教学材料《液压 传动》-第五章

第一节

概述液压系统中的控制元件按用途主要分为三大类:方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。方向控制阀用于控制油流的方向、通或断，从而控制执行元件的启动、停止和变换方向;压力控制阀用于控制油液压力或利用压力作为信号来控制其他元件的动作;流量控制阀用于控制油液的流量，以调节执行元件运动速度的大小。5.1.1液压阀的分类液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，根据不同的特征，液压阀可分为如表5-1所列的多个种类。5.1.2液压阀的基本要求下-页返回第一节

概述(1)动作灵敏，使用可靠。工作时冲击和振动小。(2)油液流过的压力损失小。(3)密封性能好。(4)结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。5.1.3液压阀的作用及特点控制阀的基本结构与原理:(1)基本结构。所有的阀都有阀体、阀芯(转阀或滑阀)和驱使阀芯动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)组成(阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的机构，与外接回路相连接的进出油口等组成。阀芯的主要形式:滑阀、锥阀和球阀。上-页下-页返回第一节

概述阀芯驱动装置:手动、机动、电动、流体压力和弹簧的作用。(2)工作原理。所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。(3)共同特点。阀芯在阀体内的相对运动来改变阀口的通道关系或阀口的通道面积，实现对回路的压力、流量和方向的控制。5.1.4液压阀的基本参数液压阀的工作能力由阀的性能参数决定:(1)公称压力P是指液压阀在额定工作状态下的名义压力，单位为MPa。公称压力是标志液压阀承载能力大小的参数。上-页下-页返回第一节

概述(2)公称流量是指液压阀在额定工作状态下通过的名义流量，单位为L/min。公称流量常用来表示元件的通流能力。国标规定的公称流量标准有:2,3,6,10,25,40,50,63,80,100,125,160,200,320,400,500,630,800、1000、1250、1600等。(3)公称通径是表示液压阀规格大小的性能参数i用在高压液压阀中液压阀的通径只表示阀的通流能力和所配管道的尺寸规格，不表示实际进出油口尺寸。上-页返回下一页第二节

方向控制阀方向控制阀主要用来接通、关断或改变油液流动的方向，从而控制执行元件的启动、停止或改变其运动方向。它主要包括单向阀和换向阀。5.2.1单向阀单向阀分成两类:即普通单向阀(简称单向阀)和液控单向阀。单向阀只允许液流向-个方向通过;液控单向阀具有普通单向阀的功能，并且只要在控制口通以-定压力的控制油液，油流反向也能通过(单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合，也用于各种锁紧回路。(-)普通单向阀普通单向阀的作用，是使油液只能沿-个方向流动，下-页返回上一页第二节

方向控制阀不许它反向倒流。1.工作原理:图5-1(a)所示是-种管式普通单向阀的结构。压力油从阀体左端的通口p1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a,轴向孔b从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口p2流入时，它和弹簧力-起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。2.单向阀的符号图5-1(b)所示是单向阀的职能符号图。单向阀和其他阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、上-页下-页返回第二节

方向控制阀单向节流阀等。3.普通单向阀的类型直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。如图5-2所示的阀属于直通管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的质量靠管路支承，因此阀的体积不能太大。直角式单向阀的进出油口A(P1),B(P2)的轴线均和阀体袖线垂直。单向阀不但有管式连接，还有板式连接。大多数液压系统都采用板式连接阀。图5-3所示的阀属于直角板式单向阀)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，上-页下-页返回第二节

方向控制阀阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“0”形密封圈使它们密封。(二)液控单向阀液控单向阀的作用，是使油液有控制的单向流动。它既可以对反向液流起截止作用，又可以在-定条件下允许正反向液流自由通过。1.外泄型液控单向阀的结构及工作原理图5-4(a)所示是外泄型液控单向阀的结构。当控制口K处无压力油通入时，它的工作原理和普通单向阀-样，压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流.当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，上-页下-页返回第二节

方向控制阀推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。图5-4(b)所示是液控单向阀的职能符号。此类阀不带卸荷阀芯，有专门的泄油口，外泄油口直通油箱，故可用于较高压力的液压系统。2.内泄型液控单向阀此类阀不带卸荷阀芯，无专门的泄油口。其结构如图5-5所示。3.带卸荷阀的液控单向阀如图5-6所示为带卸荷阀的液控单向阀的结构，其工作原理为:若在控制口K加控制压力，先顶开卸荷阀芯。上-页下-页返回第二节

方向控制阀B腔压力降低，活塞5继续上升并顶开主阀芯2,大量液流自B腔流向A腔，完成反向导通。此阀适用于反向压力很高的场合。5.2.2换向阀换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。(-)换向阀的类型按阀的结构形式: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。上-页下-页返回第二节

方向控制阀按阀的工作位置数和控制通道数: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。(二)换向阀的工作原理1.转动式换向阀图5-7(a)所示为转动式换向阀(简称转阀)的工作原理图。该阀由阀体1阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，通口P和A相通、B和T相通;当操作手柄转换到“止”位置时，通口P,A,B和T均不相通，当操作手柄转换到另-位置时，则通口P和B相通，P和T相通5-7(b)所示是它的职能符号。2.滑阀式换向阀。上-页下-页返回第二节

方向控制阀如图5-8所示为滑阀式换向阀的工作原理图。换向阀阀体上开有4个通油口P,A,B,T。阀芯移动后可以停留在不同的工作位置上，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:如图5-9(a)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。如图5-9(b)表示人向-侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P,A到其他元件;从其他元件回来的油经B、阀芯中心孔、T回油箱。如图5-9(c)表示人向另-侧搬动控制手柄，阀芯右移，上-页下-页返回第二节

方向控制阀或者说阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P,B到其他元件。从其他元件回来的油经A,T回油箱。3.换向机能(1)换向阀的“通”和“位”。“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”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、上-页下-页返回第二节

方向控制阀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。表5-2中图形符号的含义如下:①用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”②方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不-定表示液流的实际方向。③方框内符号

表示该通路不通。④方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”。⑤-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0)表示;而阀与执行元件连接的油口用A,B等表示。上-页下-页返回第二节

方向控制阀有时在图形符号上用L表示泄漏油口。⑥换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中-个为常位。即阀芯未受到操纵加寸所处的位置，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-般应连接在换向阀的常态位上。(2)滑阀的操纵方式。常见的滑阀操纵方式如图5-10所示。(3)滑阀机能滑阀式换向阀处于中间位置或常态位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。现只介绍最常用的几种。1)二位二通换向阀上-页下-页返回第二节

方向控制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。二位阀的原始位置:两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于常态位置时，阀各油口的通断情况二若为手动控制，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。2)三位四通换向阀三位换向阀的滑阀机能是指阀芯处于中位时，阀各油口的通断情况。三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表5-3中所列的几种。中间-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-个字母来表示中位的形式。上-页下-页返回第二节

方向控制阀(1)0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:(a)油缸的两腔被封闭，活塞在任-位置均可停住受-定的正向负载和反向负载，且能承受一定的正向负载和反向负载。(b)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。(c)可用于多个换向阀并联的系统。当-个分支中的换向阀处干中位时，仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。(2)H型机能。阀芯处于中位时，P,A,B,T四个油口互通。H型机能的特点如下:上-页下-页返回第二节

方向控制阀(a)虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。(b)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。(c)泵可卸荷。(d)不能用于多个换向阀并联的系统因-个分支的换向阀-旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其他分支也就不能正常工作了。(3)M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n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型机能特点如下:上-页下-页返回第二节

方向控制阀(a)活塞可停在任-位置上，又能承受双向负载。(b)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。(c)泵能卸荷。(d)不宜用于多个换向阀并联的系统。(4)P型机能。阀芯处于中位时，P,A,B油口互通，油口T被封闭。此种机能的特点是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。4.三位阀各种滑阀机能的特点及应用除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同还可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。上-页下-页返回第二节

方向控制阀5.换向阀的滑阀机能分析三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及其特点，见表5-3。三位五通换向阀的情况与此相仿。不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。在分析和选择阀的中位机能时，通常考虑以下几点:(1)系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时(如X型)，上-页下-页返回第二节

方向控制阀系统能保持一定的压力供控制油路使用。(2)系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。(3)启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳。(4)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止，阀在中位，当A,B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置二当A,B两口堵塞或与P口连接(在非差动情况下)，则可使液压缸在任意位置处停下来i。三位五通换向阀的机能与上述相仿。6.换向机能的典型结构1)手动换向阀上-页下-页返回第二节

方向控制阀手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种形式，其结构如图5-12所示。图5-12(a)为钢球定位式三位四通手动换向阀职能符号图。图5-12(b)图为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀职能符号图。其工作原理为:放开手柄1，阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀，如图5-13所示。上-页下-页返回第二节

方向控制阀2)机动换向阀机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向。机动换向阀通常是二位的。有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。图5-14(a)为滚轮式二位三通常闭式机动换向阀，在图示位置阀芯3被弹簧4压向左端，油腔P和A通，B口关闭。当挡铁或凸轮压住滚轮1，使阀芯3移动到右端时，就使油腔P和A断开，P和B接通，A口关闭。图5-14(b)所示为其职能符号。上-页下-页返回第二节

方向控制阀此类控制方式的“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，因此，也称为“行程阀”。3)电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。(1)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:上-页下-页返回第二节

方向控制阀第一种是交流电磁铁:寿命较短。交流电磁铁启动力较大，不需要专门的电源，吸合、释放快，动作时间约为0.01s~0.03s，其缺点是若电源电压下降巧%以上，则电磁铁吸力明显减小，若衔铁不动作，干式电磁铁会在10min-15min后烧坏线圈(湿式电磁铁为1h-1.5h)，且冲击及噪声较大，寿命低，因而在实际使用中，交流电磁铁允许的切换频率-般为10次/min，不得超过30次/min。第二种是直流电磁铁:需要专用直流电源，使用寿命较长。直流电磁铁工作较可靠，吸合、释放动作时间约为0.05s~0.8s，允许使用的切换频率较高，-般可达120次/min，最高可达300次/min，且冲击小、体积小、寿命长，上-页下-页返回第二节

方向控制阀但需有专门的直流电源，成本较高。第三种是本整型电磁铁:其电磁铁是直流的，但电磁铁本身带有整流器，通入的交流电经整流后再供给直流电磁铁。(2)干式、油浸式、湿式电磁铁。无论是直流还是交流电磁铁，都可做成干式和湿式的。湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点目前，国外新发展了-种油浸式电磁铁，不但衔铁，而且激磁线圈也都浸在油液中工作，它具有寿命更长，工作更平稳可靠等特点，但由于造价较高，应用面不广。如前所述，电磁换向阀就其工作位置来说，有二位和三位等。二位电磁阀有一个电磁铁，靠弹簧复位;上-页下-页返回第二节

方向控制阀三位电磁阀有两个电磁铁，靠弹簧对中。(3)电磁换向阀的结构。图5-15(a)所示为二位三通交流电磁换向阀结构。在图示位置，油口P和A相通，油口B断开;当电磁铁通电吸合时，推杆1将阀芯2推向右端，这时油口P和A断开，而与B相通。而当磁铁断电释放时，弹簧3推动阀芯复位(图5-15(b)所示为其职能符号。如图5-16所示为-种三位五通电磁换向阀的结构和职能符号。4)液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置换向阀。上-页下-页返回第二节

方向控制阀对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。图5-17(a)为三位四通液动换向阀的结构图，图5-17(b)为职能符号。液动阀的阀芯是靠其两端密封腔中油液的压差来移动的，当控制油路的压力油从阀右边的控制油。K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动，使压力油口P与B相通，A与T相通;当K1接通压力油，K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通;当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间位置。5)电液换向阀电液换向阀是由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。上-页下-页返回第二节

方向控制阀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。在大中型液压设备中，当通过阀的流量较大时，作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大，此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地太小，需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。图5-18所示为弹簧对中型三位四通电液换向阀的结构和职能符号。弹簧对中型三位四通电液换向阀的工作原理为:当先导电磁阀左边的电磁铁通电后使其阀芯向右边位置移动，来自主阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁阀的A’口和左单向阀进人主阀左端容腔，并推动主阀阀芯向右移动，上-页下-页返回第二节

方向控制阀这时主阀阀芯右端容腔中的控制油液可通过右边的节流阀经先导电磁阀的B’口和T'口，再从主阀的T口或外接油口流回油箱(主阀阀芯的移动速度可由右边的节流阀调节)，使主阀P与A,B和T的油路相通;反之，由先导电磁阀右边的电磁铁通电，可使P与B、A与T的油路相通;当先导电磁阀的两个电磁铁均不带电时，先导电磁阀阀芯在其对中弹簧作用下回到中位，此时来自主阀P口或外接油口的控制压力油不再进入主阀芯的左、右两腔，主阀芯左右两腔的油液通过先导电磁阀中间位置的A',上-页下-页返回第二节

方向控制阀B’两油口与先导电磁阀T'口相通，再从主阀的T口或外接油口流回油箱。主阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下，依靠阀体定位，准确地回到中位，此时主阀的P,A,B和T油口均不通。上-页返回下一页第三节

压力控制阀在液压传动系统中，控制油液压力高低的液压阀称之为压力控制阀，简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。压力阀包括:（1）用来控制液压系统压力的阀类。（2）利用压力变化作为信号来控制其他元件动作的阀类。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。在具体的液压系统中，根据工作需要的不同，对压力控制的要求是各不相同的:(1)有的需要限制液压系统的最高压力，如安全阀。(2)有的需要稳定液压系统中某处的压力值，如溢流阀、下-页返回上一页第三节

压力控制阀减压阀等定压阀。(3)还有的是利用液压力作为信号控制其动作，如顺序阀、压力继电器等。5.3.1溢流阀几乎在所有的液压系统中都需要用到溢流阀，其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。(-)溢流阀的作用溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。溢流阀的主要用途有:(1)调压和稳压。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。如图5-19(a)所示，上-页下-页返回第三节

压力控制阀溢流阀2并联于系统中，进入液压缸4的流量由节流阀3调节。由于定量泵1的流量大于液压缸4所需的流量，油压升高，将溢流阀2打开，多余的油液经溢流阀2流回油箱。因此，溢流阀的功用就是在不断的溢流过程中保持系统压力基本不变。(2)限压。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，对系统起过载保护作用。如图5-19（b)所示的变量泵调速系统。在正常工作时，安全阀2关闭，不溢流，只有在系统发生故障，压力升至安全阀的调整值时，阀口才打开，使变量泵排出的油液经溢流阀2流回油箱，以保证液压系统的安全。上-页下-页返回第三节

压力控制阀溢流阀的特征是:阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈，不工作时阀口常开。(二)液压系统对溢流阀的性能要求(1)定压精度高。当流过溢流阀的流量发生变化时，系统中的压力变化要小，即静态压力超调要小。(2)灵敏度要高如图5-19(a)所示，当液压缸4突然停止运动时，溢流阀2要迅速开大。否则，定量泵1输出的油液将因不能及时排出而使系统压力突然升高，并超过溢流阀的调定压力，称动态压力超调，使系统中各元件及辅件受力增加，影响其寿命。溢流阀的灵敏度越高，则动态压力超调越小。(3)工作要平稳，且无振动和噪声。上-页下-页返回第三节

压力控制阀(4)当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。(三)溢流阀的类型根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。(四)溢流阀的结构和工作原理1.直动式溢流阀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等相平衡，以控制阀芯的启闭动作。图5-20(a)所示是-种低压直动式溢流阀。主要由调压手柄、调压弹簧、阀芯、阀体、阀座等组成。P是进油口，T是回油口，进口压力油经阀芯中间的阻尼孔g作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，上-页下-页返回第三节

压力控制阀阀芯在弹簧的作用下处于下端位置，将P和T两油口隔开。当油压力升高，在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力F。此时，阀芯上升，阀口被打开，将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔g用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调整调压手柄可以改变弹簧的压紧力，这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力P。由图5-20(a)还可看出，在常位状态下，溢流阀进、出油口之间是不相通的，而且作用在阀芯上的液压力是由进口油液压力产生的，经溢流阀芯的泄漏油液经内泄漏通道进入回油口T。图5-20(b)所示为直动式溢流阀的图形符号。直动型压力控制阀中，由力直接驱动主控制阀芯，上-页下-页返回第三节

压力控制阀驱动力远小于弹簧力，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，不适合用于高压大流量系统中。直动型溢流阀结构简单，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。一般用于压力小于2.5MPa的小流量场合。2.先导式溢流阀先导型压力控制阀，是指阀体中有大、小两个阀芯，小阀芯为先导阀芯，大阀芯为主阀芯，主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力，并相应形成先导级和主级两个压力调节回路。先导式溢流阀的工作原理:在图5-21中压力油从P，上-页下-页返回第三节

压力控制阀口进入，通过阻尼孔5后作用在导阀1上，当进油口压力较低，导阀上的液压作用力不足以克服导阀左边的弹簧9的作用力时，导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，所以主阀芯2两端压力相等，在较软的主阀弹簧8作用下主阀芯2处于最下端位置，溢流阀阀口P和T隔断，没有溢流。当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于导阀弹簧作用力时，导阀打开，压力油就可通过阻尼孔、经导阀流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主阀芯上端的液压力P2小于下端压力P1，当压力差作用在主阀芯上的力等于或超过主阀弹簧力F，轴向稳态液动力Fs、摩擦力Fbs和主阀芯自重G时，主阀芯开启，油液从P口流人，经主阀阀口由T流回油箱，实现溢流。图5-21所示为先导式溢流阀的结构示意图:上-页下-页返回第三节

压力控制阀由于油液通过阻尼孔而产生的P1与P2之间的压差值不太大，所以主阀芯只需一个小刚度的软弹簧即可;而作用在导阀1上的液压力1z与其导阀阀芯面积的乘积即为导阀弹簧9的调压弹簧力，由于导阀阀芯-般为锥阀，受压面积较小，所以用-个刚度不太大的弹簧即可调整较高的开启压力PZ，用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可调节溢流阀的溢流压力。先导式溢流阀有一个远程控制口K，若将K口用油管接到另-个远程调压阀，调节远程调压阀的弹簧力，即可调节溢流阀主阀芯上端的液压力，从而对溢流阀的溢流压力实现远程调压。但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身导阀的调整压力。上-页下-页返回第三节

压力控制阀上-页下-页返回当远程控制口K通过二位二通阀接通油箱时，主阀芯上端的压力接近于零，主阀芯上移到最高位置，阀口开得很大。由于主阀弹簧较软，这时溢流阀P口处压力很低，系统的油液在低压下通过溢流阀流回油箱，实现卸荷。(五)溢流阀的性能溢流阀的性能包括溢流阀的静态性能和动态性能。1.静态性能(1)压力调节范围。压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允许流量为其额定流量，在额定流量下工作时，溢流阀应无噪声、第三节

压力控制阀溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平稳性要求，-般规定为额定流量的15%。(2)启闭特性。启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系它是衡量溢流阀定压精度的-个重要指标，-般用溢流阀处于额定流量、调定压力P、时，开始溢流的开启压力P、及停止溢流的闭合压力Pb分别与Ps的百分比来衡量，前者称为开启比Uk，后者称为闭合比Ub，即:上-页下-页返回第三节

压力控制阀式中，Ps可以是溢流阀调压范围内的任何-个值，显然上述两个百分比越大，则两者越接近，溢流阀的启闭特性就越好，-般应Uk≥90%,Ub≤85%，直动式和先导式溢流阀的启闭特性曲线如图5-22所示。(3)卸荷压力。当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时，额定流量下的压力损失称为卸荷压力。2.动态性能当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时，它的进口压力，也就是它所控制的系统压力，将如图5-23所示迅速升高并超过额定压力的调定值，然后逐步衰减到最终稳定压力，从而完成其动态过渡过程。上-页下-页返回第三节

压力控制阀定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值Ps的差值为压力超调量

，则压力超调率

为:它是衡量溢流阀动态定压误差的-个性能指标。-个性能良好的溢流阀，其图5-23中所示，t1称之为响应时间;t2称之为过渡过程时间。显然，t1越小，溢流阀的响应越快;t2越小，溢流阀的动态过渡过程时间越短。5.3.2减压阀减压阀是使出口压力(二次压力)低于进口压力(-次压力)的-种压力控制阀。上-页下-页返回第三节

压力控制阀其作用是降低液压系统中某-回路的油液压力，使用-个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀。减压阀按结构形式和工作原理，也可分为直动型和先导型两大类。先导型中，有定值输出减压阀;直动型中，有定差减压阀和定比减压阀。其中，定值输出减压阀应用最广泛，简称为减压阀。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。(-)减压阀的结构和工作原理1.J型(先导型)减压阀上-页下-页返回第三节

压力控制阀J型减压阀的结构与Y型溢流阀类似，不同之处是进、出油口与Y型溢流阀相反，阀芯的形状也不同，减压阀阀芯中间多一个凸肩。此外，由于减压阀的进、出油口都通压力油，所以通过先导阀的油液必须从泄油口L处另接油管，然后引入油箱。图5-24为J型减压阀的结构示意图和图形符号。J型减压阀的工作原理:图5-24(a)所示，P1口是进油口，P2口是出油口，阀不工作时，阀芯在弹簧作用下处于最下端位置，阀的进、出油口是相通的，亦即阀是常开的。若出口压力增大，使作用在阀芯下端的压力大于弹簧力时，阀芯上移，关小阀口，这时阀处于工作状态。若忽略其他阻力，上-页下-页返回第三节

压力控制阀仅考虑作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的条件，则可以认为出口压力基本上维持在某一定值—调定值上。这时如出口压力减小，阀芯就下移，开大阀口，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升到调定值;反之，若出口压力增大，则阀芯上移，关小阀口，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值:将先导式减压阀和先导式溢流阀进行比较，它们之间有如下几点不同之处:①减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。②在不工作时，减压阀进、出油口互通，上-页下-页返回第三节

压力控制阀而溢流阀进出油口不通。③为保证减压阀出口压力调定值恒定，它的导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱;而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的导阀的弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。J型减压阀的工作特性:理想的减压阀在进口压力、流量发生变化或出口负载增加时，其出口压力P1总是恒定不变。但实际上，P2是随P1、q的变化，或负载的增大而有所变化。由图5-24(a)可知，当忽略阀芯的自重和摩擦力，当稳态液动力为凡、时，阀芯上的力平衡方程为:上-页下-页返回第三节

压力控制阀式中ks—弹簧刚度;xc—当阀芯开口xR=0时弹簧的预压缩量，即:若忽略液动力Fbs，且xc≤xc时，则有:这就是减压阀出口压力可基本上保持定值的原因。减压阀的P1-q特性曲线如图5-25所示，当减压阀进油口压力P1基本恒定时，若通过的流量q增加，则阀口缝隙xR加大，出口压力P2略微下降。2.定差减压阀上-页下-页返回第三节

压力控制阀定差减压阀是使进、出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。其工作原理如图5-26所示。高压油p1经节流口xR减压后以低压p2流出，同时，低压油经阀芯中心孔将压力传至阀芯上腔，则其进、出油液压力在阀芯有效作用面积卜的压力莽与弹蓄力相平衡。式中xc—当阀芯开口xc=0时弹簧(其弹簧刚度为)的k、预压缩量。由式(5-10)可知，只要尽量减小弹簧刚度k、和阀口开度xR，就可使压力差却近似地保持为定值。上-页下-页返回第三节

压力控制阀3.定比减压阀定比减压阀能使进、出油口压力的比值维持恒定。图5-27所示为其工作原理图，阀芯在稳态时忽略稳态液动力、阀芯的自重和摩擦力时可得到力平衡方程为:式中ks—阀芯下端弹簧刚度;xc—阀口开度为、R=0时的弹簧的预压缩量;其他符号如图所示。若忽略弹簧力(刚度较小)，则有(减压比):由式(5-12)可见，选择阀芯的作用面积A1和A2，便可得到所要求的压力比，且比值近似恒定。上-页下-页返回第三节

压力控制阀为了使减压回路工作可靠，减压阀的调整压力应在调压范围内，一般不小于0.5MPa，最高调定压力至少比系统压力低0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，应将调速元件放在减压阀之后，因为减压阀起减压作用时，有一小部分油液从先导阀流回油箱，调速元件放在减压阀的后面，则可避免这部分流量对执行元件速度的影响。5.3.3顺序阀顺序阀用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。依控制压力的不同，顺序阀又可分为内控式和外控式两种。前者用阀的进口压力控制阀芯的启闭，后者用外来的控制压力油控制阀芯的启闭(即液控顺序阀)。上-页下-页返回第三节

压力控制阀顺序阀也有直动式和先导式两种，前者一般用于低压系统，后者用于中高压系统。(-)直动式顺序阀图5-28所示为直动式顺序阀的工作原理图和图形符号。当进油口压力P1较低时，阀芯在弹簧作用下处下端位置，进油口和出油口不相通。当作用在阀芯下端的油液的液压力大于弹簧的预紧力时，阀芯向上移动，阀口打开，油液便经阀口从出油口流出，从而操纵另-执行元件或其他元件动作。由图可见，顺序阀和溢流阀的结构基本相似，不同的只是顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路，而溢流阀的出油口通油箱。此外，由于顺序阀的进、出油口均为压力油，上-页下-页返回第三节

压力控制阀所以它的泄油口L必须单独外接油箱。且顺序阀在其下部有-控制油口K，阀芯的启闭是利用通入控制油口Ii的外部控制油来控制。(二)先导式顺序阀先导式顺序阀的工作原理图和图形符号如图5-29所示。将先导式顺序阀和先导式溢流阀进行比较，它们之间有以下不同之处:(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。(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。(3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。上-页下-页返回第三节

压力控制阀5.3.4压力继电器压力继电器是-种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件，它所起的作用就是当回路中的油液压力达到压力继电器的调定压力时，即发出电信号，以此控制电路的接通或断开，从而电磁铁、电磁离合器、继电器等电气元器件动作，使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作，或关闭电动机，使系统停止工作，起安全保护作用等。压力继电器的种类很多，按照结构特点-般可以分为柱塞式、弹簧管式、膜片式和波纹管式。如图5-30(a)所示为单柱塞式压力继电器。压力油从油口P进入压力继电器，作用在柱塞1底部，上-页下-页返回第三节

压力控制阀当系统压力达到调定压力时，作用在柱塞上的液压力克服弹簧力，推动顶杆2上移，使微动开关4的触点闭合(断开)发出电信号)调节螺钉3可改变弹簧的压缩量，相应就调节了发出电信号时的控制油压力。当系统压力降低时，在弹簧力作用下，柱塞下移，离开微动开关4，使触点断开(闭合)，无电信号输出。-般情况下，把压力继电器发出信号时的压力称为开启压力。切断信号时的压力称为闭合压力。由于摩擦力的作用，开启压力要高于闭合压力，其差值称为压力继电器的灵敏度，差值小则灵敏度高。5.3.5压力控制阀的性能比较和使用场合上-页下-页返回第三节

压力控制阀目前所广泛使用的压力控制阀在结构和原理方面十分相似，所不同的只是结构上的局部差别，比如进出油口连接的不一样、阀芯结构形状的局部改变等。压力控制阀有各种不同的类别，可以用在不同需要的场合。如果熟悉各类压力控制阀的结构、性能，各自的不同特点，会对分析、使用、排除故障有很大的帮助。各类溢流阀、减压阀和顺序阀的性能比较、使用场合等见表5-4。上-页返回下一页第四节

流量控制阀在液压系统中，各种执行元件的有效面积一般都是固定不变的，如液压缸的内腔直径等。那么，执行元件的运动速度就取决于输入到执行元件内的液体流量的大小。为了调整执行元件的运动速度，就需要对流量进行调整。流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积的大小或油流通道的长短来控制流量的液压阀类。流量大小的控制原理为:当流量阀在液体流经阀口时，通过改变阀口(一般叫节流口)过流断面积的大小或者液流通道的长短，从而改变液阻(造成压力降、压力损失)，进而控制和改变通过阀口的流量，以达到调节执行元件(液压缸、液压马达等)运动速度的目的。下-页返回上一页第四节

流量控制阀常用的流量控制阀有普通节流阀、调速阀及压力补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。液压传动系统对流量控制阀的主要要求有:(1)较大的流量调节范围，且流量调节要均匀。(2)当阀前、后压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小，以保证负载运动的稳定。(3)油温变化对通过阀的流量影响要小。(4)液流通过全开阀时的压力损失要小。(5)当阀口关闭时，阀的泄漏量要小。5.4.1节流口的形式及特点节流阀节流口通常有三种基本形式:薄壁小孔、上-页下-页返回第四节

流量控制阀细长小孔和厚壁小孔，但无论节流口采用何种形式，通过节流口的流量q及其前后压力差如的关系均可用式q=KA△Pm来表示，三种节流口的流量特性曲线如图5-31所示。由图可知:(1)压差对流量的影响。节流阀两端压差却变化时，通过它的流量要发生变化，三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。(2)温度对流量的影响。油温影响到油液钻度，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔钻度对流量几乎没有影响，故油温变化时，流量基本不变。上-页下-页返回第四节

流量控制阀(3)节流口的堵塞。节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞，这就改变了原来节流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其是当开口较小时，这一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素，尤其会影响流量阀的最小稳定流量-般节流口通流面积越大，节流通道越短和水力直径越大，越不容易堵塞，当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。一般流量控制阀的最小稳定流量为0.05L/min。综上所述，为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。上-页下-页返回第四节

流量控制阀实际使用的流量阀节流口大小的控制方式如图5-32所示。图5-32(a)为针阀式节流口，针阀做轴向移动，改变通流面积，以调节流量其结构简单，但通道长，湿周大，易堵塞，流量受油温影响较大而稳定性差，一般用于要求不高的场合。图5-32(b)为偏心式节流口，阀芯上开有截面为三角形或矩形的偏心槽，转动阀芯就可改变通流面积以调节流量，其性能与针阀式节流口相同，由于其阀芯受径向作用的不平衡力，旋转阀芯时较费力，适用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合。图5-32(c)为轴向三角槽式节流口，阀芯端部开有一个或两个斜三角槽，在轴向移动时，阀芯就可改变通流面积的大小。上-页下-页返回第四节

流量控制阀其结构简单，且调节范围较大，可获得较小的稳定流量，但节流通道有一定的长度，这种形式应用广泛。5.4.2普通节流阀(-)普通节流阀的结构与工作原理图5-33(a)所示为普通节流阀的结构原理图，它的节流口是轴向三角槽式。打开节流阀时，压力油从进油口P，进入，经孔a,阀芯I左端的轴向三角槽，孔b和出油口P2流出。阀芯1在弹簧力的作用下始终紧贴在推杆2的端部。旋转手轮3，可使推杆沿轴向移动，改变节流口的通流面积，从而调节通过阀的流量。图5-33(b)所示为该节流阀的职能图形符号。(二)普通节流阀的流量特点上-页下-页返回第四节

流量控制阀节流阀的流量不仅受到过流断面积的控制，也受到节流口前后压差和温度的影响。在液压系统工作时，由于温度的变化引起液压介质砧性的变化、外界负荷的变化引起节流阀节流口前后压差的变化，都会直接影响节流阀的流量，从而影响系统速度的稳定性。(三)节流阀的刚性节流阀的刚性表示它抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定的能力。即当节流阀开口量不变时，由于节流阀前后压力差如的变化，引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变化越小，节流阀的刚性越大，反之，其刚性则小，如果以T表示节流阀的刚度，则有:上-页下-页返回第四节

流量控制阀由节流阀特性曲线图5-34可得:由图5-34和式(5-14)可以得出如下结论:(1)同一节流阀，阀前后压力差却相同，节流开口小时，刚度大。(2)同-节流阀，在节流开口一定时，阀前后压力差却越小，刚度越低。为了保证节流阀具有足够的刚度，上-页下-页返回第四节

流量控制阀节流阀只能在某-最低压力差却的条件下，才能正常工作，但提高却将引起压力损失的增加。(3)取小的指数。可以提高节流阀的刚度，因此在实际使用中多希望采用薄壁小孔式节流口，即m=0.5的节流口。(4)普通节流阀的特点是结构简单、体积小、成本低、使用方便、维护保养容易。但由于负载和温度的变化对流量的稳定性影响比较大，所以，节流阀只适用于负载和温度变化不大的场合，或者对执行元件速度稳定性要求不高的液压系统具体使用中，节流阀在定量泵的液压系统中与溢流阀配合，组成进油口、出油口、旁路油口的节流调速回路，调节执行元件的速度，或者与变量泵和安全阀组合使用。另外，上-页下-页返回第四节

流量控制阀节流阀也可以作为背压阀使用。5.4.3调速阀和温度补偿调速阀(-)调速阀普通节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下通过它的工作流量受工作负载(亦即其出口压力)变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行补偿，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。即采用调速阀。调速阀是由一个减压阀后面串联一个普通节流阀组成的组合阀。上-页下-页返回第四节

流量控制阀1.工作原理和结构如图5-35所示，调速阀工作原理就是利用前面的减压阀保证后面节流阀的前后压差不随负载而变化，进而保持速度稳定的。当压力为P1的油液流入时，经减压阀阀口h后压力降为Pz，分别经孔道b和f进入油腔c和e。减压阀出口即d腔，同时也是节流阀2的入口。油液经节流阀后，压力由P2降为P3，压力为P3的油液一部分经调速阀的出口进入执行元件(液压缸)，另一部分经孔道g进入减压阀芯1的上腔a。调速阀稳定工作时，其减压阀芯1在a腔的弹簧，压力为P3的油压力和C、e腔的压力为p2的油压力(不计液动力、上-页下-页返回第四节

流量控制阀摩擦力和重力)的作用下，处在某个平衡位置上。当负载R增加时，Ps增加，a腔的液压力亦增加，阀芯下移至一新的平衡位置，阀口h,增大，其减压能力降低，使压力为h，的入口油压降减少一些，故P2值相对增加。所以，当P3增加时，p2也增加，因而差值(P2-P3)基本保持不变;反之亦然。于是通过调速阀的流量不变，液压缸的速度稳定，不受负载变化的影响。2.静特性曲线图5-36为调速阀与普通节流阀特性比较的关系曲线。从图中可以看出，节流阀的流量随压差的变化量较大，而调速阀在进出口压力差却大于一定数值后，流量基本稳定，上-页下-页返回第四节

流量控制阀不受外界压力变化的影响。但在压差较小时，调速阀的性能与普通节流阀相同，即二者曲线重合，这是由于较小的压差不能使调速阀中的减压阀芯抬起，不起减压作用，整个调速阀相当于节流阀的结果。因此，为了保证调速阀正常工作，必须保证其前后有一个最小压力差(中低压调速阀为0.4~0.5MPa.高压调速阀为1MPa)，这样才能发挥调速阀的作用。3.-般应用调速阀的应用和普通节流阀完全相似，可以与定量泵和溢流阀配合，组成进油口、出油口、旁路油口的节流调速回路，调节执行元件的速度，或者与变量泵和安全阀组合使用，上-页下-页返回第四节

流量控制阀组成容积节流调速回路等。与普通节流阀不同的是，调速阀用在对速度稳定性要求比较高的液压系统中。(二)温度补偿调速阀普通调速阀的流量虽然已能基本上不受外部负载变化的影响，但是当流量较小时，节流口的通流面积较小，这时节流口的长度与通流截面水力直径的比值相对地增大，因而油液的砧度变化对流量的影响也增大，所以当油温升高后油的钻度变小时，流量仍会增大，为了减小温度对流量的影响，可以采用温度补偿调速阀。温度补偿调速阀的压力补偿原理部分与普通调速阀相同，据上-页下-页返回第四节

流量控制阀可知，当△P不变时，由干钻度下降，K值(m≠0.5的孔口)上升，此时只有适当减小节流阀的开口面积，方能保证q不变。图5-37为温度补偿原理图，在节流阀阀芯和调节螺钉之间放置一个温度膨胀系数较大的聚氯乙烯推杆，当油温升高时，本来流量增加，这时温度补偿杆伸长使节流口变小，从而补偿了油温对流量的影响。在20℃-60℃的温度范围内，流量的变化率超过10%，最小稳定流量可达20mL/min(3.3x10-7m3/s)。5.4.4溢流节流阀(旁通型调速阀)溢流节流阀也是一种压力补偿型节流阀，如图5-38所示:上-页下-页返回第四节

流量控制阀从液压泵输出的油液有一部分从节流阀4进入液压缸左腔推动活塞向右运动，另一部分经溢流阀的溢流口流回油箱，溢流阀阀芯3的上端a腔与节流阀4上腔相通，其压力为p2;b腔和下端。腔与溢流阀阀芯3的油液相通，其压力即为液压泵的压力P1，当液压缸活塞上的负载力F增大时，压力P2升高，a腔的压力也随之升高，使阀芯3下移，从而关小溢流口，这样就使液压泵的供油压力p1又逐渐增加。从而使节流阀4的前、后压力差(P1-P2)基本保持不变。这种溢流阀一般附有安全阀2，以免系统过载。知识拓展比例控制阀、插装阀和叠加阀上-页下-页返回第四节

流量控制阀比例阀、插装阀和叠加阀都是近年来随着液压应用范围越来越广泛、液压技术。越来越进步而获得迅速发展的液压阀。与普通液压阀相比，有着许多显著的优点。(-)比例控制阀-般的液压阀都是对系统的液压参数(比如流量、压力等)进行通断式控制的元件。但目前通断式控制已经不能满足要求，而希望采用较简单的电器装置，在对精度和响应速度没有很高要求的情况下实现连续控制或遥控比例控制阀是一种介干普通控制元件和伺服控制元件之间的新型电液控制元件。比例控制阀既可以根据输入的电信号大小连续地、上-页下-页返回第四节

流量控制阀按比例地对液压系统中液流的压力、流量和方向实现远距离控制，还可防止液压冲击。其结构设计、工艺性能、使用维修和价格都介于通断式控制元件和伺服控制元件之间，并兼备了两种元件的一些特点。近年来在液压系统中，尤其是在有简易的自动控制的液压系统中得到了较多的应用。比例阀按其控制的参数可分为比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀和比例复合阀。前两种为单参数(压力或流量)控制阀，后两种同时控制多个参数(流量和方向等)。目前常用的比例阀大多是电器控制的，所以-般也称电液比例阀。电液比例阀具有很多优越性，它能简单地实现遥控，连续地按比例地控制液压系统的力和速度，上-页下-页返回第四节

流量控制阀并能简化液压系统的油路及减少液压元件的数量。它被广泛地应用于要求对液压参数进行连续、远距离控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。1.电液比例压力阀如图5-39所示为一种比较典型的比例溢流阀结构及其职能图形符号。电液比例溢流阀是由直流比例电磁铁和先导式溢流阀组成的二工作原理为:当电流(电信号)输入电磁铁1后，便产生与电流成比例的电磁推力，该力通过推杆。2、弹簧3作用于导阀芯5上，(弹簧3是传力弹簧，无压缩量，只起传递电磁吸力的作用)，上-页下-页返回第四节

流量控制阀这时顶开导阀芯所需要的压力就是系统所调定的压力。因此，系统压力与输入电流成比例。如果输入电流按比例或按一定程序变化，则比例溢流阀所控制的系统压力也按比例或按一定程序变化。利用电液比例溢流阀可以实现多级压力控制，如图5-40所示当以不同的信号电流输入时，可获得多级压力控制它与-般溢流阀的多级压力控制相比，元件数量少，回路简单，若输人连续变化的信号，则可实现连续的压力控制。目前电液比例溢流阀较多地应用干液压机、注射成型机、轧板机等液压系统。电液比例压力阀与普通压力先导阀的区别在于:上-页下-页返回第四节

流量控制阀同阀芯上液压力进行比较的是比例电磁铁的电磁吸力，而不是弹簧力。由于一般先导式压力阀都由导阀和主阀两部分构成，因此，只要改变图5-39所示结构的主阀，就可以获得比例减压阀、比例顺序阀等不同类型的比例阀。若将图5-39所示结构的先导阀部分去掉，便是直动式比例压力阀的结构形式。采用比例压力控制阀后不仅大大减少了液压元件，简化了管路，方便了安装、使用和维修，降低了成本，而且显著提高了控制性能，避免了压力调整引起的液压冲击和振动。2.比例流量控制阀用比例电磁铁来改变节流阀的开口，就成为比例节流阀。上-页下-页返回第四节

流量控制阀将此阀和定差减压阀组合在一起，就成为比例调速阀。如图5-41所示为电磁比例调速阀结构及图形符号。当电流输入比例电磁铁3时，比例电磁铁便产生-个与电流成比例的电磁力。节流阀阀芯2在比例电磁铁3的磁力作用下，经推杆4作用于节流阀阀芯2上，使阀芯左移，阀口开度增加。当作用于阀芯上的电磁力与弹簧力相平衡时，节流阀阀芯停止移动，节流口保持一定的开度。当不同的信号电流输入时，便有不同的节流口开度由于减压阀阀芯1能保证节流阀前后的压力差不变，所以通过对应的节流口开度的流量也恒定。上-页下-页返回第四节

流量控制阀当无电信号输入时，节流阀在弹簧力的作用下关闭阀口，输出流量为零。因此，只要改变输入比例电磁铁的电流的大小，即可控制通过调速阀的流量。若输入信号电流是连续按比例地或按一定程序改变，则比例调速阀所控制的流量也就连续地按比例地或按一定程序改变，以连续地实现执行部件的速度调节。比例调速阀常用于注射成型机、抛砂机、多工位加工机床等的速度控制系统中。3.比例方向阀如图5-42所示为电液比例方向阀结构原理。电液比例方向阀是以比例减压阀为先导阀，上-页下-页返回第四节

流量控制阀利用减压阀出口压力来控制液动换向阀，从而来控制系统的油液流动方向和流里。其工作过程为:当直流电信号输入电磁铁8时，电磁铁8产生电磁力，经推杆将减压阀芯推向右移，通道2与a沟通，压力油则自P口进入，经减压阀阀口后压力降为p2，并经孔道h流至液动换向阀11的右侧，推动阀芯5左移，使阀11的P、B口沟通。同时，反馈孔3将压力油压力P2引至减压阀的右侧，形成压力反馈。当作用于减压阀芯的反馈油压与电磁力相等时，减压阀处于平衡状态，液动换向阀则有-相对应的开口量。压力P2与输入电流量成比例，阀n的开口量又与压力P2呈线性关系，上-页下-页返回第四节

流量控制阀所以阀11的开口量即阀11的通流量与输入电流的大小成比例(增大输入电流，可使P至B之间的过流断面积变大，流量增加。若信号电流输入电磁铁4，则使阀芯5右移，压力油从孔口.9流出，液流变向)。由此可见，电液比例方向阀既可改变液流方向，又可调速，且二者均由输人电流连续控制此外，液动换向阀的端盖上装有节流阀C,7，还可用来调节液动换向阀的换向时间。比例方向阀与伺服阀相比，虽然控制精度较低，但由于作用相似，所以其应用的范围也同伺服阀相近，应用最多的是位置控制回路。另-方面，比例阀的流量控制范围较伺服阀大得多，因此不仅在中小流量液压系统中应用广泛，上-页下-页返回第四节

流量控制阀而且在注塑机、车辆、机床、船舶等方面也得到应用。(二)插装阀为了适应现代液压技术的需要，把相关的阀做成插装阀。常用的插装阀有二通插装阀，由于插装元件已标准化，可将J七个插装式元件组成复合阀。和普通液压阀比较，插装阀有如下的优点:(1)通流能量大，特别适用于大流量的场合，它的最大通径可达200mm~250mm，通过的流量可达10000L/min。(2)阀芯动作灵敏。(3)密封性好，泄漏小。上-页下-页返回第四节

流量控制阀(4)结构简单，易于实现标准化图5-43(a)所示为二通插装阀的插装式元件的结构示意图，图5–43（b）为职能图形符号。插装式元件由阀套1、阀芯2和弹簧3组成。A,B为主油路接口，C为控制油路接口。其工作过程为:设A、B、C油口的压力为pA、pB、pC，作用面积分别为a1、a2、a3且a3=a1+a2，其中Fs为弹簧的作用力，如不考虑阀芯的质量和液流的液动力，则当pAA1+pBA2>pcA3+Fs时，阀芯开启，油路A,B相通。如阀的A口通压力油，U口为输出口，只要改变控制口C的压力便可控制B口的输出。当控制口C接油箱时，则A、B接通。当控制口C接通控制压力油液Pc,上-页下-页返回第四节

流量控制阀pcA3+Fs>pAA1+pRA2时，阀芯关闭，A、B油口不连通。把二通插装阀的盖扳做成不同的结构和形式，与各种先导阀组合后，就可成为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀从工作原理而言，二通插装阀是一个液控单向阀。(三)叠加阀叠加式液压阀简称叠加阀、。其阀体本身既是元件又是具有油路通道的连接体，阀体的上、下两面做成连接面。选择同一通径系列的叠加阀，叠合在一起用螺栓紧固，即可组成所需要的液压传动系统。叠加阀按功用的不同分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三类，上-页下-页返回第四节

流量控制阀其中方向控制阀仅有单向阀类。1.叠加阀的结构及工作原理叠加阀的工作原理与一般液压阀相同，只是具体结构有所不同。图5-44(a)所示为Y1-F10D-P/T先导型叠加式溢流阀的结构原理图，图5-44(b)为其职能图形符号。该阀由先导阀和主阀两部分组成，先导阀为锥阀，主阀相当于锥阀式的单向阀。其工作原理是:压力油由P口进入主阀阀芯6右端的e腔，并经阀芯上阻尼孔d流至阀芯6左端b腔，再经小孔a作用于锥阀阀芯3上。当系统压力低于溢流阀调定压加寸，锥阀关闭，主阀也关闭，阀不溢流。上-页下-页返回第四节

流量控制阀当系统压力达到溢流阀的调定压力时，锥阀阀芯3打开，b腔的油液经锥阀口及孔c由油口T流回油箱，主阀阀芯6右腔的油经阻尼孔d向左流动，于是使主阀芯的两端油液产生压力差。此压力差使主阀阀芯克服弹簧5的作用力而左移，主阀阀口打开，实现了自油口P向油口T的溢流。调节弹簧2的压缩量便可调节溢流阀的调整压力，即溢流压力。2.叠加式液压系统的组装叠加阀自成体系，每一种通径系列的叠加阀，其主油路通道和螺钉孔大小、位置、数量都与相应通径的板式换向阀相同.因此，将同一通径系列的叠加阀互相叠加，可直接连接而成集成式液压系统。上-页下-页返回第四节

流量控制阀如图5-45所示为叠加式液压装置示意图。最下面的是底板，底板上有进油孔、回油孔和通向液压执行元件的油孔。底板上面第一个元件一般是压力表开关，然后依次向上叠加各压力控制阀和流量控制阀，最上层为换向阀，用螺栓将它们紧固成-个叠加阀组，一般一个叠加阀组控制一个执行元件。如果液压系统有几个需要集中控制的执行元件，则用多联底板，并排在上面组成相应的几个叠加阀组，这样可以充分发挥叠加阀的优点。(四)电液数字控制阀用数字信息直接控制的液压阀，称为电液数字控制阀，简称数字阀。上-页下-页返回第四节

流量控制阀它是20世纪80年代初期出现且目前正在研究开发的新型液压控制阀。用计算机对电液系统进行控制，是今后液压技术发展的必然趋势。数字阀可直接与计算机连接，不需要“数-模”转换器。与电液比例控制阀、电液伺服控制阀相比，数字阀具有与计算机接口容易、结构简单、工艺性好、可靠性高、价格低廉、抗污染性强、重复性好和功率损失小等优点。数字阀已在塑料注射成型机、压榨机、运输线、机床、飞行控制系统等方面得到了应用，有着广阔的发展前景。接受计算机数字控制的方法有多种，当今技术较成熟的是增量式数字阀，上-页下-页返回第四节

流量控制阀即用步进电动驱动的液压控制阀它是在原有步数的基础上增加或减少一些步数以达到控制的目的，这种方法称为增量法。用这种方法控制的液压控制阀称为增量式数字阀，目前已有数字流量阀、数字压力阀等系列产品。步进电机能接收计算机发出的经驱动电源放大的脉冲信号，每接收一个脉冲便转动一定的角度。步进电机的转动又通过凸轮或丝杠等机构转换成直线位移量，从而推动阀芯或压缩弹簧，实现液压控制阀对液流方向、流量或压力的控制。1.增量式数字流量阀如图5-46所示为增量式数字流量阀。当计算机发出信号后，步进电机1转动，上-页下-页返回第四节

流量控制阀通过滚珠丝杠2将旋转角度转化为轴向位移，带动节流阀阀芯3移动，开启阀口。步进电机转动一定的步数，对应于阀芯一定的开度该阀有两个节流口，当阀芯移动时，首先打开右边的非全周节流口，流量较小;继续移动，打开左边第二个全周节流口。流量较大，可达3600L/min。该阀的流量由阀芯3、阀套4及推杆5的相对热膨胀取得温度补偿C当油液温度上升时，油的砧度下降，流量增加二与此同时，阀套、阀芯及连杆的不同方向的热膨胀使阀的开口变小，从而保持流量的恒定。该阀无反馈功能，但装有零位移传感器6，在每个控制周期终了时，阀芯都可在它的控制下回到零位。上-页下-页返回第四节

流量控制阀这样就能保证阀芯的每个工作周期都在相同的位置开始，使阀有较高的重复精度。2.增量式数字压力阀如图5-47所示为增量式数字压力阀，其中，图5-47(a)为结构原理图，图5-47(b)为压力控制阀先导级的示意图。当计算机发出脉冲信号时，使步进电机1转动且带动偏心轮2转动，顶杆3作往复运动，从而使弹簧的压缩量及先导阀的针阀4的开度产生相应的变化，也就调整了压力。该数字阀的最高压力和最低压力取决于凸轮的行程和弹簧的刚度及压缩量。这种压力阀也可手动调节，图5-47(a)上的手轮5即为手动调节压力时使用。上-页下-页返回第四节

流量控制阀应用举例(1)弹簧对中型三位四通电液换向阀，其先导阀的中位机能能否选用0型?为什么?答:弹簧对中型三位四通电液换向阀，其先导阀的中位机能不能选用0型。其原因主要是当两个电磁铁都断电时，0型中位机能的电磁阀不能使主阀芯两端接通油箱而泄压，从而不能保证先导阀断电时，使主阀芯可靠的停留在中位，失去了先导阀对主阀的控制作用。(2)先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用?是否可以将阻尼小孔加大或堵塞。答:阻尼小孔的作用是产生主阀