压力控制阀课件

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。第六章压力控制阀1本章提要溢流阀减压阀顺序阀压力继电器调压与减压回路重点:

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。本章主要内容为：236.2溢流阀(reliefvalve)

溢流阀的主要用途：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。

6.2溢流阀(reliefvalve)

溢流阀的特征：

阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈，不工作时阀口常闭。根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。

对溢流阀的主要要求：调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。

图6.7滑阀式溢流口，端面测压

6.2.1直动型溢流阀（Springloadedtypereliefvalve）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。滑阀式溢流口，端面测压

6.2.1直动型溢流阀（Springloadedtypereliefvalve）由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成。

6.2.1直动型溢流阀（Springloadedtypereliefvalve）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

6.2.1直动型溢流阀（Springloadedtypereliefvalve）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，锥面测压图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。

调压手柄调压弹簧直动型溢流阀工作原理溢流阀的符号阀口阀口分析受力：测压面测压孔直动式溢流阀动画直动式溢流阀原理动画12例1：图示回路中各溢流阀的调定压力分别为PyA＝4MPa，PyB＝3MPa，PyC＝2MPa。问在外负载无穷大时，泵的出口压力pp为多少？1314例1：图示回路中各溢流阀的调定压力分别为PyA＝4MPa，PyB＝3MPa，PyC＝2MPa。问在外负载无穷大时，泵的出口压力pp为多少？答案:pp=9MPa15直动型溢流阀

小结

直动型溢流阀的工作原理：进口压力与弹簧调定压力平衡

直动型溢流阀特点：不工作时常闭；起稳压、溢流作用；动作灵敏；流量变化大时，压力波动较大，即压力稳定性差。

原因？

当系统稳态工作压力较高时，弹簧的刚度较大。

6.2.2先导型溢流阀

（Pilotoperatedreliefvalve）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。先导式溢流阀按其主阀心不同有三种典型结构型式，即一级、二级和三级同心式。6.2.2先导型溢流阀

（Pilotoperatedreliefvalve）（1）三级同心先导型溢流阀

阀口处同心活塞处同心导向处同心先导式溢流阀工作原理动画1先导式溢流阀工作原理动画219出油口P2进油口P1主阀芯主阀口先导阀芯先导级固定节流孔调压手柄调压弹簧主阀弹簧图6.9YF型先导式溢流阀阀口黑三角代表先导型液压控制图6.10YF型先导式溢流阀原理图阀口主级测压面主级指令主阀比较：先导控制部分图6.11二级同心先导式溢流阀（2）二级同心先导型溢流阀阀口处同心导向处同心两级同芯先导溢流阀动画图6.11二级同心型先导式溢流阀导阀芯固定节流孔阀口主级测压面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。

用途：

1）多级压力控制；

2）卸荷。电磁阀部分先导式溢流阀部分图6.12电磁溢流阀电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号电磁溢流回路原理动画远程调压原理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远程调压原理动画远程调压阀远程调压阀结构图28例2：图示回路最多能实现几级调压?溢流阀的调定压力py1、py2、py3之间的大、小关系如何?2930例2：图示回路最多能实现几级调压?溢流阀的调定压力py1、py2、py3之间的大、小关系如何?答案：pY1>pY2>pY331例3：图示回路中各溢流阀的调定压力分别为PyA＝4MPa，PyB＝3MPa，PyC＝2MPa。问在外负载无穷大时，泵的出口压力pp为多少？当将溢流阀B的外控口X堵住时，泵压pp为多少？

答案:pp=2MPapp=3MPa326.2.4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%Pn②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小于直动式溢流阀的调压偏差，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。溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性，如图6.13。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例4：如图所示系统中溢流阀的调整压力分别为pA=3MPa，pB=1.4MPa，pC=2MPa，.试求当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力为多少？如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力又为多少？

答案：2MPa；溢流阀B的遥控口堵住时,3MPa.36例5：如图所示系统中溢流阀的调整压力分别为pA=4MPa，pB=3MPa，pC=2MPa，当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力各为多少？对图a的系统，说明溢流量是如何分配的？

答案：2MPa.37例6：如图所示溢流阀的调定压力为4MPa，若不计先导油流经主阀芯阻尼小孔时的压力损失，试判断下列情况下的压力表的读数：l）YA断电，且负载为无穷大时；2）YA断电，且负载压力为2MPa时；3）YA通电，且负载压力为2MPa时。

38例7：试确定图示回路在下列情况下液压泵的出口压力：1）全部电磁铁断电；2）电磁铁2YA通电，1YA断电；3）电磁铁2YA断电，1YA通电。

396.3减压阀(Reducingvalve)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，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：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，不工作时阀口常开。6.3.1先导级由减压出口供油的减压阀图6.16图6.17泄油口L（在侧面，图中看不见）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图6.17先导式减压阀原理图主级测压面主级指令先导控制部分导阀比较主阀比较：先导式减压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先导型减压阀与符号的对应关系

减压阀符号先导控制部分代表液压先导控制6.3.2先导级由减压进口供油的减压阀图6.18图6.19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先导级由减压进口供油的减压阀泄油口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先导级由减压进口供油的减压阀图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。先导级恒流器主阀减压口导阀导阀例8：如图所示回路，溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试求：1）活塞在运动期间和碰到死挡铁后A、B处压力；2）如果减压阀的外泄油口堵死，活塞碰到死挡铁后A、B处压力。

51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例9：如图所示系统溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa。试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？1）当泵出口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、B、C点压力各为多少？2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降到1.5MPa时（工件原处于夹紧状态），A、B、C点压力各为多少？3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C点压力各为多少？

到工作缸夹紧缸53例10：图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，先导式减压阀的调整压力分别为1.5MPa和3MPa，活塞运动时的负载压力为1MPa，试求：活塞在运动期间和碰到死挡铁后的管路中A、B处的压力？

AB546.4顺序阀

(Sequencevalve)

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。相当于定压开关。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：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，不工作时阀口常闭。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。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直动式顺序阀原理动画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比较*内控顺序阀图形符号动画外控顺序阀图形符号动画60616.4.2先导型顺序阀

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。外泄量较大的一种先导式顺序阀

图6.21将主阀芯上腔的调压弹簧用先导调压回路代替泄油口L泄油口L泄油口L出油口P2出油口P2进油口P1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

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。

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66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

不同控制方式顺序阀动画

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。顺序阀的职能符号

溢流阀、减压阀和顺序阀之区别68例11：如图所示回路，顺序阀的调整压力pX=3MPa，溢流阀的调整压力py=5MPa，问在下列情况下A、B点的压力为多少？1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa时；2）如负载压力pL变为1MPa时3）活塞运动到右端时。

69例12：如图所示系统，缸Ⅰ、Ⅱ上的外负载力F1=20000N，F2=30000N，有效工作面积都是A=50cm2，要求缸Ⅱ先于缸Ⅰ动作，问：1）顺序阀和溢流阀的调定压力分别为多少？2）不计管路阻力损失，缸Ⅰ动作时，顺序阀进、出口压力分别为多少？

1)P溢>P顺>6MPa2)P进=P顺>6MPaP出=4MPa70例13：如图所示回路，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为PX和PY，当系统外负载为无穷大时，问：1）泵的出口压力为多少？2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？

716.5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。

73图6.23压力继电器进油口电器开关原理测压面压力继电器符号调压弹簧电器开关调压螺丝柱塞压力继电器动画当压力超过弹簧力时，顶杆推动电器开关，发出电信号进油口电器开关原理测压面压力继电器符号调压弹簧电器开关调压螺丝柱塞当压力超过弹簧力时，顶杆推动电器开关，发出电信号6.6压力阀在调压与减压回路中的应用

在定量泵系统中，通过溢流阀来调节液压泵的供油压力可以。在变量泵系统中，用溢流阀作安全阀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。

6.5.1调压回路

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。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a

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。双向调压回路动画（2）双向调压回路b

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。图6.26（a）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。（3）二级调压回路主溢流阀调10MPa远程溢流阀调4MPa切断二级调压回路动画图示状态下，阀2换位后，泵出口压力由远程调压阀1调为较低压力。（3）二级调压回路主溢流阀调10MPa实际为4MPa远程溢流阀调4MPa开启（3）三级调压回路换向阀居中位，溢流阀主阀1调压12MPa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开启三级调压回路动画（3）多级调压回路c

主溢流阀调压弹簧调压至12MPa比例阀作远程溢流实现比例调压0-10MPa

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-卸荷回路换向居下位，溢流阀遥控口通油箱，卸压换向居上位，溢流阀主阀调压10MPa开启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开启电磁溢流阀泄荷回路动画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)]。图6.28(b)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，高压由减压阀1调定；换向阀居左位，减压阀由阀1弹簧调压为5MPa6.6.2减压回路－－工件夹紧

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。换向阀居右位，减压阀由远程阀2调压为3MPa6.6.2减压回路－－工件夹紧

工件夹紧的减压回路动画例14图a示回路中，液压缸无杆腔面积A＝50cm2,负载FL＝10000N，各阀的调定压力如图示，试确定在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两处的压力。89例15图b示回路中，液压缸无杆腔面积A＝50cm2,负载FL＝10000N，各阀的调定压力如图示，试确定在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两处的压力。90例16

图示系统，液压缸的有效面积A1=A2=100cm2,缸1负载FL＝35000N，缸2运动时负载为零，不计摩擦阻尼、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa,3MPa和2MPa.求下列三种工况下AB和C处的压力。1）泵启动后，两换向阀处于中位；2）1YA通电，液压缸1运动时和运动到终端停止时；3）1YA断电，2YA通电，液压缸2运动时和碰到固定挡块停止运动时。9192小结压力阀中，溢流阀和减压阀用于调压和稳压（控制压力）。压力负反馈的核心是将被控压力转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是主阀或先导阀。要通过“测压面”、“测压孔”、“调节阀口”等几个要点去理解工作原理。

溢流阀的主要作用有：①在某些定量泵系统中起定压溢流作用；②在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用。

溢流阀的结构形式主要有两种：

直动式溢流阀和先导式溢流阀。前者一般用于低压或小流量，后者用于高压大流量。

小结

溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的原理来工作的。弹簧力可以调整，故压力也可调整。当有一定流量通过溢流阀时，阀必须有一开口，此开口形成一个液阻，油液流过液阻时产生压降，这就形成了进油口压力（即溢流压力）。实际工作时，溢流阀开口大小是根据通过的流量自动调整，阀的进口压力将随溢流量的增加而加大。溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主阀芯上弹簧的刚度。弹簧刚度愈小，压力变化也愈小。压力变化大小反映了溢流阀稳压性能的好坏。从这点出发，先导式溢流阀较直动式溢流