八、控制阀概述与方向控制阀

1、筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀3.3 3.3 压力控制阀压力控制阀3.4 3.4 流量控制阀流量控制阀第三章第三章 液压控制阀液压控制阀3.5 3.5 电液伺服阀电液伺服阀3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述 液压控制阀是液压系统的控制元件，其作用是控制或调节液压系统中液流的方向、压力和流量。 液压阀一般由阀体、阀芯和控制阀芯在阀体中位置的装置(比如弹簧、电磁铁等)等三大部分组成。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述 液压阀结构示例见下图。

2、筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述 液压控制阀主要是利用阀芯在阀体中的相对运动，来控制阀口的油液通断、阀口的大小，从而控制液流的方向、压力和大小，并进而满足执行元件的压力、速度和换向等要求。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述 规格参数公称通径：代表阀通流能力的大小，对应于阀的额定流量。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述 性能参数 额定压力：液压阀长期工作所允许的最高压力。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述1) 1) 液压控制阀的基本要求

3、液压控制阀的基本要求 (1) 阀芯动作灵敏可靠，工作时冲击、振动小； (2) 阀口全开时压力损失小；全关时密封性好； (3) 结构紧凑，安装使用和维护方便，通用性大。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述2) 2) 液压控制阀的基本分类液压控制阀的基本分类 (1) 按阀的使用机能分类: 方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述2) 2) 液压控制阀的基本分类液压控制阀的基本分类 (2) 按阀芯的操纵方式分类: 手动阀、电磁阀、机动阀、液控阀、电液控制阀。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1

4、 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述2) 2) 液压控制阀的基本分类液压控制阀的基本分类 (3) 按阀芯的结构分类: 滑阀式、座阀式(梭阀、球阀)、射流管阀式。筑路机械液压与液力传动精品课程3.1 3.1 液压控制阀概述液压控制阀概述2) 2) 液压控制阀的基本分类液压控制阀的基本分类 (4) 按联接方式分类: 管式联接阀、板式或叠加式联接阀、插装式联接阀。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀 方向控制阀主要是通过控制液体流动的方向或通断，来操作执行元件的运动。 比如液压油缸的伸缩、挖掘机行走马达的正反转和停止等。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方

5、向控制阀方向控制阀 筑路机械液压系统中，常用的方向控制阀有单向阀和换向阀两种。 方向控制阀的详细分类见下图。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 单向阀分普通单向阀和液控单向阀。 普通单向阀限制液体只能朝一个方向流动；而液动单向阀可实现油液的双向流动。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 阀芯依靠弹簧力紧靠于阀座上，油液要推开阀芯需克服阻力之和FS。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制

6、阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 FS包括弹簧和P2侧油液对阀芯向左的作用力，以及阀芯在阀体中移动的摩擦阻力。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 若油液自P1口进入，当油压对阀芯产生的力低于FS时，则阀芯保持不动，油路不通；反之，则油液推开阀芯，经阀体内部经P2口流出，油路实现联通。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 若油液自P2口进入，则不论油压大小，其对阀芯的力始终向左，与FS的力方向一致，此时，阀芯始终处于关闭状态

7、，油路不通。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 因此，普通单向阀实现了对液流方向的限制，液体只能朝一个方向流动。 普通单向阀的符号见右图。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 普通单向阀常用于： a、安装在泵的出口，防止系统压力冲击影响泵的正常工作，并防止在泵不工作时出现油液倒流。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (1) 普通单向阀 普通单向阀常用于： b、被

8、用来分隔油路以防止高低压干扰； c、安装在执行元件回油路上，使回油具有背压。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 液控单向阀在普通单向阀基础上有所改进，通过控制油液的输入，可使油液实现双向流动。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 如右图所示。当控制油口K无油液输入，此时该阀的机能与普通换向阀一致。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 当油口K输入控制油液，此时活塞右移，通

9、过顶杆，顶开阀芯并使其右移。此时，油液即可从P1口流向P2口，也可反向流动。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 图中A为卸油腔，配置与油箱相通的卸油口，可以减少A腔油液对活塞向右的阻力，降低阀芯的开启力，也称外泄式液控单向阀。 筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 因此，液控单向阀在有控制油液输入时，可实现两个方向的流动。液控单向阀的符号见右下图，注意控制油路K为虚线绘制。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3

10、.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 考虑到主阀芯承压面积较大，若B腔油压高，则顶杆难以顶开主阀芯，因此设计承压面小于主阀芯的卸荷阀芯。见下页示意图。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 工作中，顶杆首先顶起卸荷阀芯，B腔油液部分流入A，压力降低，此时顶起主阀芯阻力则大大降低。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 液控单向阀的应用还有双向液控单向阀的形式，如右图。其由两个液控单向阀组成。筑路机械液压与液力传动精品课

11、程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 若油液自B流入，推动左侧阀芯左移同时，也推动活塞右移并顶开右侧阀芯。油液实现BB1和A1A的流动。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 反之，若油液自A流入，相应的原理，油液也可实现B1B和AA1的流动。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 若A、B皆无油液输入时，活塞在左右受力相等的情况下居于中间，将左右两阀封闭，油路不通。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.

12、2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 双向液控单向阀也称液压锁，其图形符号见右下图。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (2) 液控单向阀 如右图。双向液控单向阀可对液压缸的两腔进行保压锁定，所以称之为液压锁。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (3) 单向阀常见故障及原因 不起单向阀作用：a、阀芯结合面有毛刺或污物进入配合间隙，阀芯卡死；b、阀芯磨损过大、阀芯外径与阀体内径配合间隙差；c、弹簧折断或丧失弹性。 筑路机械液压与液力传动精品课程3

13、.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (3) 单向阀常见故障及原因 内泄漏严重：a、阀芯磨损过大，不密封油液；b、污物进入配合间隙，阀芯卡在开启位置；c、阀芯与阀体配合间隙过大；d、阀芯偏离阀座中心线。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀1) 1) 单向阀单向阀 (3) 单向阀常见故障及原因 液控阀不起液控作用：a、主阀芯卡死；b、控制油压力偏低或存在泄漏；c、卸油口堵死，油液不卸荷；d、活塞卡死。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 换向阀的作用是在同一路进油的前提下，通过操纵，改变

14、液体的流出方向，从而实现执行元件不同的动作。如液压缸的伸缩、马达的正反转等。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 换向阀的位，指的是阀芯在阀体中可移动的位置数，亦即换向阀能实现几种油路流动状态。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 换向阀的通，指的是阀上的各种接油管的进出口数量。通常进油口标为P，回油口标为R或T。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 如右图。阀上设置有进油口P、回

15、油口T、工作油口A和B，共4个油口，因此该阀为四通阀。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 又如右图所示三通阀。上图中阀芯堵住油口A，而进油口P与油口B相通；下图中阀芯右移，堵住油口B，进油口P与A相通。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 所以，图中的阀芯有两个位置数，在同为P进油时，液流有两种输出状态。 此阀的位数为两位，称两位阀。 换向阀换向演示见下页动画。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.

16、2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 在换向阀符号中，以方格代表阀的位。同时，在不同的方格中，标示出各油口及该位情况下的油路通断情况。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 通路用箭头表示，断路有字符“T”表示。 示例见下图。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 注意： 换向阀工作状态中有一个常态位，即阀芯未受外力时的状态。绘制符号时，油路应连接在常态位上。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2

17、 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 三位四通阀典型的滑阀机能见下图。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 在管、板式电磁阀阀体上，多铸有P、A、B、T(或O)字样，弄清楚P、A、B、T各孔位置，便可用吹气或灌油的方法判断出阀的中位机能。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 操作中，从P孔吹气(或灌油)，可根据底面其他油口有无气或油液冒出，可判断国产阀是否为P、C、K、M、H、O型(进口阀可对

18、照出其机能)。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 例如，从P孔灌油，A孔有油液冒出，其余油孔没有油液流出，则可判断该阀中位机能为C型。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 同样，从B孔吹气或灌油，结合从其他孔吹气或灌油的导通情况，可决定是否为J、Y、P型等中位机能。 具体情形见下图。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (1) 位和通 对于其他类型的阀，油口的数量和形状有

19、所不同，但判定机能所用的吹气或灌油方法相同，可参照执行。 筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (2) 手动换向阀 阀芯借助外界人力来实现运动，适用于流量不大的中、小型机械液压系统。按照阀芯的定位形式，可分为弹簧复位式和钢珠定位式。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (2) 手动换向阀 右图是自动复位式手动换向阀。若推动手柄向右，则阀芯移至左位，P与A相通，B与O相通；筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (2) 手动换向阀 反之，

20、手柄向左，则阀芯移至右位，油液换向。 筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (3) 机动换向阀 阀芯通过安装在运动部件上的撞块或凸轮来推动。 特点是工作可靠，适用于流量不大的液压系统。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (4) 电磁换向阀 阀芯依靠电磁推力和弹簧力共同作用来实现运动。按电磁铁的种类，可分为交流和直流、干式和湿式电磁换向阀。筑路机械液压与液力传动精品课程筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀

21、 (4) 电磁换向阀 因为电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100L/min。所以对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (5) 液动换向阀 阀芯依靠两侧油腔的油液压力和弹簧力的共同作用来实现运动。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (5) 液动换向阀 当K1和K2皆没有通入控制油时，阀芯在弹簧力作用下处于中位；P、A、B、T四油口互不相通。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (5) 液动换向阀 若K1(K2)口通入控制油，阀芯在油压作用下，克服弹簧阻力右(左)移，使得P、A、B、T油口实现不同的联通状态。筑路机械液压与液力传动精品课程3.2 3.2 方向控制阀方向控制阀2) 2) 换向阀换向阀 (5) 液动换向阀 由于压力油可产生很大的推力，所以液动换向阀