统，与调速阀调速回路相比，回路效率较高。分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。它包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种控制类型。分流阀结构原理：它由两个固定节流孔1、2、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起压力补偿作用，其过流面积通过压力p1和p2的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化，都能保证q1≈q2。分流集流阀第五节比例阀比例控制阀是一种使输出液体参数（压力、流量和方向）随输入电信号参数（电流、电压）成比例变化的液压元件。是集普通控制阀和伺服阀液控制元件优点于一身的新型液压控制元件。它可以根据输入电信号的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向实现远距离控制、计算机控制。比例控制阀根据所控制参数不同可分为：比例压力阀，比例流量阀，比例方向阀；按所控制参数的数量可分单参数控制阀和多参数控制阀。比例控制阀由比例调节机构和液压阀两部分组成。

比例电磁跌

比例阀种类很多，几乎所有种类、功能的普通液压阀都有相应种类、功能的电液比例阀。按照功能不同电液比例阀可分为：

电液比例压力阀

电液比例流量阀

电液比例方向阀

按反馈方式电液比例阀又可分为：不带位移电反馈型带位移电反馈型

电液比例阀

图示为电液比例压力先导阀，它与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。改变输入电磁铁电流的大小，即可改变电磁吸力，从而改变先导阀前腔压力，对主阀的进口或出口压力实现控制。

与普通压力先导阀不同：1、与作用在阀芯上的液压力进行比较的是电磁吸力，不是弹簧力。2、此处弹簧为传力弹簧，无压缩量。电液比例压力阀输出压力P正比于输入电流I电液比例溢流阀电液比例流量阀

图示为位移~弹簧力反馈型电液比例二通节流阀。主阀芯5为插装阀结构。当比例电磁铁输入一定电流时，产生的电磁吸力推动先导阀芯2下移，先导阀阀口开启，主阀进口压力油经R1和R2、先导阀阀口流至主阀出口。因阻尼R1作用，使主阀芯上下腔产生压力差，致使主阀芯克服弹簧力上移，主阀口开启。主阀芯向上位移使反馈弹簧3受压缩，但反馈弹簧力与先导阀芯上端电磁吸力相等时，先导阀芯和主阀芯受力平衡，主阀阀口大小与输入电流大小成比例。改变输入电流大小，即可改变阀口大小，在系统中起节流调速作用。

特点为：输入电流为零时，阀口是关闭的；主阀的位移量不受比例电磁铁行程的限制，阀口开度可以设计得较大，即阀的通流能力较大。输出流量q正比于输入电流I电液比例节流阀电液比例方向阀

电液比例换向阀由前置级（电液比例双向减压阀）和放大级（液动比例双向节流阀）两部分组成。前置级由比例电磁铁控制双向减压阀阀芯位移。当比例电磁铁输入电流时，减压阀芯移动，减压开口一定，经阀口减压后，得到稳定的控制压力。放大级由阀体、主阀芯、左右端盖、阻尼螺钉和弹簧等零件组成。控制压力油经阻尼孔作用在主阀芯的端面时，液压力将克服弹簧力使阀芯移动，开启阀口，沟通油道。主阀开口大小取决于输入电流的大小。改变比例电磁铁的输入电流，不仅可以改变阀的工作液流方向，而且可以控制阀口大小实现流量调节，即具有换向、节流复合功能。电液比例阀应用压力阀应用

图示为普通调压回路与比例调压回路的比较。图a）为普通调压回路，它是以直动式溢流阀与安全阀并联使用的方案，此时，两直动式溢流阀的调节压力分别为p2、p3，安全阀的调节压力为p1。其中，直动式溢流阀的调节压力p2、p3不能大于安全阀的调节压力p1。由图可知，此方案使用的阀较多，且系统只能实现两级压力调节。图b）为用电液比例阀的方案。在此方案中，将普通先导式溢流阀的遥控口上连接一电液比例溢流阀，此时，先导式溢流阀所调节的压力p1为系统安全限定压力，比例阀的调节压力可在不大于p1的范围下无级调节。流量阀应用

图示为用普通流量阀与比例流量阀调速回路的比较。图a）为使用普通流量阀回路，图b）为用电液比例阀的回路。由图可知，要使执行元件实现多级调速，用普通流量阀时需要较多的液压元件，系统复杂效率低，且只能实现几级速度，而使用比例流量阀后可使系统大为简化，且可以实现无级调速。第六节插装阀及叠加阀

插装阀

二通插装阀是插装阀组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，又称为逻辑阀。

组件由阀芯、阀套、弹簧和密封圈组成。根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同（附图）。三种组件均有两个主油口A和B、一个控制口X。插装组件插装组件的工作原理

设油口A、B、X的压力分别为pA、pB、px，作用面积别为AA、AB、Ax，阀芯上端复位弹簧力为Ft

，

当

pxAx

+Ft＞pAAA

+pBAB

时阀口关闭；

当pxAx

+Ft≤pAAA+pBAB

时阀口开启。

（动画）实际工作时，阀芯的受力状况是通过油口X的通油方式控制的。X通回油箱，阀口开启；X与进油口相通，阀口关闭。改变油口通油方式的阀称为先导阀。常用插装组件如下：

用来安装插装件、控制盖板和其他控制阀用以沟通主油路控制盖板先导控制阀

由嵌装着微型先导控制元件及其他元件阀的板组成

由安装在控制盖板上对插装元件动作进行控制的小流量控制阀组成集成块插装阀基本原理插装单向阀

插装阀应用

将方向阀组件的控制口通过阀块和盖板上的通道与油口A或B直接沟通，可组成单向阀。插装二位二通阀

由一个二位三通电磁滑阀控制方向阀组件控制腔的通油方式，可组成二位二通阀。插装三通阀

由两个方向阀组件并联而成，对外形成一个压力油口、一个工作油口和一个回油口。三通插装阀的工作状态数取决于先导换向阀的工作位置数。插装四通阀

由两个三通阀并联而成先导阀可以是一个三位四通换向阀；先导阀也可以是两个二位四通换向阀或四个二位三通换向阀；四通插装阀的工作状态数取决于先导换向阀的工作位置数。插装复合阀

阀1、2、3、4与三位四通电磁阀组成三位四通换向回路，用于液压缸的换向；阀1、2组成单向节流阀，与溢流阀共同作用用于调节液压缸的工作速度；阀3、4与远程调压阀组成单向顺序阀，用作单向背压阀；5与二位三通电磁阀和远程调压阀组成电磁溢流阀，用于系统的调压和卸载。结构：动画动画：

插装压力阀

插装流量阀

叠加阀以板式阀为基础，每个叠加阀不仅起到单个阀的功能，而且还沟通阀与阀的流道。换向阀安装在最上方，对外连接油口开在最下边的底板上，其他的阀通过螺栓连接在换向阀和底板之间。左图为叠加阀装置图，右图为其系统图。由叠加阀组成的系统结构紧凑，配置灵活，设计制造周期短。

叠加阀

分为：叠加换向、压力、流量阀及复合阀

例：叠加溢流阀204第五章压力控制元件学习目标：掌握溢流阀、减压阀和顺序阀的结构、工作原理、职能符号及应用。掌握溢流阀的启闭特性。掌握溢流阀、减压阀和顺序阀的区别与联系。掌握溢流阀、减压阀和顺序阀遥控口的作用。压力控制回路的分析和应用。

205溢流阀的作用溢流阀的作用有两个：定压溢流（常开）

：在定量泵节流调速系统中，用来保持液压泵出口压力恒定，将液压泵多余的油液溢流回油箱。安全作用（常闭）

：在系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，只是在系统压力大于或等于其调定压力时溢流阀才打开，使系统压力不再增加，对系统起过载保护作用。206溢流阀的应用

图中溢流阀作用：液压缸的动作速度由调速阀来控制，且液压缸在动作过程中，溢流阀起定压溢流作用。

液压缸在前后两终端位置停留时，溢流阀起安全保护作用。负载4/2电磁换向阀调速阀溢流阀单向阀泵液压缸207直动式溢流阀的结构1-阀体2-阀套3-调压弹簧4-销轴5-阀芯6-阀座7-阻尼孔8-弹簧座

带减震阻尼活塞的直动式溢流阀的结构（螺纹插装式）

直动式溢流阀的职能符号208直动式溢流阀工作原理直动式溢流阀工作原理图

工作原理：压力油PE作用在锥阀芯的下端，当液压力Fhyd小于弹簧力FF时，锥阀芯关闭，溢流阀没有溢流；随着系统压力PE的升高，当Fhyd大于弹簧力FF时，锥阀打开，溢流阀溢流。209直动式溢流阀阻尼孔的作用阻尼孔的作用：对阀芯的运动形成阻尼，从而可避免阀芯产生振动，提高阀的工作平稳性。210先导式溢流阀的结构

先导式溢流阀的职能符号

1-主阀阀体2-先导阀阀体3-主阀芯4，5-阻尼孔6，7-径向孔

8-先导阀阀芯

9-调压弹簧座11-进油12-弹簧座13-内泄通道14-外泄通道15-外（遥）控口16-螺堵211先导式溢流阀的工作原理系统先导式溢流阀工作原理图

工作原理：压力油PE作用在主阀芯的下端，经过阻尼孔同时也作用在先导阀的左端和主阀芯的上腔，当先导阀左端的液压力小于弹簧力FF时，锥阀芯关闭，主阀芯上下腔的压力相等，主阀芯在弹簧力的作用下处于关闭状态，溢流阀没有溢流；随着系统压力PE的升高，当先导阀左端的液压力大于弹簧力FF时，锥阀打开溢流，油液流过阻尼孔时要产生压降，主阀上腔的压力小于下腔的压力，当通过锥阀的流量达到一定大小时，主阀上下腔压差所形成的力大于主阀弹簧力、摩擦力和阀芯的自重等力。主阀芯向上运动，压力油溢流回油箱。212先导式溢流阀遥控口的作用

远程调压作用：

高压：当4/2换向阀电磁铁不带电时，系统压力由先导式溢流阀调定（高压）。

低压：当4/2换向阀电磁铁带电时，先导式溢流阀的遥控口与另一直动是溢流阀相接，系统压力由直动式溢流阀调定（低压）。213先导式溢流阀遥控口的作用

实现泵的大流量卸荷：

高压：当4/2换向阀电磁铁不带电时，系统压力由先导式溢流阀调定（高压）。

卸荷：当4/2换向阀电磁铁带电时，先导式溢流阀的遥控口与油箱相通，实现泵的大流量卸荷。214溢流阀的压力-流量特性曲线流量进口压力开启压力开启压力进口压力流量直动式溢流阀压力—流量特性先导式溢流阀压力—流量特性215溢流阀的启闭特性

溢流阀小流量时的启闭特性曲线PS—闭合压力，PO—开启压力，PE—全开压力。216溢流阀的应用溢流阀的主要用途有：定压溢流作用；安全保护作用；做背压阀用，一般接在回油路上，建立回油压力，以改善执行元件运动平稳性；利用遥控口实现远程调压或系统卸荷。217减压阀减压阀是一种利用液流流过节流口产生压降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求的不同，减压阀又可分为定值减压阀、定比减压阀、定差减压阀三种。作用：用来减低液压系统中某一回路的油液压力，从而用一个油源就能同时提供两个或几个不同压力的输出；也有用在回路中串接一减压阀来保证回路压力稳定。218直动式减压阀的结构1-调节螺母2-控制油路3-调压弹簧4，5-阀芯6-外泄口7-单向阀8-螺堵P-进口A-出口T（Y）-外泄口直动式减压阀的职能符号219直动式减压阀的工作原理直动式减压阀工作原理图

工作原理：当进口PE通入压力油时，油液经减压口从出口PA流出，同时，出口PA的油液又作用于阀芯底端，产生向上的液压力，此时液压力小于弹簧力FF，减压口最大，不起减压作用；当出口PA所产生的液