第6章 液压控制阀课件

1、第第6 6章章 液压控制阀液压控制阀6.1 6.1 概述概述一、液压阀的基本结构与原理一、液压阀的基本结构与原理 液压控制阀作用：液压控制阀作用：在液压系统中被用来控制液流的压力、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。属控制元流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。件。 液压阀基本结构：液压阀基本结构：包括阀芯、阀体和操纵部件等。包括阀芯、阀体和操纵部件等。 液压阀基本工作原理：液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来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、流量和方向的控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流

2、量和方向的控制。流经阀口的流量控制。流经阀口的流量Q Q 与阀口前后压力差与阀口前后压力差p p 和阀口面和阀口面积积 A A 有关，始终满足小孔流量公式。有关，始终满足小孔流量公式。1 1、 根据用途不同分类根据用途不同分类 压力控制阀压力控制阀 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。阀、减压阀、顺序阀等。 流量控制阀流量控制阀 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。阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。 方向控制阀方向控制阀 用来控

3、制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向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。阀、液控单向阀、换向阀等。二、二、 液压控制阀的分类液压控制阀的分类滑阀：滑阀：Q CdD x（2p/）1/2锥阀锥阀：Q Cdd x sin(2p/）1/2 球阀：球阀：Q Cdd h0（x/R）（2p/）1/22 2、根据结构形式分类、根据结构形式分类3 3 根据控制方式不同分类根据控制方式不同分类定值或开关控制阀定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，包括普通控制被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。阀、插装阀、叠加阀。比例控制阀比例控制阀 被控制量与输入信号成比例

4、连续变化的阀类，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。包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。伺服控制阀伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成被控制量与（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。比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。数字控制阀数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流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，不需要的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要D/AD/A转换器。转换器。三、对液压阀的基本要求三、对液压阀的

5、基本要求 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。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，密封性阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。能要好。 所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。量要小。 结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。6.2 6.2 压力控制阀压力控制阀 压力控制阀压力控制阀: : 以液压力与弹簧力相平衡而进行压力控制的以液压力与弹簧力相平衡而进行压力控制的元件。元件。 作用：（作用：（1 1）用来控制

6、液流压力）用来控制液流压力, ,以满足执行元件所要求的以满足执行元件所要求的力和转矩；力和转矩； （2 2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作。）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作。 按其功能和用途不同可分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、按其功能和用途不同可分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。压力继电器。一、溢流阀一、溢流阀 类型：类型： 直动式、先导式直动式、先导式 作用：作用： （1 1）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳压和溢流）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳压和溢流作用（作用（p py y=p=p系统系统，阀口常开）；，阀口常开）； （2 2）防止液压系统过载，起

7、安全保护作用（）防止液压系统过载，起安全保护作用（p py y=1.1=1.11.2p1.2pmaxmax，阀口常闭）。，阀口常闭）。 1 1、直动式溢流阀、直动式溢流阀 工作原理：工作原理： 直接利用液压力与弹簧力相平衡，直接利用液压力与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作，从而保以控制阀芯的启闭动作，从而保证证进油口压力基本恒定进油口压力基本恒定。 潘存云教授研制TPTP锥芯式溢流阀锥芯式溢流阀工作原理工作原理进油口进油口P压力较低于时，锥阀芯被弹簧压压力较低于时，锥阀芯被弹簧压住而关闭；住而关闭；进油口进油口P压力高于弹簧压力时，锥阀芯被推开，压力高于弹簧压力时，锥阀芯被推开，油液将被排入

8、油箱；油液将被排入油箱；拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，从而改变溢流压力。从而改变溢流压力。潘存云教授研制TP潘存云教授研制TP锥芯式溢流阀锥芯式溢流阀 职能符号：职能符号： 2 2、先导型溢流阀、先导型溢流阀组成：组成：先导阀先导阀+主阀。先导阀就是一个小规格的直动型溢流阀，主阀。先导阀就是一个小规格的直动型溢流阀，主阀的阀芯是一个具有锥形端部，上面开有阻尼小孔的圆柱筒。主阀的阀芯是一个具有锥形端部，上面开有阻尼小孔的圆柱筒。工作原理工作原理油液从阻尼孔进入主阀的弹簧腔，并作用在先导阀锥阀芯上；油液从阻尼孔进入主阀的弹簧腔，并作用在先导阀锥阀芯上；进油口进

9、油口P压力高于弹簧压力时，压力高于弹簧压力时，先导阀芯先被推开，油液直接排先导阀芯先被推开，油液直接排入油箱；入油箱；当压力不高时，主阀两端油压力相同，此时主阀关闭，先导当压力不高时，主阀两端油压力相同，此时主阀关闭，先导阀也处于关闭状态；阀也处于关闭状态；由于油液流经主阀小孔时，会由于油液流经主阀小孔时，会产生压力损失而在主阀两端产生产生压力损失而在主阀两端产生压力差，主阀芯在压差的作用下压力差，主阀芯在压差的作用下被打开，油液直接排入油箱。被打开，油液直接排入油箱。潘存云教授研制2 2、先导式溢流阀、先导式溢流阀 结构：结构：先导调压部分：控制主阀的溢流压力先导调压部分：控制主阀的溢流压力

10、主阀部分：溢流主阀部分：溢流 工作原理：工作原理：利用主阀芯上下两端利用主阀芯上下两端液体压力差与弹簧力液体压力差与弹簧力相平衡的原理来进行相平衡的原理来进行压力控制。压力控制。 当当p1A锥锥F锥锥，锥阀关闭；，锥阀关闭； 此时，此时，p= p1，即，即p1AF主主pA，主阀芯关闭不溢流，且主阀弹簧很软，主阀芯关闭不溢流，且主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭；就能保证主阀芯关闭； 当当p至至p1A锥锥F锥锥，锥阀打开，一小部分油锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流回油箱；液自阻尼小孔流回油箱；由于阻尼下降，由于阻尼下降，pp1，当（，当（pp1）差）差增大至（增大至（pp1）AF主主时，主阀芯打开

11、溢流；时，主阀芯打开溢流； 稳定工作时，稳定工作时，p1A锥锥k锥锥（x2+x2）；）；（pp1）Ak主主（x1+x1） 由于主阀弹簧和锥阀弹簧都很软，即由于主阀弹簧和锥阀弹簧都很软，即k k很小，所以，当阀很小，所以，当阀的开度变化时，压力变化小，稳压精度高。的开度变化时，压力变化小，稳压精度高。特点：特点： 主阀芯采用锥面阀座式结构密封，没有搭合量，主阀芯采用锥面阀座式结构密封，没有搭合量，动作灵敏。动作灵敏。 因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧刚度仍不大，调压轻便；刚度仍不大，调压轻便； 因为主阀弹簧很软，因此溢流量变化时，压力因为主阀弹簧很

12、软，因此溢流量变化时，压力波动小。静态特性好；波动小。静态特性好； 能适应各种不同的调压范围的要求；能适应各种不同的调压范围的要求；讨论：讨论： 堵塞主阀阻尼孔：堵塞主阀阻尼孔：导致系统压力建立不起来；导致系统压力建立不起来； 堵塞锥阀座小孔：堵塞锥阀座小孔： 导致系统过载，出现压力超调现导致系统过载，出现压力超调现象；象；远程控制口远程控制口K K接油箱接油箱 ：导致系统在低压下卸荷；导致系统在低压下卸荷； 远程控制口远程控制口K K接另一调压阀：接另一调压阀：若若p y 2p y 1, , 系统压力取决于系统压力取决于p y 2。 先导式溢流阀的工作原理先导式溢流阀的工作原理溢流阀的功用（

13、溢流阀的功用（1 1）定压溢流定压溢流溢流阀的功用（溢流阀的功用（2 2）系统的过载保护系统的过载保护溢流阀的功用（溢流阀的功用（3 3）远程调压远程调压溢流阀的功用（溢流阀的功用（4 4）系统卸荷系统卸荷Py11DT2DT2Py3溢流阀的功用（溢流阀的功用（4）可实现多级调压可实现多级调压二、减压阀二、减压阀 1 1、作用、作用 （1 1）减压：）减压：降低液压系统某支路（控制油路、夹紧回路、降低液压系统某支路（控制油路、夹紧回路、润滑回路等）的压力。润滑回路等）的压力。 （2 2）稳压：）稳压：稳定液压系统某支路的压力。稳定液压系统某支路的压力。 2 2、类型、类型 按功能分按功能分 定值

14、减压阀：定值减压阀：定差减压阀：定差减压阀：定比减压阀：定比减压阀：保证阀的出口压力为定值。保证阀的出口压力为定值。保证阀的进、出油口压差为定值。保证阀的进、出油口压差为定值。保证阀的进、出油口压力比为定值。保证阀的进、出油口压力比为定值。按结构分按结构分 直动式直动式先导式（先导式（常用常用）3 3、先导式定值减压阀结构及工作原理、先导式定值减压阀结构及工作原理 结构结构 通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节流损失，保证出口压力恒定。流损失，保证出口压力恒定。 先导调压部分：先导调压部分：主阀部分：主阀部分：给定阀的出口压力值。给定阀的出口压力值。工作原理：工

15、作原理： （1 1）减压：）减压： 节流口节流口（2 2）稳压：）稳压： 阀芯稳定工作时，阀芯稳定工作时， 231tp Ap AF若若p2 ，等式左边大于右边，等式左边大于右边，阀芯上移，阀口开度减小，阀芯上移，阀口开度减小，p增加，增加， ，导致，导致p p2 2。 21ppp p3讨论：讨论： 若若p3pJ （减压阀调定压力），锥阀关闭，阀芯上下两（减压阀调定压力），锥阀关闭，阀芯上下两端液压力相等，主阀芯在弹簧作用下处于开度最大位置，端液压力相等，主阀芯在弹簧作用下处于开度最大位置，不不起减压作用起减压作用； 节流口节流口三、顺序阀三、顺序阀 顺序阀：顺序阀：当控制压力达到预定值时，阀芯

16、开启、使流体通当控制压力达到预定值时，阀芯开启、使流体通过以控制执行元件顺序动作的压力控制阀。过以控制执行元件顺序动作的压力控制阀。 主要作用：主要作用：利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达到油路通断，实现执行元件的顺序动作，它一般不控制系统到油路通断，实现执行元件的顺序动作，它一般不控制系统压力。压力。顺序阀顺序阀功用：功用：利用系统油液压力的变化来控制油路的通断。从而实现多利用系统油液压力的变化来控制油路的通断。从而实现多个液压元件按一定的顺序动作。个液压元件按一定的顺序动作。按结构分有：按结构分有：直动型顺序阀、先导型顺序阀直动型顺序阀、先导型

17、顺序阀 直动型顺序阀的工作原理直动型顺序阀的工作原理压力油从压力油从P1口进入控制活塞的下方，使阀口进入控制活塞的下方，使阀芯受到向上的推力；芯受到向上的推力；进油压力增高到大于弹簧压力时，阀芯被进油压力增高到大于弹簧压力时，阀芯被顶起，顶起，P1、P2口连通，油液流经顺序阀；口连通，油液流经顺序阀；拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，从而改变顺序阀的工作压力。从而改变顺序阀的工作压力。KLP1P2按控制油来源分有：按控制油来源分有：内控式、外控式顺序阀内控式、外控式顺序阀 当进口油压力较低于时，阀芯被弹簧压住，当进口油压力较低于时，阀芯被弹簧压住，P1、P2口

18、不通；口不通；KLP1P2KLP1P2常用四种典型控制结构型式常用四种典型控制结构型式内控外泄式内控外泄式控制油来自内部进油口控制油来自内部进油口P1，泄油从泄油从L口排入油箱。口排入油箱。外控外泄式外控外泄式控制油来自外部油口控制油来自外部油口K，泄油从泄油从L口排入油箱。口排入油箱。外控内泄式外控内泄式控制油来自外部油口控制油来自外部油口K，泄油排入出口泄油排入出口P2。内控内泄式内控内泄式控制油来自内部进油口控制油来自内部进油口P1，泄油排入出口泄油排入出口P2。K潘存云教授研制LP1P2K潘存云教授研制LP1P2K潘存云教授研制LP1P2K潘存云教授研制LP1P2图图6-38 6-38

19、 先导式顺序阀原理先导式顺序阀原理 图图6-23 6-23 先导式溢流阀的原理先导式溢流阀的原理(1)(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀一般不控制系溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀一般不控制系统压力。统压力。(2)(2)溢流阀为内泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外泄漏。溢流阀为内泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外泄漏。(3)(3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。 先导式顺序阀和先导式溢流阀的不同之处：先导式顺序阀和先导式溢流阀的不同之处： 四、压力继电器四、压力继电器压力继电器压力继电器压力继电器符

20、号压力继电器符号进油口进油口电器开关原理电器开关原理测压面测压面调压弹簧调压弹簧电器开关电器开关调压螺丝调压螺丝柱塞柱塞潘存云教授研制P潘存云教授研制P潘存云教授研制P压力继电器压力继电器是一种液电转换元件。当是一种液电转换元件。当控制油压达到调定值时，便接控制油压达到调定值时，便接通电器开关并产生相应的动作。通电器开关并产生相应的动作。常用于实现泵的加载或卸载、常用于实现泵的加载或卸载、执行元件顺序动作、系统安全执行元件顺序动作、系统安全保护、元件动作联锁等功能。保护、元件动作联锁等功能。组成：组成：压力压力 位移转换装置位移转换装置+微动开关微动开关工作原理：工作原理：压力油从压力油从P口

21、进入，作用在柱塞底部口进入，作用在柱塞底部压力达到弹簧的调定值时，便克服压力达到弹簧的调定值时，便克服阻力推动柱塞上升，触动微动开关发阻力推动柱塞上升，触动微动开关发出电信号。出电信号。改变螺钉位置可调节工作压力。改变螺钉位置可调节工作压力。符号符号压力继电器的工作原理压力继电器的工作原理溢流阀、减压阀和顺序阀的主要差别溢流阀、减压阀和顺序阀的主要差别 方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单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。向阀和换向阀。 单向阀有普通单向阀和液控单向阀。单向阀有普通单向阀和液控单向阀。 换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电换向阀

22、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。磁动、液动、电液动等。6.3 6.3 方向控制阀方向控制阀一、单向阀一、单向阀潘存云教授研制潘存云教授研制1、普通单向阀、普通单向阀 单向阀是一种只允许油液正向流动，不允许倒流的阀单向阀是一种只允许油液正向流动，不允许倒流的阀,故又称故又称为逆止阀或止回阀。按进油方向有直通式和直角式两种。为逆止阀或止回阀。按进油方向有直通式和直角式两种。BAABAB工作原理工作原理 当液流从进油口当液流从进油口A流入时，油液压力克服弹簧阻力以及阀体流入时，油液压力克服弹簧阻力以及阀体与阀芯之间的摩擦力，顶开阀芯，从出油口与阀芯之间的摩擦力，顶开阀芯

23、，从出油口B流出。油流反向时流出。油流反向时,压力使阀芯压紧在阀座上，油液不能倒流。压力使阀芯压紧在阀座上，油液不能倒流。潘存云教授研制潘存云教授研制2、液控单向阀的组成、液控单向阀的组成 液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许油液双向流动的液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许油液双向流动的单向阀。它由单向阀和液控装置组成。单向阀。它由单向阀和液控装置组成。 液控单向阀的工作原理液控单向阀的工作原理 当控制口当控制口X未通压力油时，作用与普通未通压力油时，作用与普通单向阀相同。正向流通，反向截止。单向阀相同。正向流通，反向截止。 当控制口当控制口X通入控制压力油后，控制活通入控制压力油后，控

24、制活塞把单向阀的锥形阀芯顶离阀座。油液正反塞把单向阀的锥形阀芯顶离阀座。油液正反向均可以流动。向均可以流动。X A BX A BX A B 要使油液反向流动，则控制压力必须要使油液反向流动，则控制压力必须高于系统工作压力，这会影响阀的工作可高于系统工作压力，这会影响阀的工作可靠性，可采取以下措施予以解决。靠性，可采取以下措施予以解决。 1）若）若B口进油压力很高，可采用先导阀预口进油压力很高，可采用先导阀预先卸压。先卸压。2）若）若A口油压高，可采用外泄口回油降低背压。口油压高，可采用外泄口回油降低背压。X A BX A BX A BX A BX Y A B二、换向阀二、换向阀 TPAB 如下

25、图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：P压力油口；A、B工作油口；T回油口。PTBAPTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA B图形符号的含义如下：图形符号的含义如下： 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几有几“位位” 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向方向不一定表示液流的实际方向 方框内符号方框内符号“”或或“”表示该通路不通表示该通路不通 方框外部连接的接口数有几个，就表示几方框

26、外部连接的接口数有几个，就表示几“通通”图形符号的含义如下图形符号的含义如下： 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀表示；阀与系统回油路连通的回油口用与系统回油路连通的回油口用T(有时用有时用O)表示；而阀表示；而阀与执行元件连接的油口用与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符等表示。有时在图形符号上用号上用 L 表示泄漏油口。表示泄漏油口。 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是

27、三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制名名 称称 结构原理图结构原理图 符符 号号 A P 二位二通二位二通AP三位四通三位四通A P B TA BP TA P B T二位四通二位四通A BP TA P B 二位三通二位三通A BP潘存云教授研制潘存云教授研制名名 称称 结构原理图结构原理图 符符 号号 二位五通二

28、位五通T1 A P B T2A BT1 P T2T1 A P B T2三位五通三位五通A BT1 P T2 滑阀的中位机能滑阀的中位机能中位机能：在非控制中位机能：在非控制状态时，中间位置所状态时，中间位置所表示的阀的内部油路表示的阀的内部油路连通方式。连通方式。滑阀机能的应用：滑阀机能的应用： 使泵卸载的有使泵卸载的有H H、K K、M M型；使执行元件停止型；使执行元件停止的有的有O O、M M型；使执行型；使执行元件浮动的有元件浮动的有H H、Y Y型；型；使液压缸实现差动的使液压缸实现差动的有有P P型。型。换向阀操纵方式换向阀操纵方式三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀弹簧复位方式弹

29、簧复位方式钢珠定位方式钢珠定位方式 手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。 图 (a)所示为钢球定位式三位四通手动换向阀。 图 (b)则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。T B P A T挡块挡块 潘存云教授研制2、机动换向阀（行程阀）、机动换向阀（行程阀） 动作原理动作原理在液压缸驱动工作部件的过程中，装在在液压缸驱动工作部件的过程中，装在工作部件上的挡块移动到预定位置时就压工作部件上的挡块移动到预定位置时就压下阀芯，使阀换位。下阀芯，使阀换位。靠弹簧实现复位。靠弹簧实现复位。 T B P A T挡块挡块 图图6-8 6-8 二位二通机动换向阀结构二位二通机动换向阀结构(a) (a)

30、 结构图；结构图；(b) (b) 图形符号。图形符号。11滚轮；滚轮；22顶杆；顶杆；33阀芯；阀芯；44弹簧。弹簧。潘存云教授研制B P A T潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制B P A T潘存云教授研制B P A T3 3、电磁换向阀、电磁换向阀 组成：组成：阀体、弹簧、弹簧座、阀芯、线圈、衔铁、壳体、插头组件阀体、弹簧、弹簧座、阀芯、线圈、衔铁、壳体、插头组件动作原理动作原理右端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到左端，处于右端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到左端，处于右位工作状态；右位工作状态；左端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到右端，处于左

31、端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到右端，处于左位工作状态；左位工作状态； P TA B 液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。对中型两种。图图6-10 6-10 液动换向阀结构（弹簧对中型）液动换向阀结构（弹簧对中型）(a) (a) 结构原理图；结构原理图；(b) (b) 图形符号。图形符号。5 5、电液换向阀、电液换向阀由电磁阀和液动阀结合在一起构成的一种组合式换向阀。电由电磁阀和液动阀结合在一起构成的一种组

32、合式换向阀。电磁阀起先导控制作用（称先导阀），液动阀控制主油路换向。磁阀起先导控制作用（称先导阀），液动阀控制主油路换向。动作原理动作原理常态时先导阀和液动阀处在中位，控制油路和主油路皆不进油；常态时先导阀和液动阀处在中位，控制油路和主油路皆不进油；潘存云教授研制TAPBT潘存云教授研制TAPBT潘存云教授研制TAPBT左端电磁铁通电时，先导阀处在左位，控制油流入主阀芯左腔，左端电磁铁通电时，先导阀处在左位，控制油流入主阀芯左腔，操纵主阀芯换向，主阀切换到左位工作；操纵主阀芯换向，主阀切换到左位工作；油路：油路：B，A左端电磁铁断电，左端电磁铁断电，右端电磁铁通电时，右端电磁铁通电时，实现主油

33、路油口交实现主油路油口交换。油路为：换。油路为：A，B图图6-11 6-11 电液动换向阀结构（弹簧对中型）电液动换向阀结构（弹簧对中型）(a) (a) 结构原理图；结构原理图；(b) (b) 详细图形符号；详细图形符号；(c) (c) 简化图形符号。简化图形符号。11主阀阀芯；主阀阀芯；2 2、55单向阀；单向阀；3 3、44节流阀；节流阀；6 6、88电磁铁；电磁铁；77导阀阀芯。导阀阀芯。换向阀的性能换向阀的性能换向可靠性：换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置；换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置； 换向信号撤换向信号撤除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠

34、换向的压力除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠换向的压力流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。压力损失：压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般不超过通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般不超过1MPa。内泄漏量：内泄漏量：滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高，滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高， 内泄漏越大。内泄漏越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心，泄漏不仅带来功率损

35、失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。并要有足够的封油长度。换向平稳性：换向平稳性：就是要求换向时压力就是要求换向时压力 冲击要小。手动换向阀和电液换向阀冲击要小。手动换向阀和电液换向阀可以控制换向时间来减小换向冲击。可以控制换向时间来减小换向冲击。 换向时间和换向频率：换向时间和换向频率：交流电磁铁的换向时间约为交流电磁铁的换向时间约为0.030.15s，直流电，直流电磁铁的换向时间约为磁铁的换向时间约为0.10.3s；换行频率为；换行频率为60240次次/min。6.4 6.4 流量控制阀流量控制阀 流量控制阀流量控制阀: :通过改变阀口通流面积或通流道长短来调

36、节阀口通过改变阀口通流面积或通流道长短来调节阀口流量，从而控制执行元件的运动速度的控制阀。流量，从而控制执行元件的运动速度的控制阀。 类类 型：型：节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀等。节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀等。 节流阀只适用于负载和温度变化不大和速度稳定性要求不高节流阀只适用于负载和温度变化不大和速度稳定性要求不高的液压系统，而调速阀可适用于负载变化较大和速度平稳性要的液压系统，而调速阀可适用于负载变化较大和速度平稳性要求高的液压系统。求高的液压系统。 本节重点是节流口的流量特性、节流阀和调速阀的工作原理本节重点是节流口的流量特性、节流阀和调速阀的工作原理和性能。和性能。

37、 由流体力学可知，小孔或缝隙等对液体的流动会产生由流体力学可知，小孔或缝隙等对液体的流动会产生阻力（即形成阻力（即形成压力降或压力损失）压力降或压力损失），通流面积和通流长度不同，其阻力也不同，这种，通流面积和通流长度不同，其阻力也不同，这种阻力称为阻力称为液阻液阻。流量阀是利用改变。流量阀是利用改变阀口（也称节流口）阀口（也称节流口）通流截面积以形通流截面积以形成可变液阻，由于液阻对通过的流量起限制作用，因此，节流口可以调成可变液阻，由于液阻对通过的流量起限制作用，因此，节流口可以调节通过流量的大小。节通过流量的大小。一、流量控制原理和节流口形式一、流量控制原理和节流口形式 图图6-44 6

38、-44 节流元件的节流作用节流元件的节流作用对流量控制阀的主要性能要求是：对流量控制阀的主要性能要求是：l l）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。2 2）油温变化时，流量变化小。）油温变化时，流量变化小。3 3）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到很小）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到很小的稳定流量。的稳定流量。4 4）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。5 5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力矩要小。矩要小。 对于节流孔口来说，可将流量公

39、式写成下列形式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:（6.4.1）mTQK Ap式中式中:TA阀口通流面积；阀口通流面积；p阀口前、后压差；阀口前、后压差；m由节流口形状和结构决由节流口形状和结构决定的指数，定的指数，0.5 l ；K节流系数。节流系数。Qp 节流口的节流口的流量流量- -压力特性压力特性细长孔细长孔 =1簿壁小孔簿壁小孔 =0.5mmm对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:（6.4.1）mQC Ap式中式中:A阀口通流面积；阀口通流面积；p阀口前、后压差；阀口前、后压差；m由节流口形状和结构决由节流口形状和结构决定的指数，

40、定的指数，0.5 l ；C节流系数。节流系数。m三种节流口的流量特性曲线三种节流口的流量特性曲线 液压系统在工作时，希望节流口大小调节好液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量后，流量Q稳定不变。但实际上流量总会有变化，稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，特别是小流量时，影响流量稳定性与影响流量稳定性与节流口形状节流口形状、节流压差节流压差以及以及油液温度油液温度等因素有关。等因素有关。 2. 影响流量稳定性的因素影响流量稳定性的因素 为保证流量稳定，节流口的形式以为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔薄壁小孔较为理想。较为理想。 (1) 直角凸肩节流口直角凸肩节流口hB；

41、B 阀体沉割槽的宽度。阀体沉割槽的宽度。 直角凸肩节流口直角凸肩节流口D 本结构的特点是过流本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。一般节流阀较少使用。 节流口节流口是流量阀的关键部位，是流量阀的关键部位，节流口形式节流口形式及及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。 (2) 针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口 针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口Dh( a

42、) 特点：当针阀阀芯作特点：当针阀阀芯作轴向移动时，即可改变环轴向移动时，即可改变环形节流口的通流面积。优形节流口的通流面积。优点是结构简单，制造容易。点是结构简单，制造容易。但节流通道较长，水力半但节流通道较长，水力半径较小，小流量时易堵塞，径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场一般用于要求较低的场合合 。(3) 偏心式节流口偏心式节流口 图中为偏心槽式结构。图中为偏心槽式结构。阀芯上开有截面为三角形阀芯上开有截面为三角形的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。其节其节流口的水力直径较针阀式节流口大

43、，因此其防堵性能流口的水力直径较针阀式节流口大，因此其防堵性能优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流口基本相优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流口基本相同。这种结构形式同。这种结构形式阀芯上的径向力不阀芯上的径向力不平衡，旋转时比较平衡，旋转时比较费劲，费劲，一般用于压一般用于压力较低，对流量稳力较低，对流量稳定性要求不高的场定性要求不高的场合。合。(4) 轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口lDh三角槽式节流口三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯作轴向移动时，沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯作轴向移动时，即可改变开口量即可改变开口量h h，从而改变过流断面面积，从而改变过流断面面积。这种节流。这种节流口结构简单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳口结构简单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量定流量( (稳定流量为稳定流量为50ml/min)50ml/min)。 调节范围较大。由于几调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分布，径向力平衡，故调节时条三角槽沿周围方向均匀分布，径向力平衡，故调节时所需的力也较小。但节流通道有一定长度，油温变化对所需的力也较小。但节流通道有一定长度，油温变化对流量有一定影响。流量有一定影响。这是一种目前应用很广的节流口形式。这