液压-第05章液压控制元件

1、1第五章第五章 液压控制元件液压控制元件 液压与气压传动液压与气压传动2本章提要本章提要 液压控制阀按其作用可分为液压控制阀按其作用可分为方向控制阀方向控制阀、压压力控制阀力控制阀和和流量控制阀流量控制阀三大类。本章介绍方向控三大类。本章介绍方向控制阀。制阀。 方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控制回路。制回路。3本章提要本章提要 压力控制阀压力控制阀简称压力阀。简称压力阀。 压力阀包括：

2、压力阀包括： （1）用来控制液压系统压力）用来控制液压系统压力的阀类。的阀类。 （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作作的阀类。的阀类。 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、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。顺序阀和压力继电器等。4本章提要本章提要 流量控制阀简称流量阀，它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普通的流量阀之外，还要简要介绍插装阀、电液比例阀和电液伺服阀。5本章提要本章提要 阀口

3、特性与阀芯的运动阻力，阀口特性与阀芯的运动阻力，节流边与液压桥路节流边与液压桥路 单向阀单向阀 换向阀换向阀 换向回路与锁紧回路换向回路与锁紧回路 液压阀的连接方式液压阀的连接方式本章主要内容为本章主要内容为 ：6本章提要本章提要 调压和稳压的基本原理调压和稳压的基本原理 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 压力继电器压力继电器 调压与减压回路调压与减压回路 本章的重点是压力负反馈、溢流阀的工作原理和性能、本章的重点是压力负反馈、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。学习时应从液压桥路和

4、压力负反馈等基作原理尤为重要。学习时应从液压桥路和压力负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。本概念着手理解这些阀的工作原理。本章主要内容为本章主要内容为 ：7本章提要 节流口的流量特性；节流口的流量特性； 流量负反馈；流量负反馈； 节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的原理、结构、主要性能和应用；原理、结构、主要性能和应用； 其它液压阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺其它液压阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀的工作原理及应用。服阀的工作原理及应用。 本章主要内容为 ： 本章重点是节流口的流量特性、流量负反馈、调速本章重点是节流口的流量特性、流量负反

5、馈、调速阀的工作原理和性能。学习时应从液压桥路和流量负反阀的工作原理和性能。学习时应从液压桥路和流量负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。 8 对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量均可用下式表示：流量均可用下式表示：式中式中:0A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；qc流量系数；流量系数；液体密度。液体密度。/20pAcqq（5-1）91、滑阀的流量系数、滑阀的流量系数 流量系数流量系数Cq与雷诺数与雷诺数Re有关。对于滑阀，若阀有关。对于滑阀，若阀口为锐边，可取口为

6、锐边，可取Cq0.60.65。 锥阀阀口流量系数约为Cq=0.770.82。2、锥阀的流量系数、锥阀的流量系数10（1）阀口与节流边阀口与节流边阀体节流边阀体节流边阀体节流边阀体节流边 阀中的可变节流口可以看成是阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的由两条作相对运动的边线边线构成，故一个可变节流口可以看成是一对构成，故一个可变节流口可以看成是一对节流边节流边。其中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则其中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度x x。 11（1）阀口与节流边阀口与节流边 阀

7、体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽（或方孔、圆孔）后形成的，阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可以形成一个可变节流口（即阀口）。阀体节流边阀体节流边阀芯节流边阀芯节流边阀口阀口若进油道与阀芯环形槽相通，那么出油道必须与阀体的环形槽相通，阀口正好将两个通道隔开。 12 如果在阀芯上不开环形槽，而是直接利用阀芯的轴端面作为阀芯节流边图（a），则阀芯受到液压力的作用后不能平衡，会给控制带来困难。通过在阀芯上开设环形槽，形成图（b）所示平衡活塞，则阀芯上所承受的液压力大部分可以得到平衡，施以较小的轴向力即可驱动阀芯。 阀芯节流边阀芯节流边平衡活塞平衡活塞1

8、3（2）液压半桥与三通阀 由于液压半桥有三个通道，因此必须在阀芯和阀体上共开出三个环形槽，让P、O、A分别与三个环形槽相通，并且受控压力A要放在P和O的中间，以便于A能分别与P和O接通。进油口进油口回油口回油口工作油口工作油口进油口进油口回油口回油口工作油口工作油口 液压半桥只有一个控制油口液压半桥只有一个控制油口A（或（或B），只能用于控制），只能用于控制有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。14液压半桥有两种布置方案： 第一种方案是将第一种方案是将A放在阀芯环形槽中，而将放在阀芯环形槽中，而将P、O两腔放两腔放在阀体环形

9、槽中在阀体环形槽中如图（如图（b）； 另一种方案是将另一种方案是将A放在阀体环形槽中，而将放在阀体环形槽中，而将P、O两腔放两腔放在阀芯环形槽中在阀芯环形槽中如图（如图（C）。 15进油口进油口回油口回油口回油口回油口工作油口工作油口工作油口工作油口A腔进、回油阀口腔进、回油阀口B腔进、回油阀口腔进、回油阀口 全桥应该有全桥应该有Ol、A、P、T、O2等等5个通道。相应地，阀个通道。相应地，阀芯和阀体应共有芯和阀体应共有5个环形槽个环形槽。16回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口进油口进油口进油口进油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口 液压全桥有两种

10、布置方案。液压全桥有两种布置方案。 第一种：将第一种：将A、B通道布置在阀体环形槽中，将通道布置在阀体环形槽中，将O1、P、O2布置在阀芯环形槽中（四台肩四通阀）布置在阀芯环形槽中（四台肩四通阀） 17将将A、B通道布置在阀体通道布置在阀体环形槽中，将环形槽中，将O1、P、O2布置在阀芯环形槽中布置在阀芯环形槽中18（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力 图图5.7 5.7 作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力 cos)90coscos(212qvvvqFs(5.5) 19图图5.8 5.8 作用在锥阀上的稳态液动力作用在锥阀上的稳

11、态液动力 (a)(a)外流式；外流式； (b)(b)内流式内流式 (5.9) （2）作用在锥阀上的稳态液动力）作用在锥阀上的稳态液动力 外流式锥阀外流式锥阀2sincos2smvqssxpdCCFqvF内流式锥阀内流式锥阀 2sincos2smvqssxpdCCFqvF(5.10) 20(3)、作用在滑阀上的液压卡紧力、作用在滑阀上的液压卡紧力 (5.13) )(27. 021ppKfldFt开一条均压槽时，K0.4；开三条等距槽时，K0.063；开七条槽时，K0.027。 (c)(c)倾斜倾斜 (b)(b)顺锥顺锥(a)(a)倒锥倒锥21 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许单向阀只允

12、许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。反向流动。单向阀有单向阀有和和两种。两种。 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀(b)22 232425 上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。不能太大太重。321ABAB32111阀阀 体；体； 22阀芯；阀芯；3 3 弹簧；弹簧；直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。26 直角式单向阀的进出油口直角式单向阀的进出油口A(P1

13、)、B(P2)的轴线均和阀的轴线均和阀体轴线垂直体轴线垂直。ABAB 图5.11(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封圈使它们密封。27 直角式单向阀的进出油口直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀的轴线均和阀体轴线垂直体轴线垂直。ABAB 不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。连接阀。281 1一阀体；一阀体；2

14、2一阔芯；一阔芯；3 3一弹簧；一弹簧； A A一进油口；一进油口； B B一出油口。一出油口。管式阀管式阀板式阀板式阀 图图5.11 5.11 普通单向阀普通单向阀直通式直通式直角式直角式29(2)对单向阀的要求对单向阀的要求 开启压力要小。开启压力要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。(3)单向阀的符号单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、单向节流阀等。AB图图5.105.10（C C） 单向阀

15、的职能符号单向阀的职能符号30(1)液控单向阀的工作原理和图形符号液控单向阀的工作原理和图形符号31(1)简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯，无专门的泄油口。无专门的泄油口。 简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀1 1 阀体；阀体；2 2 阀芯；阀芯；3 3 弹簧；弹簧；4 4 阀盖；阀盖；55阀座；阀座；6 6 控制活塞；控制活塞；7 7 下盖。下盖。A正向进油口正向进油口; B 正向出油口正向出油口 K 控制口控制口32 图图5.13 5.13 简式外泄型液控单向阀简式外泄型液控单向阀1 1 控制活塞；控制活塞； 2 2 顶杆；顶杆；3 3

16、阀芯。阀芯。(1)简式外泄型液控单向阀简式外泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯，有专有专门的泄油口门的泄油口，外泄油口通油箱，外泄油口通油箱，故可用于较高压力系统。故可用于较高压力系统。P1正向进油口正向进油口; P2 正向出正向出油口油口 K 控制口控制口泄油口泄油口33内内泄泄式式图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 123456ABK 若在控制口若在控制口K加控加控制压力，先顶开卸荷阀制压力，先顶开卸荷阀芯芯3，B腔压力降低，腔压力降低，活塞活塞5继续上升并顶开继续上升并顶开主阀芯主阀芯2，大量液流自，大量液流自B腔流向腔

17、流向A腔，完成反腔，完成反向导通。向导通。此阀适用于反此阀适用于反向压力很高的场合向压力很高的场合。34图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式)2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB (4)液控单向阀符号液控单向阀符号 ABKa内泄式内泄式ABKb外泄式外泄式3525134图中，用单向阀5将系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统;泵停机时，单向阀5可阻止系统中的油倒流。 （1）用单向阀）用单向阀将系统和泵隔断将系统和泵隔断 36 (2)用单向阀将两个泵隔断用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，

18、2是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。214337(3) 用单向阀产生背压用单向阀产生背压 在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，其数值不高一般约为0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向

19、阀也叫背压阀。背压阀pb38(4)用单向阀和其它阀组成复合阀用单向阀和其它阀组成复合阀 由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。39 在右图中，通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠

20、自重下行。 若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压，则活塞下行，完成工作行程。ABK(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮用液控单向阀使立式缸活塞悬浮40 (6) 用两个液控单向阀使液压缸用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁双向闭锁 将高压管A中的压力作为控制压力加在液控单向阀2的控制口上，液控单向阀2也构成通路。此时高压油自A管进入缸，活塞右行，低压油自B管排出，缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理，若B管为高压，A管为低压时，则活塞左行。若A、B管均不通油时，液控单向阀的控制口均无压力，阀1和阀2均闭锁。这样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可完成缸的双向

21、闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向阀的方法是最可靠的一种。12AB41 换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。换向阀的类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。 按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。 42 TPAB 如下图，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。PTBA43PTBAP TA BTPABP TA BTP

22、ABTPABP TA B44P TA BTPAB 下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。45TPAB 下图表示人向一侧搬动控制手柄，或者说阀芯处于的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。P TA B左位46P TA BTPAB 下图表示人向另一侧搬动控制手柄， 或者说阀芯处于时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。右位47“通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通”和“位”构成了不同类型的换向阀。 “位位” (Posi

23、tion)一指阀芯的位置，通常所说的“二位阀” 、 “三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，“位”在符号图中用方框表示。 所谓“二通阀” 、 “三通阀” 、 “四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。48表表5.1 不同的不同的“通通”和和“位位”的滑阀式换向阀的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号主体部分的结构形式和图形符号名称结构原理图图形符号二位二通 二位三通 二位四通 三位四通 49表5.1中图形符号的含义如下： 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位” 方框内的

24、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 方框内符号“”或“”表示该通路不通 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”50表5.1中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P表示；阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符号上用 L 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。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。 51 滑阀式换向阀

25、处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时置时,阀各油口的通断情况。阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口阀各油口的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种。的几种。52（l）二位二通换向阀）二位二通换向阀 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断。 二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型）、常开式（H型） 。图图5.15 二位二通换向阀的滑阀机能二位二通换向阀的滑阀机能 二

26、位阀的原始位置：二位阀的原始位置：若为手动控制，则是指控制手柄没有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控制则是指失电的位置。53 （2）三位四通换向阀）三位四通换向阀 三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表5.1中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。P TA BO型机能型机能54 因P口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。 可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。P TA BO型机

27、能型机能缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住, 且能承受一定的正向负载和反向负载。 1）O型机能型机能 阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点是：552）H型机能型机能 阀芯处于中位时, P ,A,B,T 四个油口互通。P TA BH型机能型机能 虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。 不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言 泵可卸荷。 不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。H 型机能的特点如下：563）M型机能

28、型机能 阀芯处于中位时, A 、B 油口被封闭，P、T 油口互通。M型机能是取O型机能的上半部，H型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。M型机能如下： 活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。 缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。 泵能卸荷。 不宜用于多个换向阀并联的系统。P TA BM型机能型机能57 此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。4）P型机能型机能 阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口T被封闭。P TA BP型机能型机能58O型机能H型M型P型59Y型机能封闭，、互通。型机能、互通，封闭。型机能、之间只有很小的缝隙连通。型机能

29、、封闭，、互通。型机能、相通，、封闭。型机能、封闭，、互通。型机能、封闭，、互通。 除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机能是：（见书p57）60图图5.17 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5.17(a)所示为钢球定位式三位四通手动换向阀。 图5.17(b)则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。61图图5.17 三位四通手动换向阀中位三位四通手动换向阀中位手柄手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧62图图5.17 三位四通手动换向阀左位三位四

30、通手动换向阀左位手柄手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧63图图5.17 三位四通手动换向阀右位三位四通手动换向阀右位手柄手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧64旋转移动式旋转移动式手动换向阀手动换向阀 图5.17(c)所示为旋转移动式手动换向阀，旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。这种结构具有体积小、调节方便等优点。由于这种阀的手柄带有锁，不打开锁不能调节，因此使用安全。65 此类控制方式的“信号源”是缸的运动件。例如将挡块固定在运动的活塞杆上，当挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时 ，推杆2即推动阀芯3换向。挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程有关，也有管此类阀叫

31、“行程阀”。1滚轮滚轮 2推杆推杆 3阀芯阀芯图图5.18 5.18 机动换向阀机动换向阀66 电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。（1）直流电磁铁和交流电磁铁）直流电磁铁和交流电磁铁阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： 交流电磁铁。寿命较短。 直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。 本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。（2）干式、油浸式、湿式电磁铁）干式、油浸式、湿式电磁铁 不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式的。湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点。 67图图5.19 三位四三位四通电磁换向阀通电磁换向阀右电磁铁右电磁铁通电换向通电换向左、右电

32、磁铁左、右电磁铁断电（复中位）断电（复中位）左电磁铁左电磁铁通电换向通电换向68 图5.20所示为交流式二位三通电磁换向阀。当电磁铁断电时，阀芯2被弹簧7推向左端，P 和A接通；当电磁铁通电时，铁芯通过推杆3将阀芯2推向右端，使P和B接通。 （4）电磁换向阀的典型结构）电磁换向阀的典型结构 图图5.20交流式二位三通电磁换向阀交流式二位三通电磁换向阀 69 图5.21为直流湿式三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位，P、T、A、B口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆6将阀芯2推向左端，P 与A通，B与T通；当左边电磁铁通电时，P与B通，A与T通。 图

33、图5.21 直直流湿式三位四通电磁换向阀流湿式三位四通电磁换向阀 70 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中型两种。71 阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。当对液动滑阀换向平稳性要求较高时，还应在滑阀两端K1、K2控制油路中加装阻尼调节器。调节阻尼调节器节流口大小即可调整阀芯的动作时间。 图图5.22 弹簧对中型三位四通液动换向阀弹簧对中型三位四通液动换向阀 72p1p21 1、55对中弹簧；对中弹簧；2 2、44定位套筒；定位套筒；33阀芯；阀芯；k k1 1、k k2 2控制油口控制油口图图5.22 弹簧对中型三位四通

34、液动换向阀弹簧对中型三位四通液动换向阀 73电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。图图5.23 外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀 电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。电液换向阀用在大流量的液压系统中。74图图5.23 内部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀内部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀 电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。 75密封性好，介质可以是水

35、、乳化液和矿物油；工作压力可高达63MPa。图5.24 常开型二位三通电磁球式换向阀。7611电磁铁；电磁铁；22杠杆；杠杆；33左推杆；左推杆；44左阀座；左阀座；55钢球；钢球；66右阀座；右阀座；77右推杆；右推杆；88弹簧弹簧图图5.24 5.24 电磁球式换向阀原理电磁球式换向阀原理77 对于换向要求高的主机（如各类磨床），若用手动换向阀就不能实现自动往复运动，一般采用特殊设计的机液换向阀，以行程挡块推动机动先导阀，由它控制一个可调式液动换向阀来实现工作台的换向，既可避免“换向死点”，又可消除换向冲击。这种换向回路，按换向要求不同可分为时间控制制动式和行程控制制动式两种。简单换向回路

36、，只需在泵与执行元件之间采用标准的普通换向阀即可。 78图5.25 时间控制制动式换向回路 （1）时间控制制）时间控制制动式换向回路动式换向回路79图5.25 时间控制制动式换向回路 其 制 动 时 间可通过节流阀J1和J2的开口量得到调节；此外，换向阀中位机能采用H型，对减小冲击量和提高换向平稳性都有利。其主要缺点是换向精度不高。80图5.26 行程间控制制动式换向回路 （2）行程控制制动式换向回路）行程控制制动式换向回路换向精度较高，冲出量较小；但制动时间的长短不可调。 81 锁紧回路可使活塞在锁紧回路可使活塞在任一位置停止，可防其窜动。任一位置停止，可防其窜动。锁紧的简单的方法是利用三锁

37、紧的简单的方法是利用三位换向阀的位换向阀的 M、 O型中位型中位机能封闭液压缸两腔。但由机能封闭液压缸两腔。但由于换向阀有泄漏，这种锁紧于换向阀有泄漏，这种锁紧方法不够可靠，只适用于锁方法不够可靠，只适用于锁紧要求不高的回路中。紧要求不高的回路中。 最常用的方法是采用双最常用的方法是采用双液控单向阀，由于液控单向液控单向阀，由于液控单向阀有良好的密封性能，即使阀有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使执行在外力作用下，也能使执行元件长期锁紧。元件长期锁紧。 图5.27 锁紧回路 82液压阀的连接方式有五种。液压阀的连接方式有五种。 （1 1）螺纹连接）螺纹连接 阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀

38、。将管式阀的油口用阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用螺纹管接头和管道连接，并由此固定在管路上。螺纹管接头和管道连接，并由此固定在管路上。 （2 2）法兰连接）法兰连接 它是通过阀体上的螺钉孔（每油口多为它是通过阀体上的螺钉孔（每油口多为4 4个螺钉孔）与管个螺钉孔）与管件端部的法兰，用螺钉连接在一起。件端部的法兰，用螺钉连接在一起。 (3) (3) 板式连接板式连接 阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有连接螺钉阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多为板式阀。将板式孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与

39、阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上。阀用螺钉固定在与阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上。 (4)(4)叠加式连接叠加式连接 (5)(5)插装式连接插装式连接 83图5.29 叠加阀式液压装置 图5.28 集成块式液压装置 84 在压力阀控制压力的过程中，需要解决在压力阀控制压力的过程中，需要解决和和两个方面的问题。两个方面的问题。 调压是指以负调压是指以负载为对象，通过调载为对象，通过调节控制阀口的大小，节控制阀口的大小，使系统输给负载的使系统输给负载的压力大小可调。压力大小可调。ZQpLL溢流式调节溢流式调节85（1）流量型油源并联溢流式调压）流量型油源并联溢流式调压 ZQpLL溢流式调

40、节溢流式调节 显然，只有改变负显然，只有改变负载流量载流量Q QL L的大小才能调的大小才能调节负载压力节负载压力P PL L。将控制。将控制阀口阀口R RX X与负载与负载Z Z并联，并联，通过阀口的溢流作用，通过阀口的溢流作用，能使负载流量能使负载流量Q QL L发生变发生变化，最终达到调节负载化，最终达到调节负载压力之目的。压力之目的。 86（2）压力型油源串联减压式调压）压力型油源串联减压式调压 RsLppp 如果油源换成恒压如果油源换成恒压源源P PS S，并联式调节不能，并联式调节不能改变负载压力。这时可改变负载压力。这时可将控制阀口将控制阀口R Rx x串联在压串联在压力源力源P

41、 PS S和负载和负载Z Z之间，之间，通过阀口的减压作用即通过阀口的减压作用即可调节负载压力可调节负载压力P PL L 。 减压式调节减压式调节Rp87（3）半桥回路分压式调压）半桥回路分压式调压 液压半桥实质上是由进、回油节流口串联而成的分压液压半桥实质上是由进、回油节流口串联而成的分压回路。为了简化加工，进油节流口多采用固定节流孔来代回路。为了简化加工，进油节流口多采用固定节流孔来代替，回油节流口是由锥阀或滑阀构成可调节流口。这种调替，回油节流口是由锥阀或滑阀构成可调节流口。这种调压方式主要用于液压阀的先导级中。压方式主要用于液压阀的先导级中。 图图6.288 压力的大小能够调节，并不等

42、于能够稳压。当负载因压力的大小能够调节，并不等于能够稳压。当负载因扰动而发生变化时，负载压力会随之变化。压力的稳定必扰动而发生变化时，负载压力会随之变化。压力的稳定必须通过须通过压力负反馈压力负反馈来实现。来实现。构造压力反馈系统必须研究以下问题：构造压力反馈系统必须研究以下问题： 代表期望压力的指令信号如何产生？代表期望压力的指令信号如何产生？ 怎样构造在实际结构上易于实现的比较器？怎样构造在实际结构上易于实现的比较器？ 受控压力受控压力PL如何测量？转换成什么信号才便于比较？，如何测量？转换成什么信号才便于比较？，怎样反馈到比较器上去？怎样反馈到比较器上去？压力负反馈控制的核心是要构造一个

43、压力比较器压力负反馈控制的核心是要构造一个压力比较器。 力信号的比较最容易实现。力信号的比较最容易实现。89图图5.3直动型并联溢流式压力负反馈控制 -指令力通过调压弹簧产生 压力通过微型测量油缸测量反馈 不要形成正反馈！ 负反馈部分开环调压回路开环调压回路KxpAFF指指90图图5.5图图6.4负反馈部分负反馈部分负反馈部分负反馈部分半桥分压式压力负反馈控制 )(0近似恒定时当指指趋于指指指指AFpFFFFFFFLpp 直动型串联减压式压力负反馈控制 91 直动型压力控制中，由力比较器直接驱动主控制直动型压力控制中，由力比较器直接驱动主控制阀芯，驱动力远小于弹簧力，因此驱动能力十分有阀芯，驱

44、动力远小于弹簧力，因此驱动能力十分有限。这种控制方式导致主阀芯不能做得太大，不适限。这种控制方式导致主阀芯不能做得太大，不适合用于高压大流量系统中。合用于高压大流量系统中。 所谓先导型压力控制，是指控制系统中有大、所谓先导型压力控制，是指控制系统中有大、小两个阀芯，小阀芯为先导阀芯，大阀芯为主阀芯，小两个阀芯，小阀芯为先导阀芯，大阀芯为主阀芯，并相应形成先导级和主级两个压力调节回路。并相应形成先导级和主级两个压力调节回路。 在高压大流量系统中一般应采用先导控制在高压大流量系统中一般应采用先导控制。 92图图5.6半桥式先导控制部分半桥式先导控制部分主阀的指令信号 主阀的反馈压力 pFFF指指导

45、阀比较：导阀比较：ApApF12主主阀比较：主阀比较：)(021122212近似恒定时且当常数若先导级趋于主主ppApApApFpApApF 可作为主级的指令近似恒定输出导阀流量稳压精度高指)(2SAFp 主级为并联溢流式压力负反馈控制 93半桥式先导控制部分半桥式先导控制部分图图5.6主阀的指令信号 主阀的反馈压力 pFFF指指导阀比较：导阀比较：ApApF12主主阀比较：主阀比较：主级为串联减压式压力负反馈控制 94上述先导型压力压力负反馈控制的共同特点如下：上述先导型压力压力负反馈控制的共同特点如下：先导型压力负反馈控制中有两个压力负反馈回路。先导型压力负反馈控制中有两个压力负反馈回路。

46、（先导先导级负责主级指令信号的稳压和调压；主级则负责系统的稳压。）级负责主级指令信号的稳压和调压；主级则负责系统的稳压。）主阀芯既构成主调压回路的阀口，又作为主级压力反馈主阀芯既构成主调压回路的阀口，又作为主级压力反馈的力比较器。的力比较器。（主级的测压容腔设在主阀芯的一端，另一端作用有（主级的测压容腔设在主阀芯的一端，另一端作用有主级的指令力主级的指令力P P2 2A A。）。）主级所需要的指令信号由先导级负责输出。主级所需要的指令信号由先导级负责输出。（先导级通过半（先导级通过半桥回路向主级的力比较器输出一个压力桥回路向主级的力比较器输出一个压力P2，该压力称为主级的指令压，该压力称为主级

47、的指令压力，然后通过主阀芯端部的受压面积转化为主级的指令力力，然后通过主阀芯端部的受压面积转化为主级的指令力P2A 。）。）先导阀芯既构成先导调压回路的阀口，又作为先导级压先导阀芯既构成先导调压回路的阀口，又作为先导级压力反馈的力比较器。力反馈的力比较器。（先导级的测压容腔设在先导阀芯的一端，（先导级的测压容腔设在先导阀芯的一端，另一端安装有作为先导级指令元件的调压弹簧和调压手柄。）另一端安装有作为先导级指令元件的调压弹簧和调压手柄。）主阀和先导阀均有滑阀式和锥阀式两种典型结构。主阀和先导阀均有滑阀式和锥阀式两种典型结构。95 根据根据“并联溢流式压力负反馈并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的

48、液压阀称原理设计而成的液压阀称为溢流阀。为溢流阀。 溢流阀的主要用途有以下两点：溢流阀的主要用途有以下两点：1）调压和稳压。调压和稳压。如用在由定量泵构成的液压源中，用以调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。节泵的出口压力，保持该压力恒定。2）限压。限压。如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于如用作安全阀，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。系统起过载保护作用。 溢流阀的特征是：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

49、常开。 根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。 96图图5.7滑阀式溢流口，端面测压滑阀式溢流口，端面测压 5.6.1 5.6.1 直动型溢流阀直动型溢流阀 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。 锥阀式溢流口锥阀式溢流口 ，端面测压，端面测压 锥阀式溢流口，锥面测压锥阀式溢流口，锥面测压 直动式溢流阀是作用在阀直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。簧力直接相平衡的溢流阀。97图图6.7锥阀式直动型溢流阀 溢流阀的符号 直动型溢流阀结

50、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。 锥阀芯锥阀芯与面测压与面测压 调压手柄调压手柄调压弹簧调压弹簧98直动型溢流阀与符号的对应关系 溢流阀的符号阀阀口口阀口阀口)()(000常数指指AKxAxxKpKxApFFL比较：比较：测压面测压面测压孔测压孔99直动型溢流阀与符号的对应关系 溢流阀的符号测压孔测压孔阀阀口口阀口阀口测压面测压面1005.6.2 5.6.2 先导型溢流阀先导型溢流阀 先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的由主阀芯负责控制系统的压力压力，先导级负责向主阀提供指令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

51、所输出的“指令压力”相平衡。（1 1）三节同）三节同芯先导型溢芯先导型溢流阀流阀 阀口处同芯阀口处同芯活塞处同芯活塞处同芯导向处同芯导向处同芯101出油口出油口P2进油口进油口P1主阀芯主阀芯主阀口主阀口导阀芯导阀芯先导级固先导级固定节流孔定节流孔调压手柄调压手柄调压弹簧调压弹簧主阀弹簧主阀弹簧102图图6.10 YF型先导式溢流阀原理图型先导式溢流阀原理图阀阀口口主级测压面主级测压面主级指令主级指令ssApFF2指导导阀阀比比较较1122ApApF主主阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分)(0122111222221122近似恒定时且当常数若先导级趋于主主AAppApApApFpApApF )

52、(02022近似恒定时当指指趋于指指SSSSSAFpKxFApFFApFF 103图图5.9 YF型先导式溢流阀型先导式溢流阀主级测压面主级测压面主级指令主级指令阀阀口口黑三角代表黑三角代表先导型液压控制先导型液压控制104图图5.11 二节同芯先导式溢流阀二节同芯先导式溢流阀（2 2）二节同芯先导型溢流阀）二节同芯先导型溢流阀 阀口处同芯阀口处同芯导向处同芯导向处同芯105图图5.10 YF型先导式溢流阀原理图型先导式溢流阀原理图主级测压面主级测压面主级指令主级指令ssApFF2指导导阀阀比比较较1122ApApF主主阀比较主阀比较：半桥式先导控半桥式先导控制部分制部分节节流流孔孔2、4串串

53、联联等等价价于于1个个孔孔 节节流流孔孔3构构成成动动态态阻阻尼，尼，稳稳定定主主阀阀106图图5.11 二节同芯型先导式溢流阀二节同芯型先导式溢流阀主级测压面主级测压面导阀芯导阀芯阀阀口口固定节流孔固定节流孔107图图5.12 电磁溢流阀电磁溢流阀5.6.3 5.6.3 电磁溢流阀电磁溢流阀 电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢流阀的组合，用于系统的多级压力控制或卸荷。 电磁阀电磁阀部分部分先导式溢先导式溢流阀部分流阀部分108电磁溢流阀原理图电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分先导式溢流阀部分PT符号符号109T远程调压原理远程调压原理先导式溢流阀部分先导式溢流阀部分P

54、先导式溢先导式溢流阀部分流阀部分远程调压阀远程调压阀远程调压阀远程调压阀25MPa25MPa32MPa32MPa输出25MPa1105.6.4 5.6.4 溢流阀静态特性与动态持性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。 图图5.13 （1 1） 静态特性静态特性 p溢流阀期望压力溢流阀期望压力P指指溢流阀压力溢流阀压力随流量变化曲线随流量变化曲线p引起的压力波动溢流阀流量变化因开启和闭合时，阀芯因开启和闭合时，阀芯摩擦力方向不同，导致摩擦力方向不同，导致开启曲线与闭合曲线不重合开启曲线与闭合曲线不重合要求要求P开开85% Pn111 先导

55、式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。先导式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。 也就是也就是说，说， 先导式溢流阀的调压偏差比直动式溢流阀的调压偏先导式溢流阀的调压偏差比直动式溢流阀的调压偏差小，调压精度更高。差小，调压精度更高。 先导式溢流阀的启闭特性先导式溢流阀的启闭特性比直动式溢流阀更好比直动式溢流阀更好 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。112 根据根据“串联减压式压力负反馈串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液原理设计而成的液压阀称为减压阀。减压阀主要用于降低并稳定系统中某一压阀称为减压阀。减压阀主要用于降低并

56、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。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，直动型减压阀的工减压阀也有直动型和先导型之分，直动型减压阀的工作原理如图作原理如图6.4所示，但直动型减压阀较少单独使用。所示，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，在先导型减压阀中，根据先导级供油的引入方式不同，有有“先导级由减压出口供油式先导级由减压出口供油式”和和“先导级由减压进口供先导级由减压进口供油式油式”两种结构形式。两种结构形式。 减压阀的特征是： 阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，采用出口压力

57、负反馈，不工作时阀口常闭。 113 溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性，如图6.14。其衡量指标主要有压力超调量、响应时间等。 图图5.13 （2 2） 动态特性动态特性 p溢流阀压力超调量响应时间响应时间 t1过渡过程时间过渡过程时间 t21145.7.1 5.7.1 先导级由减压出口供油的减压阀先导级由减压出口供油的减压阀 图图5.16 图图5.17 115泄油口泄油口L（在侧面，图中看不见）（在侧面，图中看不见）泄油口泄油口L出油口出油口P2出油口出油口P2进油口进油口P1进油口进油口P1116图图5.17 先导式减压阀原理图先导式减压阀原理图主级测压面主级测压面主级指令主级指

58、令半桥式半桥式先导控先导控制部分制部分ApApF23主主阀比较主阀比较：ssApFF3指导阀比较导阀比较117直动型溢流阀与符号的对应关系 减压阀符号阀阀口口阀口阀口测压孔测压孔测压面测压面测压面测压面118先导型减压阀与符号的对应关系 减压阀符号半桥式先导控制部分代表液压先导控制119图图5.16 先导式减压阀先导式减压阀黑三角代表黑三角代表先导型液压控制先导型液压控制阻尼孔阻尼孔主级测压面主级测压面主级指令主级指令测压孔测压孔阀口阀口1205.7.2 5.7.2 先导级由减压进口供油的减压阀先导级由减压进口供油的减压阀 图图5.18 图图5.19 121泄油口泄油口L出油口出油口P2进油口

59、进油口P1主阀芯主阀芯先导级可先导级可变节流口变节流口主阀口主阀口导阀芯导阀芯先导级固先导级固定节流孔定节流孔122泄油口泄油口L出油口出油口P2进油口进油口P1主阀芯主阀芯主阀口主阀口导阀芯导阀芯先导级可先导级可变节流口变节流口先导级固先导级固定节流孔定节流孔123图图6.18 先导式减压阀原理图先导式减压阀原理图主级测压面主级测压面主级指令主级指令ApApF23主ssApFF3指先导级恒流器Qqp恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqq124qp恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqq 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

60、恒流器后，Q基本不波动，因此先导级输出压力P3能够稳定。Qqp作为流量传感器作为流量传感器作为流量调节器作为流量调节器125先导级恒流器先导级恒流器主阀减压口主阀减压口导阀导阀导阀导阀126 顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号，控制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。油路通断。 顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源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、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