液压与气压传动 (第5版) 课件 第5章 液压控制阀及回路

第五章液压控制阀

及基本回路知识目标掌握：1.各类液压控制阀的结构和工作原理。2.液压基本回路的组成、工作原理和适用范围。理解：1.方向阀的位、通道和操纵方式，三位阀的中位机能。

2.先导式溢流阀的工作原理及调压回路，调速阀的工作原理及应用。3.速度控制回路的工作原理及应用。了解：电液比例阀、插装阀的结构及应用。

技能目标1.会分析常用液压阀的结构，分析液压基本回路。2.能正确拆装液压阀，对液压阀的压力和流量进行调整。根据液压系统需要，能正确设计或选用所需回路，能对液压基本回路进行组装。2024/5/28河南机电职业学院第五章液压控制阀及基本回路第一节液压阀的分类第二节方向控制阀及方向控制回路第三节压力控制阀及压力控制回路第四节流量控制阀及速度控制回路第五节多缸工作控制回路第六节其他液压控制阀及其应用2024/5/28河南机电职业学院第一节液压阀的分类1.根据用途不同，液压控制阀可分为三大类。1）方向控制阀：单向阀、换向阀等。2）压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀等。3）流量控制阀：节流阀、调速阀等。

根据不同的用途，这三类阀可以相互组合，成为复合阀，以减少管路连接，如单向节流阀。2024/5/28河南机电职业学院2.按操纵方式分类

按操纵方式不同可分为：手动、机动、电磁动、液动和电液动等多种。3.按连接方式可分液压阀按连接方式可以分为：管式（螺纹式）连接、板式连接、插装式连接。2024/5/28河南机电职业学院

第二节方向控制阀及方向控制回路

方向控制阀的作用是控制液压系统的油液流向。方向控制阀分为单向阀和换向阀两类单向阀分为:普通单向阀，简称单向阀

液控单向阀2024/5/28河南机电职业学院一、单向阀

1.普通单向阀

普通单向阀功用:控制油液只能按单一方向流动，不允许反向流动，单向阀的结构与原理：2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院2.液控单向阀

比普通单向阀多一控制口，当控制口x不通压力油时，其工作和普通单向阀一样。正向通过，反向截止。

当控制油口通压力油时，控制活塞1便顶阀芯2，使油液在正反方向上均可流动。

动画演示液控单向阀2024/5/28河南机电职业学院3.充液阀充液阀是一种液控单向阀，它的作用是加大供油量，使主缸活塞快速下降。2024/5/28河南机电职业学院充液阀原理

当主缸活塞下降时，油泵供油量小，活塞因自重而下降，导致主缸上腔成真空状态，将充液阀的阀口吸开，使上油箱的油从A口进入主缸上腔。活塞到位后，弹簧将充液阀关闭，当活塞回程向上，油泵向主缸下腔供油，在活塞尚末动时，下腔就有压力，有一小管把压力油引到x口，因上腔压力大，先经控制活塞卸压，然后使主阀开启，活塞上腔的油回到上油箱。2024/5/28河南机电职业学院二、换向阀换向阀功用:

改变阀芯与阀体的相对位置，控制相应油路接通、切断或变换油液的方向，从而实现对执行元件运动方向的控制。2024/5/28河南机电职业学院1.换向阀的分类分类方式

类型按阀芯结构及运动方式按阀的工作位置和通路数按阀的操纵方式按阀的安装方式滑阀、转阀、锥阀二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通手动、机动、电磁动、液动、电液动管式、板式、法兰式等2024/5/28河南机电职业学院

2.换向阀的工作原理及图形符号

滑阀式换向阀是利用阀芯在阀体内做轴向滑动来实现换向作用的。2024/5/28河南机电职业学院换向阀的结构原理及图形符号（1）用方格数表示换向阀的“位”，即阀芯在阀体内有几个工作位置，三个方格即三个工作位置。（2）在一个方格内，箭头“↑”或堵塞符号“⊥”与方格的相交点数为油口通路数。箭头“↑”表示两油口相通，并不表示实际流向；“⊥”表示该油口不通流。（3）P表示进油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示连接其他两个工作油路的油口。2024/5/28河南机电职业学院（4）控制方式和复位弹簧的符号画在方格的两侧。（5）三位阀的中位，二位阀靠有弹簧的那一方格为常态位，常态指当换向阀没有操纵力作用时处于的状态。在液压系统图中，换向阀的符号与油路的连接应画在常态位上。2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院

3．三位换向阀的中位机能

中位机能:三位换向阀中位时各油口的连通方式。图示分别为O、H、Y、P、M五种常用的中位机能。2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院

4．几种常用换向阀的结构

（1）机动换向阀机动换向阀又称行程阀，它是通过行程挡块或凸轮推动阀芯实现换向的。机动换向阀通常为二位阀，它有二通、三通、四通等几种。二位二通阀又有常开与常闭两种形式。原理动画2024/5/28河南机电职业学院（2）电磁换向阀

电磁换向阀简称电磁阀，它利用电磁铁吸力控制阀芯动作实现换向。电磁阀包括滑阀和电磁铁两部分，按电源不同，电磁铁可分为交流电磁铁和直流电磁铁两种。

按电磁铁的衔铁是否浸泡在油里，电磁铁可分为干式和湿式两种。2024/5/28河南机电职业学院电磁阀工作原理1）二位三通电磁换向阀

断电时：P→AB不通通电时：P→BA不通原理动画2）三位四通电磁换向阀当电磁铁都断电时：P、A、B、T都不通左端电磁铁通电时：P→A、B→T右端电磁铁通电时：P→B、A→T

原理动画2024/5/28河南机电职业学院电磁阀实物2024/5/28河南机电职业学院（3）电磁球阀电磁球阀的结构和原理当电磁铁8断电时，油口P与A相通，T关闭。当电磁铁8通电时，油口P与A不通，A与T相通。电磁球阀无轴向密封长度，具有换向可靠、密封性好、反应速度快、使用压力高。主要用于高压小流量液压系统。2024/5/28河南机电职业学院电磁球阀结构2024/5/28河南机电职业学院（4）液动换向阀液动换向阀利用控制油路的压力油推动阀芯实现换向。X1、X2都不通油在中位工作，X1通油在左位工作，X2通油在右位工作。X1、X2为控制油口。2024/5/28河南机电职业学院（5）电液动换向阀

电液换向阀是由电磁阀和液动阀组成的复合阀。液动阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁阀控制主阀，称为先导阀。

综合了电磁阀和液动阀的优点，具有控制方便、流量大的特点。2024/5/28河南机电职业学院电液动换向阀的结构2024/5/28河南机电职业学院原理动画电液动换向阀的工作原理图示位置电磁阀：p不通A′和B′→T′

液动阀：p、A、B、T均不通1YA通电（左端电磁铁）

电磁阀：p→A′→单向阀1→液动阀左腔，液动阀右腔→节流阀6→B′→T′液动阀：p→A，B→T2YA通电（右端电磁铁）

电磁阀：p→B′→单向阀7→液动阀右腔，液动阀左腔→节流阀1→A′→T′液动阀：p→B，A→T2024/5/28河南机电职业学院（6）手动换向阀手动换向阀是用手动杠杆操纵阀芯换向。它有自动复位式、钢球定位式两种。图a为自动复位式图b为钢球定位式手动换向阀动画原理2024/5/28河南机电职业学院三、方向控制回路

方向控制回路的功用是利用各种方向阀来控制油液流动的通、断或换向，使执行元件启动或停止。常用的方向控制回路有换向回路、锁紧回路、制动回路。1．换向回路各种类型的换向阀都可组成换向回路。2024/5/28河南机电职业学院

2.锁紧回路

锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后因外界影响而发生漂移或窜动。左图为采用液控单向阀的锁紧回路，这种锁紧回路主要用于汽车起重机的支腿油路和矿山机械的液压支架的油路中。2024/5/28河南机电职业学院原理动画小节习题1．换向阀的“位”是指

。2．换向阀的作用是利用

使油路

或

。3．按阀芯的运动的操纵方式不同，换向阀可分为

、

、

、

、

换向阀。4．液控单向阀当

，反向导通。5．机动换向阀利用运动部件上的

压下阀芯使油路换向，换向是其阀口

，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在

的位置。6．电磁换向阀的电磁铁按所接电源不同，可分为

和

两种；按衔铁工作腔是否有油液，又可分为

和

两种。7．电液动换向阀是由

和

组成的。前者的作是

；后者的作用是

。8．三位换向阀的中位机能是阀在

时，油口的

。9．锁紧回路的作用是使液压缸活塞

，并可防止其停止后因外界影响而发生

。10．换向阀的图形符号与油路连接应画在常态位上。三位阀常态是

，二位阀常态

。2024/5/28河南机电职业学院第三节压力控制阀及

压力控制回路2024/5/28重点和难点重点：1.先导式溢流阀的结构、工作原理。2.压力控制回路。3.减压阀、溢流阀、顺序阀的区别。难点：1.先导式溢流阀的远程控制。2.减压阀工作原理。

2024/5/28河南机电职业学院压力控制阀功用:控制液压系统油液的压力或利用油液压力控制其他元件动作。共同特点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来控制阀口开度。按功用分为以下几类：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。2024/5/28河南机电职业学院一、溢流阀1.溢流阀的结构原理

溢流阀在定量泵系统中起溢流稳压作用或在变量泵系统中起限压安全保护作用。常用的溢流阀有直动式和先导式两种。直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，以控制阀的启闭。2024/5/28河南机电职业学院（1）直动式溢流阀图a为一低压直动式溢流阀。进油口P的压力油经阀芯3上的阻尼孔a通入阀芯底部，当进油压力较小时，阀芯在弹簧2的作用下处于下端位置，阀处于关闭状态。当进口压力升高、阀芯下端产生的作用力超过弹簧的预压力时，阀芯上移，阀口被打开。进油口的压力就不再升高，阀芯处于某一平衡位置。2024/5/28河南机电职业学院结构原理动画直动式溢流阀工作原理工作原理:当pA<Ft时，阀口关闭。当pA=Ft时，阀口即将打开,

此时，pA=Ft=kx0p=pK=kx0/A

pK

为开启压力当pA>Ft时，阀口打开，p→T，溢流。2024/5/28河南机电职业学院直动式溢流阀的组成锥阀式

阀体、阀芯

球阀式、弹簧、调节螺钉

滑阀式2024/5/28河南机电职业学院直动式溢流阀调压原理

溢流阀进油口处压力p的大小由弹簧力决定。通过调整调压螺帽，可调整弹簧的预压力，就可调节溢流阀设定压力。2024/5/28河南机电职业学院（2）先导式溢流阀先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成，先导阀调压、主阀溢流。原理动画图a和图b分别为高压、中压先导式溢流阀的结构图。原理动画2024/5/28河南机电职业学院先导式溢流阀结构2024/5/28河南机电职业学院先导式溢流阀的工作原理当pA<F导t时，先导阀关闭，主阀关闭。当pA>F导t时，先导阀打开，液压油通过主阀的阻尼孔，在主阀两端产生压力差△p

。当△p<F主t时，主阀关闭。当△p>F主t时，主阀打开，阀体上有一个远程控制口X（外控口）。若X口接另一个远程调压阀，便可对系统压力实现远程控制。

2024/5/28河南机电职业学院先导式溢流阀的调压原理

调节先导阀调压弹簧的预压力，可调定液压系统的压力。

先导型溢流阀的主阀弹簧主要用于克服主阀芯的摩擦力，弹簧刚度小。当溢流量变化引起主阀弹簧压缩量变化时，弹簧力变化较小。2024/5/28河南机电职业学院（3）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，用于系统多级压力控制或卸荷。2024/5/28河南机电职业学院电磁溢流阀2024/5/28河南机电职业学院电磁溢流阀结构原理图符号2024/5/28河南机电职业学院电磁溢流阀工作原理

电磁阀的两个油口分别与主阀上腔（先导阀前腔）及主阀溢流口相连。当电磁铁通电时，电磁阀两油口相通，溢流阀溢流口全开，溢流阀卸荷。当电磁铁断电换向时，通过电磁阀将主阀上腔与主阀回油口断开，先导式溢流阀起调压作用。2024/5/28河南机电职业学院

2.溢流阀的应用及调压回路

（a）调压溢流（b）过载保护（c）作背压阀用（d）使泵卸荷（e）远程调压动画原理2024/5/28河南机电职业学院二、减压阀减压阀的作用:降低液压系统中某一支路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或多个不同压力的输出。减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中应用较多。2024/5/28河南机电职业学院减压阀的分类按结构减压阀分为直动式和先导式两种。根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。定值减压阀简称减压阀，能使出油口压力低于进油口压力，并能保持出口压力近似恒定。2024/5/28河南机电职业学院1.减压阀的结构原理减压原理:

油液通过减压阀中节流口的压力损失，使出口压力低于进口压力，并保持恒定，故又称定值减压阀。2024/5/28河南机电职业学院先导式减压阀先导式减压阀的结构由两部分组成，先导阀调压，主阀减压。压力油从进油口P1流入，经减压阀阀口h后从出油口P2流出。结构原理动画2024/5/28河南机电职业学院先导式减压阀原理p2<pt时：

先导阀关闭，主阀下位，h最大，不减压。

p2>pt时：

先导阀打开，主阀上、下两端产生压差。

当△P<F主t时，不减压

。

当△P>F主t时，主阀阀芯上移，h↓，p2↓。

2024/5/28河南机电职业学院先导式减压阀的特点和调节特点：在减压阀出口油液不再流动时，由于先导阀卸油仍未停止，减压口仍有油液流动，阀就处于工作状态，出口压力也就保持设定压力不变。调压：减压阀出口压力的大小，可通过先导阀弹簧进行调节。2024/5/28河南机电职业学院

2.减压回路

当泵的输出压力是高压而支路要求低压时，可以采用减压回路，如机床液压系统中的定位、夹紧、分度以及液压元件的控制油路等。2024/5/28河南机电职业学院

图a所示为夹紧油路上的减压回路，图b所示为利用先导型减压阀5的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀5、阀2各调得一种压力。

2024/5/28河南机电职业学院原理动画原理动画三、顺序阀1．顺序阀的结构与原理

顺序阀的功用：以压力为控制信号，自动接通或断开某一支路的液压阀，控制各执行元件动作的先后顺序。2024/5/28河南机电职业学院顺序阀的分类按控制方式的不同：内控式外控式（又称液控式）按结构的不同：直动式

先导式按泄漏方式：

内泄式外泄式2024/5/28河南机电职业学院直动式顺序阀2024/5/28河南机电职业学院结构原理动画先导式顺序阀先导式顺序阀结构和原理2024/5/28河南机电职业学院顺序阀的调压原理调节原理：调节调压螺钉，改变弹簧力，即可改变开启压力。下表为溢流阀、减压阀和顺序阀的结构和性能比较2024/5/28河南机电职业学院名称项目溢流阀减压阀顺序阀使阀开启的压力油进油口出油口进油口、独立的油源泄油形式内泄式外泄式外泄式、内泄式阀口状态常闭常开常闭出油口情况出油口与油箱相连与减压回路相连与执行元件、油箱相连在系统中的连接方式并联串联顺序动作时串联作泄荷阀时并联功用限压、保压、稳压减压、稳压控制回路的通断工作原理利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，通过改变阀开口量大小，来控制系统的压力，结构结构基本相同，只是泄油路不同2024/5/28河南机电职业学院

3.顺序阀的应用

（1）顺序动作回路图示为机床夹具用单向顺序阀先定位后夹紧的顺序动作回路。顺序阀的设定压力至少应比先动缸的最高压力大0.5Mpa～0.8Mpa，以保证动作顺序可靠。2024/5/28河南机电职业学院顺序阀的应用图a为直动式顺序阀的平衡回路衡回路，图b为液控顺序阀的平衡回路。顺序阀的设定压力应稍大于由工作部件自重在液压缸下腔中所形成的压力。2024/5/28河南机电职业学院四、压力继电器压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。压力继电器的功用：当油液压力达到的设定压力时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，使油路换向、执行元件实现顺序动作，起安全保护作用等。2024/5/28河南机电职业学院

1．压力继电器

图示为柱塞式压力继电器的结构。当压力继电器下端进油口的油压达到设定压力值时，推动柱塞1上移，通过顶杆推动微动开关3闭合，发出电信号。当进油口压力降低到调定值以下时，弹簧使柱塞下移，压力继电器复位切断电信号。压力继电器发出信号时的压力称为开启压力，切断电信号时的压力称为闭合压力。动画演示2024/5/28河南机电职业学院

2.压力继电器的应用

图示回路，当1YA通电时，换向阀左位工作，压力油经节流阀进入缸左腔，缸右腔回油，活塞慢速右移，当活塞行至终点时，压力升高，压力继电器发出电信号，使2YA通电，1YA断电，换向阀右位工作。

2024/5/28河南机电职业学院五、其他的压力回路1.卸荷回路

卸荷回路的功用是液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在输出功率接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。液压泵的卸荷方法:

流量卸荷用变量泵压力卸荷泵在接近零压下运转2024/5/28河南机电职业学院卸荷回路（1）用三位换向阀的卸荷回路

当中位机能为M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。如图所示为采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。原理动画2024/5/28河南机电职业学院卸荷回路

（2）二位二通换向阀卸荷回路

如图所示，电磁阀通电，二位二通阀直接回油箱。2024/5/28河南机电职业学院卸荷回路（3）用蓄能器保压泵卸荷回路

当1YA通电时，液压缸向右运动夹紧工件，进油路压力升高至压力继电器调定值时，压力继电器发信号使3YA通电，泵卸荷，单向阀关闭，液压缸则由蓄能器持续补油保压。

原理动画2024/5/28河南机电职业学院2.增压回路

如果系统或系统的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，而采用高压泵又不经济，或者根本就没有必要增设高压泵时，就可采用增压回路，增压回路中提高压力的主要元件是增压缸或增压器。

2024/5/28河南机电职业学院增压回路（1）单作用增压缸的增压回路如图a所示为单作用增压回路。

原理动画（2）双作用增压缸的增压回路

如图b所示采用双作用增压缸的增压回路。2024/5/28河南机电职业学院小节习题1．液压系统中常用的溢流阀有

和

两种。前者用于

，后者宜用于

。2．先导式溢流阀由

和

两部分组成。3．溢流阀在液压系统中，主要作用是

、

、

、

、和

。4．减压阀工作时，使

低于

，从而起到减压作用。5．顺序阀按控制方式分可分为

和

。6．压力继电器是一种能将

转变为

的转换元件，压力继电器发出电信号时的压力称为

。7．减压阀常态时进出油口

，而溢流阀进出口

。8．平衡回路是为了防止

在停止时因自重而下滑，或在下行时超速，在活塞下行的回油路上设置顺序阀。9．液压传动中卸荷方式有

和

。10．三位阀当中位机能为

、

和

型时，阀在中位可以使泵卸荷。2024/5/28河南机电职业学院

第四节流量控制阀及速度

控制回路2024/5/28流量控制阀的功用

流量控制阀的功用就是通过改变阀口通流面积的大小来调节流量的大小，常用的流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流节流阀和同步阀等。2024/5/28河南机电职业学院一、节流阀1．节流特性（1）流量特性节流阀的流量特性取决于节流口的结构形式，节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和短孔，但无论节流口采用何种形式，可用小孔的流量公式来q=KAΔpm表示，当系数K和指数m、Δp一定时，只要改变节流口面积A就可调节通过阀的流量。2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院1）压差对流量的影响节流阀两端压差Δp变化时,通过它的流量要发生变化。2）温度对流量的影响油温影响到油液黏度，油温变化时,流量也会随之改变。3）节流口的堵塞改变了原来节流口通流面积的大小，使流量发生变化。（2）流量稳定性2.节流阀下图所示为一种普通节流阀的结构和图形符号，这种节流阀的节流口为轴向三角槽式。2024/5/28河南机电职业学院二、调速阀

调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。

节流阀调节通过的流量，定差减压阀能自动保持节流阀前后的压力差为定值，使通过节流阀的流量不受负载变化的影响。2024/5/28河南机电职业学院1.调速阀结构和原理调速阀的进口压力p1由溢流阀调节，工作时基本保持恒定。压力油由P1进入调速阀后，先经过定差减压阀的阀口后压力降为p2，然后经节流阀流出，其压力为p3。p2A1+p2A2=

p3A+Fs

p2-p3=Δp=2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院

因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移较小，可认为弹簧力基本保持不变，故节流阀两端压力差不变，可保持通过节流阀的流量稳定。2.调速阀和节流阀特性比较调速阀和节流阀特性比较如图所示。节流阀的流量随压差的变化较大，而调速阀在进出口压力差Δp大于一定数值后，流量保持基本恒定。调速阀在压差小于Δpmin区域内，减压阀不起减压作用，此时其流量特性与节流阀相同。2024/5/28河南机电职业学院三、速度控制回路速度控制回路包括:

调速回路

快速运动回路

速度换接回路2024/5/28河南机电职业学院1.调速回路调速回路的基本原理：液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面积A决定，即v=q/A

从液压马达的工作原理可知，液压马达的转速nm由输入流量和液压马达的排量VM决定，即nm=q/VM2024/5/28河南机电职业学院调速回路主要有以下三种方式：1）节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进入或流出执行元件的流量来实现调速。2）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速。3）容积节流调速回路：采用变量泵和流量阀相配合的调速方法。2024/5/28河南机电职业学院

（1）节流调速回路

根据流量阀的位置的不同，可分为以下三种形式。进油节流调速回路回油节流调速回路旁油节流调速回路2024/5/28河南机电职业学院1）进油节流调速回路2024/5/28河南机电职业学院原理动画2024/5/28河南机电职业学院

进油节流调速回路是将节流阀装在执行元件的进油路上，调节节流阀阀口大小，便能控制进入液压缸的流量，多余的油液经溢流阀溢流回油箱，而达到调速目的，油路中有溢流损失，又有节流损失，功率损失大。

节流阀进油节流调速回路适用于低速、轻载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。2024/5/28河南机电职业学院①速度负载特性液压缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为p1A=F+p2A泵的供油压力pp由溢流阀调定为恒定，故节流阀两端的压力差为2024/5/28河南机电职业学院节流阀进入液压缸的流量为速度负载特性方程为2024/5/28河南机电职业学院

上式为进油节流调速回路的速度负载特性方程。相同负载下工作时，这种回路调速范围较大。当调定后，速度随负载的增大而减小，故这种调速回路的速度负载特性较低。

速度负载特性曲线

1）当节流阀开口AT不变时，活塞的运动速度v随负载F的增加而降低，速度刚度较低。2）当节流阀开口AT一定时，负载较小的区段曲线较平缓，速度刚度高，负载较大的区段曲线较陡，速度刚度较低。3）在相同负载下工作时，当节流阀开口较小，活塞的速度v较低，曲线较平缓，速度刚度高；节流阀开口较大，活塞的速度v较高，曲线较陡，速度刚度低。2024/5/28河南机电职业学院②最大承载能力图5-31b所示，三条特性曲线交汇于横坐标轴上的的一点，该点对应的F值即为最大负载。最大承载能力Fmax与速度调节无关。因最大负载时缸停止运动，其值为：

Fmax=ppA2024/5/28河南机电职业学院③功率和效率液压泵的输出功率为Pp=ppqp=常量液压缸的输出功率为P1=Fv=F=p1q1

回路的功率损失为ΔP=Pp-P1=ppqp-p1q1=ppqy+Δpq1

式中qy—通过溢流阀的溢流量。qy=qp-q1

Δp—节流阀两端的压力差。2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院

这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流阀损失和节流损失。回路的效率为2）回油节流调速回路回油节流调速回路是将节流阀装在执行元件的回油路上，用节流阀调节液压缸输出的流量，控制进入液压缸的流量。原理动画2024/5/28河南机电职业学院2024/5/28河南机电职业学院回油节流调速回路的速度负载特性曲线与进油节流节流调速回路相同，但这两种调速回路也有不同之处：回油节流调速回路由于液压缸的回油腔存在背压，因而能承受一定的负值负载，故其运动平稳性较好；回油节流调速回路，经过节流阀发热后的油液直接流回油箱冷却，对液压缸泄漏影响较小；在停车后，液压缸回油腔中的油液会由于泄漏而形成空隙，重新启动时由于进油路上没有节流阀控制流量，会使活塞产生前冲。3）旁路节流调速回路将节流阀安装在与液压缸并联的支路上，节流阀分流了油泵的流量，从而控制了进入液压缸的流量，调节节流阀的通流面积，即可实现调速。回路中的溢流阀只起安全作用,常态时关闭。2024/5/28河南机电职业学院旁路节流调速回路的速度负载特性曲线2024/5/28河南机电职业学院a.增大节流阀开度，活塞运动速度减小；当节流阀的开度不变时，负载增加活塞运动速度下降很快，其速度刚度比进、回油节流调速低。b.在负载一定时，节流阀的开度越小，其速度刚度越高，能承受的最大负载就越大。c.液压泵的工作压力随负载变化而变化，回路中只有节流损失而无溢流损失，因此这种回路的效率较高。d.因液压缸的回油腔无背压力，所以其运动平稳性较低，不能承受负值负载。三种节流调速回路性能比较特

性节流调速回路进油路节流调速回路回油路节流调速回路旁油路节流调速回路运动平稳性平稳性较差，不能在负值负载下工作平稳性较好，可以在负值负载下工作平稳性较差，不能在负值负载下工作最大承载能力最大负载由溢流阀所设定压力来决定同左最大负载随节流阀开口增大而减小，低速承载能力差调速范围较大，可达100同左由于低速稳定性差，故调速范围较小功率损耗功率损耗与负载、速度无关。低速、轻载时功率损耗较大、效率低，发热大同左功率损耗与负载成正比。效率较高，发热小发热的影响油液通过节流阀后直接进入液压缸，影响较大油液通过节流阀后直接回油箱冷却，影响较小油液通过节流阀后直接流回油箱冷却，影响较小起动冲击停车后起动冲击小停车后起动有冲击停车后起动有冲击压力控制便于实现压力控制实现压力控制不方便便于实现压力控制2024/5/28河南机电职业学院（2）容积调速回路容积调速回路分为开式和闭式回路两种。开式回路：泵从油箱吸油，执行元件的回油返回油箱。油液在油箱中沉淀杂质、析出气体，并得到良好的冷却，但油箱尺寸较大，污物容易侵入。闭式回路：液压泵的吸油口与执行元件的回油口直接连接，油液在系统内循环。其结构紧凑、油气隔绝、运动平稳、噪音小，但散热条件较差。闭式回路中需设置补油装置。2024/5/28河南机电职业学院容积调速回路的形式变量泵和定量液压马达或液压缸定量泵和变量液压马达变量泵和变量液压马达2024/5/28河南机电职业学院1）变量泵和定量液压马达的容积调速回路

图a所示为变量泵和液压缸组成的容积调速回路，图b所示为变量泵和定量液压马达组成的容积调速回路。这两种回路均采用改变变量泵1的输出流量qp来调速的。2024/5/28河南机电职业学院原理动画2024/5/28河南机电职业学院回路特性如下：

①液压缸活塞的运动速度v=q/A，液压马达的转速nm=q/A，因缸的有效作用面积A和马达的排量VM为定值，所以调节变量泵的排量，即改变了泵的流量q便可调节活塞的运动速度或马达的转速，且调速范围大。2024/5/28河南机电职业学院②液压马达的输出转矩TM= 液压缸的推力F=ppA，其中VM和A为定值，pp为变量泵的压力，由安全阀2调定。液压马达（或液压缸）输出的最大转矩（或推力）不变，故这种调速为恒转矩（恒推力）调速。2024/5/28河南机电职业学院③液压马达（或液压缸）输出的功率等于液压泵的输入功率，即PM=PP=ppVpnp=ppVMnm。

式中泵的压力pp、马达的排量VM为常量，因此马达的输出功率随转速nm呈线性变化。2）定量泵和变量液压马达的容积调速回路定量泵1的输出流量不变，调节变量液压马达3排量VM，便可改变其转速。

原理动画2024/5/28河南机电职业学院回路的特性①根据

nm=qp/VM可知，马达输出与排量VM成反比，VM过小则马达的输出转矩将减小，甚至不能带动负载，故这种调速回路的调速范围较小。②由液压马达的转矩公式TM=可知，若VM减小，nm增加，则TM下降。③定量泵输出流量是不变的，泵的压力由安全阀2调定。马达输出的最大功率是不变的，故这种调速为恒功率调速。2024/5/28河南机电职业学院3）变量泵和变量马达的容积调速回路

变量泵1正反向供油，液压马达2即正反向旋转，单向阀6和9用于使辅助泵4双向补油，单向阀7、8使安全阀3在两个方向都能起过载保护作用。

该调速回路是前面两种调速回路的组合，调速时将液压泵和液压马达的排量分阶段调节，低速阶段由qp调节，在高速阶段由VM调节。2024/5/28河南机电职业学院变量泵和变量马达的容积调速回路2024/5/28河南机电职业学院原理动画变量泵和量马达的容积调速回路2024/5/28河南机电职业学院

这种回路在低速段将马达的排量固定在最大值上，由小到大调节泵的排量来调速，其最大输出转矩不变；在高速段将泵的排量固定在最大值上，由大到小调节马达的排量来调速。其最大输出功率不变。回路总的调速范围等于泵调速范围与马达调速范围的乘积，所以它适用于机床主运动等大功率的液压系统。（3）容积节流调速回路

容积调速回路，虽然具有效率高、发热小的优点，但随着负载增加，容积效率将下降，于是速度发生变化，尤其低速时稳定性更差。容积节流调速回路的特点是效率高，发热小，速度稳定性比容积调速好。2024/5/28河南机电职业学院限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路调速阀装在进油路上，调节调速阀就可以控制进入液压缸的流量，限压式变量泵的输出流量qp和液压缸所需流量qc相适应。若qp﹥qc，则泵的出口压力上升，使泵的偏心量自动减小；若qp﹤qc，则泵的出口压力会降低，使泵的偏心量自动增大，使qp增加，直至qp=qc。这种回路无溢流损失，系统发热小，速度刚性也比较好。2024/5/28河南机电职业学院容积节流调速回路2024/5/28河南机电职业学院2．快速运动回路（1）液压缸差动连接快速回路阀3和阀4在左位工作时，液压缸差动连接快速运动；当3YA通电时，差动连接即被切断，液压缸回油经调速阀，实现工进；阀3切换至右位后，液压缸有杆腔进油，即快退。原理动画2024/5/28河南机电职业学院快速运动回路（2）双泵供油快速运动回路图中2为低压大流量泵，1为高压小流量泵。在快速时，泵1和泵2同时向液压系统供油；工进时，系统压力升高，液控顺序阀3开启，使泵2卸荷，单向阀4关闭，由泵1单独向系统供油。2024/5/28河南机电职业学院原理动画快速运动回路

（3）蓄能器快速运动回路

系统短期需要大流量时，换向阀5处于左位或右位，由泵1和蓄能器4共同时向流压缸6供油；当系统停止工作时，换向阀5处在中间位置，这时泵便经单向阀3向蓄能器充液，蓄能器压力升高后，达到液控顺序阀2设定压力后，阀口打开，使泵卸荷。原理动画2024/5/28河南机电职业学院

3．速度换接回路

（1）快速与慢速的换接回路

用行程阀的快慢速转换回路。在图示状态下，液压缸快进；当运动部件上的挡块压下行程阀5时，行程阀关闭，液压缸右腔的油液必须通过调速阀6才能流回油箱，液压缸就由快进转换为慢速工进。原理动画2024/5/28河南机电职业学院（2）两种慢速的转换回路

调速阀串联速度转换回路

左图为两个调速阀串联来实现两次工进速度的换接回路，第二工进速度小于第一工进速度，调速阀4的开口小于调速阀3，这种回路速度换接平稳性好。

原理动画2024/5/28河南机电职业学院两种慢速的转换回路调速阀并联转换回路左图为两个调速阀并联来实现两次进给速度的换接回路，两个调速阀可以分别调整，两次工进速度互不限制。

原理动画2024/5/28河南机电职业学院小节习题1．调速阀是由

与

串联而成的，这种阀无论其进出压力如何变化，其

均能保持为定值，故能保证通流面积不变时流量稳定。2．节流阀两端压差Δp变化时，通过它的

发生变化，三种结构形式的节流口中，通过

小孔的流量受到压差改变的影响最小。3．液压系统的调速方法有

、

和

。4．节流调速回路按流量阀安装位置的不同，分

、

、

和

。5．进、回油节流调速回路的功率损失有

和

。6.常用的快速运动回路有

、

和

。7．容积调速回路分为

、

和

。8．在快慢速转换回路中，可用

或

实现执行元件快慢速的转换。9．双泵供油快速回路，快进时由

供油，工进时

供油。10．容积节流调速回路的特点是

，

，速度稳定性比容积调速回路好。2024/5/28河南机电职业学院

第五节多缸工作控制回路

在液压系统中，由一个油源向多个液压缸供油时，各执行元件间有两种可能的动作，即顺序动作或同步动作。1.顺序动作回路2.同步动作回路2024/5/28河南机电职业学院一、顺序动作回路顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各液压缸按规定的顺序依次动作,常用控制方式分行程控制和压力控制两大类。2024/5/28河南机电职业学院

1.行程控制的顺序动作回路

（1）用行程开关控制的顺序动作回路1YA、2YA断电，阀1、2均为右位工作，两个缸的活塞均处于右端。当1YA通电时，阀1左位工作，缸A活塞左移，实现动作①；当运动到预定位置时，挡块3压下行程开关S1，使2YA通电，阀2左位工作，缸B活塞左移，实现动作②；当挡块4压下行程开关S2，使1YA断电，阀1为右位工作，缸A活塞右移，实现动作③；当挡块3压下开关S3，使2YA断电时，阀2右位工作，缸B活塞右移，实现动作④。2024/5/28河南机电职业学院

行程开关控制的顺序动作回路

2024/5/28河南机电职业学院原理动画（2）采用行程阀控制的顺序动作回路在图示状态，两液压缸均退至右端。电磁铁1YA通电，阀1左位工作，缸B活塞先向左运动，当挡块3压下行程阀2后，油液进入缸A右腔，活塞左移。当电磁阀1断电时，液压缸B活塞右移，当挡块3放开行程阀2时，液压缸A的活塞右移。2024/5/28河南机电职业学院2．压力控制的顺序动作回路下图所示为定位夹紧回路，液压油经减压阀、单向阀和电磁换向阀的右位后，油路分为两支。由于顺序阀的设定压力高于液压缸A的工作压力，液压油先进入液压缸A的上腔，定位完成后，系统压力升高，达到顺序阀的设定压力，打开顺序阀，压力油进入液压缸B的上腔，推动其活塞下行，完成夹紧动作。加工完毕后，电磁阀换向，两液压缸同时返回。2024/5/28河南机电职业学院顺序阀控制的顺序动作回路2024/5/28河南机电职业学院原理动画压力控制的顺序动作回路右图所示为压力继电器控制的顺序动作回路，按起动按钮，1YA通电，缸1活塞向右运动，当缸1行至终点后，压力升高，压力继电器1KP动作，使电磁铁3YA通电，缸2活塞向右运动。按返回按钮，1YA、3YA断电，4YA通电，缸2活塞向左退回。缸2活塞退回原位后，回路压力升高，压力继电器2KP动作，使2YA通电，缸1活塞后退。2024/5/28河南机电职业学院原理动画二、同步回路同步回路的功用是保证系统中两个或两个以上液压缸在运动中保持相同的位移或速度。2024/5/28河南机电职业学院（1）串联液压缸同步回路

右图所示为带补偿装置的串联缸的同步回路。当两缸活塞同时下行时，若缸5活塞先到达行程端点，则挡块压下行程开关S1，电磁铁3YA通电，换向阀3左位工作，压力油经换向阀3和液控单向阀4进入缸6上腔，进行补油，使其活塞继续下行到达行程端点。如果缸6活塞先到达行程端点，行程开关S2使电磁铁4YA通电，换向阀3右位工作，压力油进入液控单向阀4的控制口，打开阀4，缸5下腔与油箱接通，使其活塞继续下行到达行程端点，从而消除积累误差。原理动画2024/5/28河南机电职业学院（2）采用流量的同步回路

这是两个并联液压缸，用两个调速阀分别调节两个液压缸的活塞的运动速度。由于调速阀具有负载变化时保持流量稳定这一特点，所以只要调整两个调速阀开口的大小，就能使两个液压缸保持同步。原理动画2024/5/28河南机电职业学院三、多缸快慢速互干扰回路

在一泵多缸的液压系统中，往往由于一个液压缸快速运动时，会造成系统的压力下降，影响其他液压缸的正常工作，因此在工作进给要求比较稳定的多缸系统中，必须采用快慢速互不干扰回路。2024/5/28河南机电职业学院多缸快慢速互干扰回路2024/5/28河南机电职业学院原理动画2024/5/28河南机电职业学院上图为双泵供油互不干扰回路，液压缸13和14要分别完成“快进→工进→快退”的工作循环，当3YA、4YA通电时，两缸均由大流量泵2供油，并形成差动连接实现快进。若缸13先完成快进动作，挡块压下行程开关S1，使电磁铁1YA通电，3YA断电，液压缸13改为高压小流量泵1供油，由调速阀5获得慢速工进，不受液压缸14的影响。若两缸都转换为工进，都由小流量泵1供油后，如缸14改为大流量泵2供油，使活塞快速退回，这时缸13仍由泵1供油，继续完成工进，不受缸14的影响。当所有电磁铁都断电时，两缸均停止运动。第六节其他液压阀及其应用2024/5/28重点与难点比例阀与普通阀的区别

比例阀的结构与原理插装阀的工作原理和应用2024/5/28河南机电职业学院

一、电液比例阀

什么是比例阀?电液比例阀简称比例阀，它是一种把输入的电信号按比例地转换成力的或位移，从而对压力、流量等参数进行连续控制的一种液压阀。比例阀的结构由直流比例电磁铁与液压阀两部分组成。2024/5/28河南机电职业学院比例阀的特点液压阀部分与普通的液压阀差别不大，直流比例电磁铁和一般电磁阀所用的电磁铁不同，电液比例阀可以根据输入的电信号大小连续地按比例对液压系统的参数实现远距离调节和计算机控制。而普通液压阀只能对流量、压力进行定值控制。比例阀按其控制的参数可分为：比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀三大类。2024/5/28河南机电职业学院

1.电液比例压力阀

电液比例压力阀，只要连续地按比例调节输入电流，就能连续地按比例控制锥阀的开启压力p。2024/5/28河南机电职业学院电液比例压力先导阀2024/5/28河南机电职业学院2.比例阀的应用比例溢流阀调压的多级调压回路。图中1为比例溢流阀，改变输入电流，即可控制系统的工作压力。2024/5/28河南机电职业学院采用比例调速阀的调速回路。改变比例调速阀输入电流即可使液压缸获得所需要的运动速度。比例调速阀可在多级调速回路中代替多个调速阀，也可用于远距离速度控制。2024/5/28河南机电职业学院二、插装式锥阀什么是插阀装？

插装式锥阀又称逻辑阀或二通插装阀，简称插装阀。这种阀满足了液压技术向高压、大流量、集成化方向发展的要求，在锻压机械、冶金机械、船舶、矿山等工程领域得到了广泛的应用。2024/5/28河南机电职业学院插装阀的特点这种阀具有标准化、通用化程度高、通流能力大、密封性好、抗污染能力强、液阻小、变型方便，可以高度集成，便于实现无管连接和集成化控制等。2024/5/28河南机电职业学院

1．插装式锥阀的结构和工作原理

1）插装阀的结构

插装阀主要由锥阀组件、阀体、控制盖板及先导元件组成。阀套2、弹簧3和锥阀4组成锥阀组件，插装在阀体5的孔内。上面的盖板1上设有控制油路与其先导元件连通。锥阀组件上配置不同的盖板，就能实现各种不同的功能。2024/5/28河南机电职业学院

2）插装式锥阀的工作原理

阀芯上的受力平衡式为：∑F=pxAx-pAAA-pBAB+F1当合力∑F﹥0时，阀芯关闭；当合力∑F

﹤0时阀芯开启；当合力∑F=0时，阀芯在某一平衡位置上。2024/5/28河南机电职业学院

由上式可以看出，采取适当的方式控制X腔的压力pX，就可以控制主油路A口与B口的油流方向和压力。如果采取措施控制阀芯的开度，就可控制主油路中的流量。2024/5/28河南机电职业学院插装阀实物图2024/5/28河南机电职业学院插装阀图形符号a)压力和方向插装阀插件，面积比例1:1b)方向控制插装阀插件，带节流端的座阀结构面积比例⩽0.7c)方向控制插装阀插件，面积比例⩽0.7d)方向控