第五章液压控制阀背景

2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公1第二节方向阀一、单向阀【液压系统中常用的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种】

普通单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过,而反向截止的方向阀。普通单向阀由阀体、阀芯和弹簧等零件组成。在这里弹簧的力很小，仅起复位的作用。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公2液控单向阀除进出油口P1、P2外，还有一个控制油口k。当控制油口不通压力油而通回油箱时，液控单向阀的作用与普通单向阀一样；当控制油口通压力由k时，就有一个向上的液压力作用在控制活塞的下面推动控制活塞克服单向阀阀芯上端的弹簧力顶开单向阀阀芯使阀口开启，正、反向的液流均可自由通过。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公3第二节方向阀（续—换向阀）二、换向阀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。

1、分类、工作原理

按阀体连接的主油路数可分为二通、三通、四通等。

按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、三位、四位等。

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。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公4二位二通阀

二位二通阀相当于液压开关，有常开和常闭式两种。

图中P为进油腔，A接工作油腔。当阀芯运动到右端位置时，接通P腔和A腔接通。当阀芯处于左端位置时，使P腔与A腔断开。由此可见，阀芯有两个工作位置：

P腔与A腔断开时，油路不通；当阀芯运动到右端位置时，P腔和

A腔接通。如图所示:2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公5二位四通滑阀式换向阀是靠移动阀芯，改变阀芯在阀体内的相对位置来变换油流方向的。如演示图所示：阀体孔有五条沉割槽，每条沉割槽均有通油孔，P为进油口，A、B为工作油口，T为回油口，阀芯是有三个凸肩的圆体，阀芯与阀体相配合，并可在阀体内轴向移动

2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公6三位四通阀

阀芯在阀体内有三个位置。

中间位时，油腔P、A、B、O均不相同。左位时，P和B相通，A与O相通。右位时，P和A相通，油腔B通过环槽和回油腔0相通。三位五通阀

三位五通阀的阀芯在阀体内有三个位置。中位时，油腔P、A、B、O1、O2全部关闭。系统保持压力，油缸封闭。左位时，P和B相通，A与O1相通。右位时，P和A相通，B与O2相通。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公7手动换向阀

图示为三位四通手动换向阀的结构图和符号图。当手柄1上端向左搬时，阀芯2右移，P和A接通，B和O接通。当手柄右端向右搬时，阀芯2左移，则P和B接通，A通过环槽a和阀芯2的中心孔与O连通，实现了换位。

放松手柄1时,右端的弹簧

3能够自动将阀芯2恢复到中间位置，使油路断开，所以称之为自动复位式。

2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公8机动滑阀

机动滑阀又称行程滑阀，它是利用机械的行程挡铁或凸轮使阀芯移动的。二位二通阀相当于液压开关.

图示为二位二通阀常闭式行程滑阀。其中安装凸轮1

的目的是为了改善碰撞时的受力情况，键4可防止阀芯转动。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公9液动滑阀液动滑阀是靠压力油来改变阀芯位置的换向阀。当控制油路的压力油从左边油口进入滑阀左腔时，阀芯被推向右使P与B接通，A与O接通。当右边油口不通压力油时，阀芯在右端弹簧作用下恢复到左侧位置。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公10二、换向阀（续）2、中位机能阀芯处于中位时的连通状态和性能卸荷：P、T相通---H、K、M保压：P封闭----O、Y换向精度高：A、B封闭----O、M换向平稳：A、B与T相通----H、Y、X启动平稳：A、B与T不通----O、C、P2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公112024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公12

1YA2YA121J2J液动阀中位停留断断断断

中位、两端控制压力卸荷p通B通/p1通液动阀右位断通断

节流右位/p通Bp通A断通/p1通液动阀左位断通节流

左位/p通A2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公13第三节压力控制阀作用：◆控制液压系统的压力大小◆以压力的变化作为信号来控制油路的通断类型：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公14一、溢流阀（一）直动式溢流阀的结构图示为滑阀式直动型溢流阀，主要有阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。第三节压力控制阀（续）2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公15第三节压力控制阀（续）一、溢流阀（二）直动式溢流阀工作原理1、直动式溢流阀2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公16一、溢流阀（续）2、（一）先导式溢流阀结构图示为先导型溢流阀的常见形式，它们有先导阀和主阀两部分组成，先导阀为一锥阀，实际上是一个小流量的直动型溢流阀；主阀亦为锥阀或滑阀。

2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公17一、溢流阀（续）2、（二）先导式溢流阀工作原理2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公18一、溢流阀（续）溢流阀的性能（1）、静态特性（在系统压力没有突变的稳态情况下所控流体的压力、流量的变化情况）流量---压力特性启闭特性：开启比pk/ps≥90%

闭合比pk`/ps≥85%2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公19一、溢流阀（续）压力稳定性（额定流量下压力波动值）卸荷压力：小于0.2MPa~0.45Pa调压范围（能够保证性能的压力使用范围）许用流量范围（额定流量的15%~100%）（2）动态特性(超调量、过渡时间、压力稳定性一般要求其压力振摆应小于0.2MPa）（3）应用(溢流、调压、卸荷、背压）2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公20溢流稳压安全溢流阀的应用2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公21背压卸荷溢流阀的应用2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公22二、减压阀1、工作原理及结构减压阀是一种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。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公23结构及工作原理：图示先导式减压阀与溢流阀的先导式相似，◆弹簧腔的泄漏油单独引回油箱；◆主阀部分与溢流阀不同的是，阀口常开，

◆在安装位置，主阀芯在弹簧力作用下位于最下端、阀的开口最大，不起减压作用。◆引到先导阀前腔的是阀的出口压力油，保证出口压力定值。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公24如图，进口压力油P1经主阀阀口（减压缝隙）流至出口，压力降为P2。与此同时，出口压力油P2经阀体、端盖上的通道进入主阀芯下腔，然后经主阀芯上的阻尼孔到主阀芯上腔和先导阀的前腔。在负载较小、出口压力P2低于调压弹簧所调定压力时，先导阀关闭，主阀芯阻尼孔无液流通过，主阀芯上、下两腔压力相等，主阀芯在弹簧作用下处于最下端，阀口全开不起减压作用。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公25若出口压力P2随负载增大超过调压弹簧调定的压力时先导阀阀口开启，因阻尼孔的阻尼作用，主阀上、下两腔出现压力差（P2-P3），主阀芯在压力差作用下克服上端弹簧力向上运动，主阀口减小起减压作用。当出口压力P2下降到调定值时，先导阀芯和主阀芯同时处于受力平衡，出口压力稳定不变。调节调压弹簧的预压缩量即可调节阀的出口压力P2。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公262、减压阀的应用夹紧缸工作缸◆系统的工作过程？◆减压阀的状态？2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公27三、顺序阀.压力继电器1、顺序阀直动式顺序阀结构和工作原理以压力为控制信号，自动接通或断开某一支路，多用于控制多个执行元件的动作顺序

2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公28顺序阀的工作原理与溢流阀相似:

阀口常闭，由进口压力控制阀口的开启。当因负载建立的出口压力高于阀的调定压力时，阀的进口压力等于出口压力，作用在阀芯上的液压力大于弹簧力和液动力，阀口全开；当负载所建立的出口压力低于阀的调定压力时，阀的进口压力等于调定压力，作用在阀芯上的液压力、弹簧力、液动力平衡，阀的开口一定，满足压

力流量方程。因阀的出口压力不等于零，因此弹簧腔的泄漏油需单独引回油箱，即外泄。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公29三、顺序阀.压力继电器先导式顺序阀的结构和工作原理：外控口2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公30顺序阀分为：内控外泄、内控内泄、外控内泄、外控外泄四种类型。

内控外泄用作实现顺序动作：工作原理如图所示：外控外泄相当于一个液控二位二通阀，除用作液动开关阀外，类似的结构还用在变重力负载系统，称之为限速锁。工作原理如图所示：2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公31三、顺序阀.压力继电器（续）2、压力继电器：将压力信号转换成电信号2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公32第四节、流量控制阀分类：节流阀、调速阀、溢流节流阀等。作用:是对液压系统执行元件的运动速度进行控制。【流量控制阀是通过改变节流口面积大小（改变局部阻力的大小），实现通过阀的流量调节】。本节介绍流量控制阀的结构、工作原理及其特性2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公33第四节、流量控制阀一、节流口的节流特性[共性问题]研究通过节流口的流量与所受各影响因素的关系。理论依据孔口流量公式

qT=KAT(△pT)mK为节流系数[薄壁小孔：K=Cd(2/ρ)0.5,细长孔K=d2/(32μL)]

细长孔m=1薄壁小孔m=0.5短孔2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公34第四节、流量控制阀—节流口的节流特性1、节流刚度（反映了在负载变化时保持流量稳定的能力）结论：

压差相同，A小时，T大。

A一定时，压差小，T小。

减小m值，可提高刚度

油液温度越高，粘度就越小，当孔口为细长孔时，使K增大导致刚度减小；而当孔口薄壁小孔时，则不受影响。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公35第四节、流量控制阀—节流口的节流特性2、节流口堵塞及最小稳定流量堵塞的主要原因：①机械杂质、氧化析出物；②带电极化分子；③孔口电位差减轻堵塞现象的措施：

①选择水力半径大的孔口；

②精密过滤、选抗氧化性好的油液；③适当的节流压差、采用电位差较小的金属材料。

薄壁小孔qmin＝20－30cm3/min2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公36第四节、流量控制阀二、节流阀、调速阀、溢流节流阀1、节流阀是一个最简单又是最基本的流量控制阀,其实质相当于一个可变节流口,即借助于改变阀口的过流面积改变流量。

其工作原理是通过旋转阀芯,轴向移动改变阀口的过流面积。

工作过程2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公37第四节、流量控制阀2、调速阀调速阀由定差式减压阀串联一个节流阀组成。（1）、工作原理调速阀工作时，压力油p1保持定值进入减压阀，首先

通过其中的减压阀，使压力降为p2，然后通过节流阀使压力变为p3与外载荷相适应。工作过程减压口节流口2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公38当FL↑→p3随之↑

→（p2-p3）突然↓，因p3同时作用于减压阀阀芯的顶端，破坏减压阀阀芯原有的受力平衡，使阀芯下移阀口↑，减压阀的减压作用削弱→

p2↑，→

p2-p3基本保持不变。由于减压阀可以保持节流阀两端压差为常数，因而流过节流阀的流量也就稳定不变了，从而达到调速目的。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公39第四节、流量控制阀（2）、调速阀特性分析节流阀调速阀0.3MPa左右1MPa左右2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公402024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公41调速阀溢流节流阀效率低效率高流量稳定性好流量稳定性差应用范围广泛应用范围较小三、调速阀与溢流节流阀的比较（3）、溢流节流阀结构、工作原理及特性2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公42第五节逻辑阀简介逻辑阀是以逻辑阀单元为主阀，配以适当的盖板和不同的先导控制阀组合而成的具有一定控制功能（可以是压力控制，也可以是流量控制、方向控制或复合控制）的组件。2024/11/5液压与气压传动——主讲：朱建公43逻辑阀单元为插装式结构，它插