流体传动与控制基础（第3版）课件：液压控制阀2

流体传动及控制基础（

液压控制元件2）5.3

压力控制阀n

压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力的阀类。包括:n

溢流阀n

减压阀n

顺序阀5.3.1

溢流阀重物重物重物423561无压力限制阀溢流阀没有打开溢流阀打开限制超压溢流阀的功能n

溢流阀在液压系统中最重要的功能有两个：n

作定压阀保持系统压力恒定，工作时于开启状态；n

作安全阀，防止液压系统超载而损坏元件和管路，一般处于关闭状态。4溢流阀的分类n

按结构不同，溢流阀可分为:n

直动式n

先导式先导式直动式5直动式溢流阀工作原理6直动式溢流阀工作原理预压缩压缩重物重物此时溢流阀打开溢流有效面积溢流阀没有打开直动式溢流阀的调压原理n

阀心临界开启的力平衡方程为n

阀口开启，弹簧进一步压缩则即预压缩有效面积直动式溢流阀调压手轮弹簧力有效面积图形符号9没有溢流阀定压作用，液压缸运动速度不变节流口流量连续性方程通过节流口的流量若A0

减小，则必有p1增大，即qL

不变。10溢流阀的定压作用等价通过节流口流量液压缸运动速度11溢流阀的定压作用n

p2

由负载决定，即n

p1

由溢流阀决定，即常数n

通过节流口流量为n

液压缸运动速度为n

因此，调节节流口面积

A0

，即可调节液压缸运动速度v12溢流阀的静态特性有效面积弹簧力溢流阀压力—流量特性曲线13溢流阀溢流的功率损失n

溢流阀的溢流转化为功率损压缩失，使系统油液温度升高。重物溢流功率损失流流量与溢和它所控制有关。的压力n

压力越高、溢流流量越大，此时功率损失越大。14溢流阀溢流的功率损失n

溢流阀的功率损失溢流阀所控制压力通过溢流阀的流量15直动式溢流阀的特点压缩n

液压力与弹簧力相平衡进行定压。重物n

压力越高，调压弹簧刚度大。n

通过溢流阀流量大，阀规格大，调压弹簧刚度也增大。n

对于中高压、大流量液压系统，调压弹簧刚度大，阀开口量微小变化，都将使压力产生较大波动，精度降低。此时先导式溢流阀n

先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。n

先导阀是小流量直动式溢流阀，它由调压手轮、调压弹簧，锥形阀心等组成，起调压控制作用。n

主阀由主阀阀心、主阀阀体和复位弹簧等组成，起主流量溢流作用。先导式溢流阀的工作原理432遥控口156阻尼孔a出油路通油箱进油路溢流阀主阀阀口关闭溢流阀主阀阀口开启溢流18先导式溢流阀的工作原理先导式溢流阀调压原理n

先导阀阀心力平衡方程n

主阀阀心力平衡方程n

联立求得先导式溢流阀定压精度高n

先导式溢流阀调压取决于n

主阀弹簧刚度ky,预压缩量y0和变形量∆y都非常小n

先导阀变形量∆x也非常小n

主阀芯上下面积A1

、A

和先导阀芯面积A

均为常数2cn

因此，压力

p

主要由

k

和

x

决定。211x0先导式溢流阀的特点n

定压精度高n

定压精度与溢流流量无关n

在高压、大流量液压系统中得到了广泛应用。先导式溢流阀的卸荷作用n

当主阀上腔油压为零时，遥控口主阀完全开启。n

将主阀上腔遥控口与油箱相通，则主阀完全开启，液压泵输出流量经溢流阀回油箱，泵出口压力基本为零，达到系统卸荷目的。压力为零主阀打开n

这种卸荷可通过电磁换向阀对遥控口的控制来实现。23思考题：遥控口怎么通油箱？先导式溢流阀通过电磁阀卸荷遥控口通油箱压力为零主阀打开24先导式溢流阀卸荷原理25电磁溢流阀n

为实现溢流阀的调压和卸荷功能，通常把电磁换向阀与先导式溢流阀组合，称为电磁溢流阀。26溢流阀和电磁溢流阀电磁换向阀先导式溢流阀电磁溢流阀先导式溢流阀27电磁溢流阀的卸荷、定压作用先导阀遥控口调压手轮主阀28溢流阀做安全阀泵的排量

可调调节斜盘倾角、缸体倾角或定子与转子之间偏心距液压缸的运动速度29溢流阀做背压阀背压阀调压阀n

溢流阀可作背压阀n

作背压阀的还有单向阀思考题：溢流阀作背压阀的功用？节流阀5.3.2

减压阀n

减压阀是基于节流作用产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的控制阀。减压阀分为n

直动式n

先导式直动式减压阀的工作原理n

减压阀出口压力比入口压力低直动式减压阀的减压原理n

直动式减压阀调节作用的力平衡方程可表述为减压阀设定压力值弹簧刚度弹簧预压缩量33作用面积直动式减压阀的特点n

调节精度受弹簧刚度影响较大，在工作压力高和流量大的情况下，弹簧刚度较大，节流口微小变化量对压力控制精度的影响较大。n

直动式减压阀只适合于中低压、小流量的液压系统。先导式减压阀的工作原理35先导式减压阀的特点n

压力调节特性取决于先导阀的压力调节精度，而与主阀流量无关，因此，其压力调节精度高，在高压、大流量的液压系统中得到了广泛应用。36减压阀的应用n

减压阀是使液压系统中某一支路的油液压力低于系统主油路的压力，并且在阀的进、出油路压力出现波动时，仍能保持阀的出油路压力基本恒定。n

因此，减压阀常适用于夹紧、控制油路和从主油路上获得低于主油路压力的分支油路等。37应用减压阀的减压油路夹紧缸5主油路3421减压阀出口压力为减压设定值385.3.3

顺序阀n

顺序阀是用油液压力作为控制信号来控制油路的通断，从而使多个执行元件按先后顺序动作。39直动式顺序阀的工作原理阀芯开启阀芯关闭关闭状态开启状态40直动式顺序阀的特点n

靠液压力直接与弹簧力相平衡进行工作，控制精度受弹簧刚度影响大，仅适用于中低压液压系统，或高压小流量液压系统。n

而先导式顺序阀则由先导调压阀和主阀组成，其压力调节性能好、调压范围宽，主要应用于高压、大流量液压系统中。41直动式、先导式顺序阀先导阀直动式调压弹簧主阀42外控式顺序阀外控口有油作用，开启状态43外控口没有作用，关闭状态顺序阀做卸荷阀主油路n

顺序阀可用于控制执行元件顺序动作，还可做卸荷阀。卸荷阀n

把外控式顺序阀出油路通油箱，并将外泄油直接通向出油路，即构成卸荷阀。44卸荷阀的工作原理主油路n

当压力大于卸荷阀弹簧设定值时,卸荷阀主阀打开,液压泵卸荷。卸荷阀n

当压力小于卸荷阀弹簧设定值时,卸荷阀主阀关闭,液压泵压力取决于负载。45卸荷阀的应用液压缸负载没有推负载时，即空载运动推动负载时，即负载运动卸荷阀使泵1卸荷，

流回油箱。单向顺序阀n

顺序阀与单向阀并联组合一体而构成单向顺序阀。当油液反向流过顺序阀时，顺序阀关闭，而单向阀起旁路作用，使油液可反向流动。单向顺序阀有内控式和外控式之分。内控式外控式47平衡阀n

将单向顺序阀的外泄油通向出油路，而出油路通油箱，即可做平衡阀。平衡阀可分为内控式和外控式。内控式外控式48液压平衡回路n

导弹重量几百吨n

导弹起竖收放平稳顺序阀的应用单向顺序阀50溢流阀、减压阀、顺序阀的区别n

他们都是压力控制阀，其共同特点是根据作用在阀芯上的液压作用力和弹簧力相平衡的原理来工作的。n

他们外形相近，都有直动式和先导式两大类。直动式适用低压、小流量系统，先导式适用高压、大流量系统。n

溢流阀是进油口的油液作用在阀芯上，控制进油路压力并保持恒定，其出油路则是通油箱。n

顺序阀是控制进油路与出油路的通断，若进、出油路接通后，它们都是压力油。n

减压阀是出油口的油液作用在阀芯上，控制出口压力并保51持恒定。溢流阀、减压阀、顺序阀的区别n

溢流阀溢流时，阀口开启小，阀进、出油口压差大，压力损失大。弹簧腔的泄漏油直接泄漏到出油口。n

减压阀、顺序阀，压力损失取决于进、出油口的压力差，由于他们的出油口都有压力，弹簧腔的泄漏油需要单独的泄油口。n

顺序阀与单向阀并联组合一体可以作为平衡阀；外控式顺序阀可以作为卸荷阀。5.3.4

压力继电器n

压力继电器是用油液压力来启闭电气触点的液电转换元件。n

当系统压力达到压力继电器的调定值时，控制电气触点闭合或断开。由电气触点闭合或断开而产生的电信号，可以控制电气元件(如电磁铁、继电器、电动机等)的动作，使油路卸荷、换向、起停电动机、执行元件实现顺序动作等。53压力继电器的分类n

压力继电器主要有nnnn柱塞式弹簧管式膜片式波纹管式54柱塞式压力继电器的工作原理图形符号弹簧管式压力继电器的工作原理压力设定手柄进油口565.4

流量控制阀n

流量控制阀简称流量阀，控制液压系统中的流量。n

调节流量阀通流面积，可控制流经阀的流量，从而实现对执行元件运动速度的调节。n

流量阀包括节流阀、调速阀和分流集流阀等。5.4.1

节流阀n

节流阀是最简单的流量控制阀，借助于调节机构使阀心相对于阀体孔运动来改变阀口过流面积，从而控制流过阀的流量，达到控制执行机构运动速度的目的。8节流阀的工作原理图形符号节流口关闭节流口打开59节流阀的流量稳定性n

节流口的结构形式n

节流口压力差、温度的影响及阻塞。锥面节流口带V形槽节流口

带矩形槽节流口60节流阀的流量调节原理n

基于节流作用，通过节流口的流量和前后压差的流量特性方程为n

节流阀的功率损失节流口61节流调速原理节流调节的流量液压缸伸出运动液压缸缩回运动节流口面积62节流阀流量—压力特性曲线63节流阀的特点n

节流阀结构简单，但负载和温度变化对流量稳定性影响较大，因此，节流阀作为流量控制元件只适用于负载变化小、速度稳定性要求不高的液压调速系统。节流阀流量计算举例【例5-2】单向节流阀n

结构及工作原理ABABABA到

B方向，单向阀打开B到

A方向，通过节流口66单向节流阀调速回路伸出运动单向节流阀

5调速缩回运动单向节流阀

4调速单向节流阀

4单向节流阀

5叠加式单向节流阀板式连接系统装置集成化节流阀的加载和阻尼作用节流阀阻尼作用节流阀加载695.4.2

调速阀n

为减小节流阀调节流量受负载变化影响，通常对节流阀进行压力补偿，即采取措施使节流阀前后压力差在负载变化时始终保持不变，从而使通过节流阀的流量只由其开口大小来决定。带压力补偿的节流阀称之为调速阀。调速阀的工作原理节流阀定差减压阀71调速阀的补偿原理n

若不计摩擦力和液动力影响，当减压阀阀心处于平衡状态时，则节流阀即调速阀的流量特性节流阀节流阀调速阀73调速阀的压力补偿和温度补偿n

压力补偿调速阀的流量基本不受负载变化影响，但当油温升高而使油液粘度减小时，调速阀的流量会增大。n

为减小负载和油温变化对流量稳定性的影响，在压力补偿基础上增加温度补偿装置，即压力温度补偿型调速阀。其特点是：定差减压阀保持节流口前后压差基本不变，而温度补偿装置使节流口开口随温度变化自动作相应变化，以补偿温度变化对流量的影响。74压力补偿流量控制阀调节手柄详细符号简化符号75两种压力补偿流量控制阀765.4.3行程节流阀n

行程节流阀的功能是当执行机构运动到规定的位置时,通过机械方式逐渐关闭节流口,使执行机构实现运动速度降低,故也称之为减速阀。775.4.4

分流－集流阀n

分流－集流阀是分流阀、集流阀和分流－集流阀的总称。它是使阀的两个出流或入流流量相等，从而实现两个执行元件的速度同步，故又称为同步阀。