液压传动 课件 第六章 液压控制阀

液压控制阀概述第六章液压控制阀2内容提要分类和作用基本要求基本参数安装连接方式1234一、分类和作用方向控制阀压力控制阀流量控制阀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液压元件。按照功能分：在结构上，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。在控制模型上，基本所有的阀都可以等效成一个质量-弹簧-阻尼系统。在工作原理上，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。控制阀的共同之处一、分类和作用分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、限压切断阀、压力继电器流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、分流节流阀、比例流量控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀锥阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀喷嘴挡板阀单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀按操作方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机/液/气动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀、多路阀插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、盖板式插装（二通插装阀）

比例阀电液比例压力阀、电液比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例复合阀、电液比例多路阀伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服数字控制阀数字控制压力阀、数字控制流量阀与方向阀按输出参数可调节性分类开关控制阀方向控制阀、顺序阀、限速切断阀、逻辑阀输出参数连续可调的阀溢流阀、减压阀、节流阀、调速阀、各类电液控制阀（比例阀、伺服阀）二、基本要求（1）动作灵敏，工作可靠，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。额定压力（Ratedpressure）在正常工作条件下，按试验标准规定连续工作的最高压力，应符合国标GB/T2346-2003流体传动系统及元件公称压力系列中规定的压力。三、基本参数额定流量（公称流量，Ratedflow）在额定工作条件下的最大流量。工程应用上，阀的额定流量一般是指阀口开度最大、阀口压差最小工作压差时，阀所通过流量大小。最大流量（Maximumflow）在保证液压控制阀基本功能的前提下的流量上限值。最大流量一般大于等于额定流量。1、方向阀：对于常规的开关式方向阀，其最大流量等于额定流量。对于比例式方向阀，最大流量大于额定流量。2、溢流阀：实际溢流阀工作时，阀口压差远大于卸荷压力，实际最大流量也大于额定流量。3、节流阀额定流量一般也是定义在最小工作压差（5-10bar）时通过阀口的最大流量。而实际工作时，其阀口实际压差也可能大于某个压差，其实际流量也会大于其额定流量，最大可达2-4倍。因此在选型节流阀时，不能简单的将在轻载工况时执行机构所需要的最大流量作为节流阀的额定流量。4、调速阀的额定流量和最大流量相同。三、基本参数公称通径（Nominalportdimension）名义上规定的油口尺寸，在使用公称通径时，需要注意以下几点：（1）公称通径指液压阀的进出油口的名义尺寸，它并不代表进出油口的实际尺寸。如公称通径为20mm的电液换向阀，进出油口的实际尺寸是21mm，公称通径为32mm的溢流阀，进出油口的实际尺寸是28mm。（2）同一公称通径的不同类型的液压阀的进出油口的实际尺寸也并不完全相同。如公称通径为10mm的直角单向阀的进出油口的实际尺寸为13mm，而同一公称通径的电磁换向阀的进出油口实际尺寸为10mm。这是因为公称通径仅仅决定了阀的规格，而进出油口的实际尺寸，却受油流速度及其它设计参数要求的限制，或受结构特点的影响。三、基本参数液压阀从安装连接方式来分，大致可分为管式、板式、叠加式和插装式等几类。在固定式工业机械中使用时宜首选板式安装阀或插装阀。四、安装连接方式管式阀（Pipe-mountedvalve）的进出油口都带有内螺纹，通过相连接的管接头与管道，和其它元件相连管式阀是各种安装连接方式中唯一的一种独立完整的阀：接上管接头和管道就能用，不需要其它任何配件四、安装连接方式管式阀（Pipe-mountedvalve）连接管道的油口不是直接做在阀上，而是做在底板上，阀通过螺栓被固定在底板上更换阀时不必拆卸管道，可以大大缩短维修时间和费用。板式连接的标准化进展比较顺利。四、安装连接方式板式阀（Sub-platevalve）更换时不必拆卸管道减少了连接管道和相应的管接头，使得潜在的外泄漏危险减少系统所占据的空间和重量降低管路的压力损失减少，发热也随之下降系统的响应时间可以显著缩短集成块可以不在现场组装，故障率也可以大大下降四、安装连接方式板式阀集成块——优点（1）集成块的表面积是随长度的平方增加的，而块体的质量却是随长度的立方增加。（2）集成块越大，内部的连通孔就越长，而钻深孔的代价也是随着孔深，不是线性而是抛物线增加的四、安装连接方式板式阀集成块——缺点是板式阀向高度方向的延伸、扩展和集成一般来说，一叠控制一组执行器，可以实现复杂的功能，又非常灵活，易于更换改变。使用叠加阀，可以在一定程度上缓解纯板式阀集成块遇到的体积大、要加工深孔的问题，但却增加了潜在的泄漏风险。四、安装连接方式叠加阀（Sandwichvalve）可以看做不穿外衣的阀，因为它们都不带外壳，必须安装在一个阀块或集成块内才能工作许多插装阀可以挤在一个集成块里，所以非常紧凑集成了集成块的所有优点二通盖板式（Two-portcoverplate）和螺纹连接式（Screw-in）这两类四、安装连接方式插装阀（Cartridgevalve）一般还需要附加先导控制阀才能工作由先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）、控制盖板、逻辑单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）、阀块体组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称为二通插装阀四、安装连接方式插装阀——二通盖板式1—先导控制阀；2—控制盖板；3—逻辑单元（主阀）；4—阀块体A和B为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导阀相接）。当K口通油箱时，阀芯上侧的弹簧腔压力为零，此时油液可以从A到B或者从B到A，即A与B相通；反之，当K口进压力油时，由于弹簧腔的有效作用面积大，因此A与B之间关闭，油液不流通盖板式插装阀一定要与集成块方式配合使用，如图所示四、安装连接方式插装阀——二通盖板式工作原理不需要外加盖板或其它先导阀即可实现既有功能，具有零泄漏、性价比高、重量轻、体积小、集成度高等优点主要元件都是轴向排列，螺纹插装阀利用螺纹，拧入集成块或阀块中的安装孔后，就能独立地完成一个或多个液压功能，如溢流阀、电磁换向阀、流量控制阀、平衡阀等四、安装连接方式螺纹连接式THEEND!换向阀的工作原理和分类主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀21内容提要工作原理和图形符号操纵方式及基本结构12一、工作原理和图形符号换向阀（Directionalcontrolvalve）是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。（1）油液流经换向阀时的压力损失要小（2）互不相通的油口间的泄漏要小（3）换向要平稳、迅速且可靠要求PTABABPT溢流阀液压泵（a）换向阀处于右位一、工作原理和图形符号ABPT溢流阀液压泵PTAB（b）换向阀处于左位一、工作原理和图形符号一、工作原理和图形符号

按接口数及切换位置数分类

接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为P，回油口则标为R或T，出油口则以A、B来表示。通常我们将接口称为“通”。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数,

将阀芯的位置称为“位”。例如：图所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。二位三通换向阀三位四通换向阀二位二通换向阀一、工作原理和图形符号

按接口数及切换位置数分类二、操纵方式及基本结构换向阀的操纵方式二、操纵方式及基本结构手动换向阀

手动换向阀是利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向的，如图所示为手动换向阀的图形符号。图a为自动复位式手动换向阀，手柄左扳则阀芯右移，阀的油口P和A通，B和T通；手柄右扳则阀芯左移，阀的油口P和B通，A和T通；放开手柄，阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位（四个油口互不相通）。

如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为图b的形式,即成为可在三个位置定位的手动换向阀

图c、d为其图形符号图。二、操纵方式及基本结构手动换向阀二、操纵方式及基本结构机动换向阀

机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制液压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。二、操纵方式及基本结构机动换向阀

图a是机动阀滚轮与推杆的示意图，b为滚轮式二位二通常闭式机动换向阀的结构示意图，若滚轮未受力，阀芯处于图示状态，则油口P和A不通，当挡铁或凸轮压住滚轮时，阀芯右移，则油口P和A接通。图c为其图形符号。二、操纵方式及基本结构电磁换向阀

利用电磁铁的通、断电而直接推动阀芯来控制油口的连通状态。图为单电磁铁控制的电磁换向阀，一般用在两位电磁换向阀上。也有双电磁铁的形式，如三位五通电磁换向阀的局部剖视图、实物图及图形符号图。二、操纵方式及基本结构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的换向阀阀芯是由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口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。由于液压力较大，因此，通径比较大的换向阀的阀芯的主动推力基本都采用这种形式。二、操纵方式及基本结构电液换向阀电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。电磁换向阀起先导作用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动换向阀阀芯的位置。由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以做得很大，允许有较大的油液流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。二、操纵方式及基本结构电液换向阀_先导节流控制电液换向阀液控换向阀换向时，迫使大流量的液压油改变方向，会产生一个较大的冲击。如图所示为一个先导节流控制的电液换向阀，可以减缓主阀芯的换向运动，从而降低冲击。先导节流控制器是一个叠加阀，安装在先导级和主级之间。由两个单向节流阀组成，其主要用途为一个方向的单向节流阀的节流口对弹簧腔的回油进行节流控制，而另外一个弹簧腔的进油的单向节流阀的单向阀打开。节流阀的开度越小，阀芯的换向时间越长。该方案可以降低冲击，但不能消除冲击。先导级主级先导节流控制器二、操纵方式及基本结构电液换向阀_需要预开阀的电液换向阀当电液换向阀的主级-液动换向阀的中位机能为M，H等液压泵在中位卸荷的情况时，如果先导级-电磁换向阀的控制压力为内控时，需要在阀体中设置一个预开阀，如图所示的单向阀，也可以采用节流孔来替代，确保先导控制压力满足其最小控制压力要求。二、操纵方式及基本结构比例式电磁换向阀比例方向阀是以在阀芯外装置的电磁线圈所产生的电磁力，来控制阀芯的移动，依靠控制线圈电流来控制方向阀内阀芯的位移量，故可同时控制油流动的方向和流量。THEEND!单向阀主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀40内容提要单向阀的工作原理单向阀的结构对单向阀的要求单向阀的应用1234单向阀使油只能在一个方向流动，反方向则堵塞。一、单向阀的工作原理结构剖视图实物剖视实物图单向阀（checkvalve）管式threatedconnection插装式cartridge底板式subplatemounting二、单向阀的结构叠加式

sandwichplate模块化设计modulardesign单向阀发展趋势二、单向阀的结构普通单向阀的阀芯形式球阀型锥阀型滑锥型座阀型二、单向阀的结构普通单向阀阀芯形式主阀芯采用钢球和锥阀的区别？

钢球密封结构简单，易产生振动和噪声，适应于小通径单向阀锥面导向性好，运动平稳，加工精度高，保证同轴度，锥面精磨有无弹簧的区别？大多数带较软的弹簧；0.3MPa以上开启压力在原理图上标注弹簧大通径无弹簧，靠自重回位，需垂直安装二、单向阀的结构单向阀结构要素A-B导通B-A不通弹簧与出油口B连通B-A导通A-B不通弹簧与出油口A连通AB作用于阀芯的力同向不能作为单向阀使用二、单向阀的结构直通式单向阀油流方向和阀的轴线方向相同管式连接阀，油口可通过管接头和油管相连重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重321ABAB3211—阀体；2—阀芯；3—弹簧；二、单向阀的结构直角式单向阀进出油口的轴线均与阀的轴线方向垂直板式连接阀，靠螺钉固定在机体上阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接阀体的平面和机体的平面紧密贴合，用“O”形密封圈使它们密封ABAB二、单向阀的结构直角式单向阀直通式结构简单，体积小易受流动影响产生振动换弹簧麻烦321ABAB321ABAB二、单向阀的结构直角式单向阀二、单向阀的结构开启压力要小;单向阀的弹簧较软，开启压力一般为0.03-0.05MPa，背压阀为0.3-0.5MPa;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;

阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。三、对单向阀的要求25134

隔离作用单向阀5：将泵与工作系统隔离开来单向阀1和2：将两个工作系统隔离开来四、单向阀的应用做背压阀使用有杆腔回油经单向阀回油箱单向阀约有0.5MPa压力有杆腔保持一定压力，称为背压防止活塞冲击保证活塞运动平稳背压阀四、单向阀的应用THEEND!换向阀的中位机能主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀56内容提要什么是中位机能常用的中位机能及应用中位机能的选择123一、什么是中位机能当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，须使用3位阀，（即除前进端与后退端外，还有第三位置）此阀双边皆装弹簧，如无外来的推力，阀芯将停在中间位置，称此位置为中间位置，简称为中位，换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机能。换向阀不同的中位机能,可以满足液压系统的不同要求中位机能是通过改变阀芯的形状及与阀体的相对位置得到的。二、常用的中位机能机能特点和作用结构原理图中位图形符号机能代号各液口全部封闭，缸两腔封闭，系统不卸荷，液压缸充满油，从静止到启动平稳；制动时运动惯性引起液压冲击较大；换向位置精确压力油P与缸两腔连通，可形成差动回路，回油口封闭。从静止到启动较平稳制动时缸两腔均通压力油，故制动较平稳换向位置变化比H型较小，应用广泛各液口全部连通，系统卸荷，缸成浮动状态。液压缸两腔接油箱，从静止到启动有冲击；制动时接油口互通，故制动较O型平稳；但换向位置变动大油泵不卸荷，缸两腔通回油，缸成浮动状态。由于缸两腔接油箱，从静止到启动有冲击。制动性能介于Q型与B型之间油泵卸荷，液压缸一腔封闭一腔接回油，两个方向换向性能不同油泵卸载，缸两腔封闭；可用于油泵卸荷液压缸锁紧的液压回路中。各液口半开启接通，P口保持一定的压力；换向性能介于O型和H型之间二、常用的中位机能O型中位机能PABT1T2ABPT1T2（T）PABT三位四通三位五通在中位时四个油口互不相通二、常用的中位机能O型中位机能特点ABPT1T2（T）系统保压：P口被堵塞时，此时油需从溢流阀流回油箱，增加功率消耗；但是液压泵能用于多缸系统。任意位置停止A、B口都堵塞时，换向（制动）不平稳启动平稳二、常用的中位机能M型中位机能PABT1T2ABABPT1T2（T）PT三位四通三位五通在中位时油口P和T相通，油口A和B被封堵二、常用的中位机能M型中位机能特点ABPT1T2（T）系统卸荷：因P、T口相通，输出的油液不经溢流阀即可流回油箱，由于P口直接与油箱相通，所以泵的输出压力近似为零，也称泵卸荷，以减少功率损失不允许多个执行机构并联共用一个液压泵源任意位置停止A、B口都堵塞时，换向（制动）不平稳启动平稳同通径的M型中位机能的换向阀的额定流量和其它中位机能的换向阀相比更小中位卸荷通道压降大二、常用的中位机能Y型中位机能PABT1T2ABABPT1T2（T）PT三位四通三位五通在中位时油口A、B均与T相通二、常用的中位机能Y型中位机能特点ABPT1T2（T）系统保压：因P口堵死，允许多个执行机构并联共用一个液压泵源液压缸处于浮动状态启动不平稳常用于在中位时与液控单向阀配合使用来锁紧液压缸二、常用的中位机能P型中位机能PABT1T2ABPT1T2（T）PABT三位四通三位五通在中位时油口A、B均与P相通二、常用的中位机能P型中位机能特点ABPT1T2（T）液压缸处于差动状态，快速运动当切换换向阀的三个工作位置时，即可实现液压缸带动工作台完成快进-工进-快退工作循环二、常用的中位机能H型中位机能PABT1T2ABABPT1T2（T）PT三位四通三位五通在中位时油口四个油口均相通二、常用的中位机能H型中位机能特点ABPT1T2（T）四个油口互通泵卸荷液压缸浮动启动不平稳一般与液压锁配合使用，在中位时对液压缸进行双向闭锁三、中位机能的选择（1）是否需要保压。某P口堵死时，系统可以实现保压，可用于多执行器系统。（2）是否需要卸荷。当油口P和T相通时，液压泵卸荷，以降低液压泵的功率消耗。（3）换向（制动）平稳性和精度。当A、B口都堵塞时，换向（制动）不平稳，易产生冲击（思考：此时属于何种类型的液压冲击呢？），但换向精度高；当A、B口都接T口时，换向（制动）平稳，但换向精度低。（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。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。（5）启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如果通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳。THEEND!流量控制阀主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀72内容提要普通节流阀单向节流阀节流阀的静态特性123一、节流阀节流阀（Throttlevalve）是根据孔口与阻流管原理所作出的。如图所示，该节流阀可以实现双向节流，液压油经过侧孔3进入阀体2和调节套1构成节流口4。旋转调节套1可以无级调节节流口4的过流面积。1—调节套；2—阀体；3—侧孔；4—节流口一、节流阀单向节流阀由节流阀和单向阀并联组合而成。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，使油液在正反向流通时经过不同的阀，以获得不同的控制特性。流体正向流动时，液压油和弹簧6将阀芯5压在阀座上，封闭连通，液压油通过侧孔3进入阀体2和调节套1构成的节流口4。当流体反向流动时，压力作用于阀芯5的锥面上，打开阀口，使液压油无节流的通过单向阀。此外，部分液压油通过环型槽达到自我清洁效应。1—调节套；2—阀体；3—侧孔；4—节流口；5—阀芯；6—弹簧一、节流阀节流阀的静态特性压力特性流量特性最小压差特性调节特性一、节流阀节流阀的压力特性一、节流阀节流阀流量特性节流阀的节流口形式可归纳为三种基本形式：孔口、阻流管、与介于两者之间的节流孔。根据实验，通过节流口的流量可用下式表式：式中：—节流口节流面积的大小—节流口形状指数：，孔口，阻流管—节流阀进出口压力差—由节流口形状与油液粘度决定的系数一、节流阀压差变化对流量稳定性的影响当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。一、节流阀压差变化对流量稳定性的影响刚度的物理意义如下：当△p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从上式看，刚度就越小。反之，则刚度大。流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；节流口形状指数m越小，刚度越大。薄壁孔（m＝0.5）比细长孔（m＝1）的流量稳定性受ΔP变化的影响要小。一、节流阀油温变化对流量稳定性的影响

油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。对于薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响。节流口形式越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好一、节流阀最小稳定流量和流量调节范围一般节流阀，只要保持油足够清洁，一般不会出现阻塞。有的系统要求液压缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小，在保持所有因素不变的情况下，通过节流口的流量出现周期性的脉动，时大时小，甚至出现断流的情况，这就是节流阀的阻塞现象。节流口的阻塞会使得液压系统中的执行元件的速度不均匀。每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限制，称为节流阀的最小稳定流量。流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。流量调节范围指的是通过阀的最大流量与最小稳定流量之比，一般应在50以上。一、节流阀产生堵塞的主要原因（1）油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处；（2）由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动;（3）阀口压差较大时容易产生堵塞现象。一、节流阀减轻堵塞现象的措施（1）采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。（2）适当选择节流口前后的压差，用多个节流口串联。一般取Δp＝0.2～0.3MPa。（3）精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。（4）节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，选用抗氧化稳定性好的油液、减小节流口表面粗糙度，以减小吸附层的厚度。一、节流阀调节特性节流阀的调节应尽可能的简便、快捷、准确。在小流量调节时，如通流截面相对于阀芯位移的变化率较小，则调节的精确性就高。应用节流阀一般应用于定量泵系统中，与溢流阀一起完成对执行元件的调速。调节节流阀的开口，便可以调节执行元件运动速度的大小。节流阀也可以用作模拟负载，对实验系统进行加载，例如在液压泵的性能测试实验中即是通过调节节流阀的开口大小实现液压泵出口压力大小的调节。对流量控制阀的要求l）阀的压差变化时，通过阀的流量变化小。2）油温变化时，流量变化小。3）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。4）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。5）阀的泄漏量要小。6)对于高压阀来说，还希望其调节力矩要小。一、节流阀THEEND!调速阀主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀88内容提要二通调速阀三通调速阀性能比较123一、二通调速阀调速阀能在负载变化的状况下，保持进口、出口压力差恒定。二通调速阀的结构，它是由一定差减压阀和一节流阀串联而成。它主要由阀体1、旋钮2、节流阀3、定差减压阀4组成。油口A到B的流量在节流位置5处被节流，旋转旋钮2可改变起节流作用的过流面积。为了保证流量近似恒定，且与阀口前后压差无关，须要在节流位置5的下游的出口处B安装一个定差减压阀4作为压力补偿器。压缩弹簧6将节流阀3和定差减压阀4分别压至限制位置。当没有流量通过该阀时，定差减压阀4保持在开启位置。当有流量通过该阀时，A口的压力经节流孔7作用在定差减压阀4上，并使定差减压阀4移动到补偿位置直至达到力平衡。此时如果A口的压力增加，定差减压阀4的阀芯则向关闭方向移动，直至再达到力平衡。1—阀体；2—旋钮；3—节流阀；4—定差减压阀；5—节流位置；6—压缩弹簧；7—节流孔一、二通调速阀具体工作原理A2A1A3将出口压力反馈到阀芯一侧，与弹簧力形成比较，因此属于减压阀一、二通调速阀具体工作原理压力油pl进入调速阀后，先经过定差减压阀的阀口x（压力由pl减至p2），然后经过节流阀阀口流出，出口压力为p3。从图可以看到，节流阀进出口压力p2、p3经过阀体上的流道被引到定差减压阀阀芯的两端（p3引到阀芯弹簧端，p2引到阀芯无弹簧端），作用在定差减压阀芯上的力包括液压力、弹簧力Fs。调速阀工作时的静态方程如下:在设计时确定：保证：此时只要将弹簧力固定，则在油温基本不变时，输出流量即可固定。图形符号A2A1A3工作原理示意图一、二通调速阀调速阀稳态特性III:压差很大，高于最大压差时，压力补偿阀的阀口在压差作用下关得很小，并压缩弹簧使其弹簧力显著增大。此时，压力补偿阀已不能保持p2-p3恒定，即节流阀进出口压差恒定。由于p2-p3就等于弹簧力，因此，弹簧力增大，压差增大，输出的流量也随之增大。流量-压差曲线呈现上翘趋势。I:压差在0到最小压差之间时，由于压差<弹簧预紧力，在弹簧力的作用下减压阀阀芯处于最下端，减压阀全开，不起减压作用，此时，整个调速阀犹如一个节流阀，通过的流量随着压差的增大而增大，不能起到稳定流量的作用。II:工作区，从特性曲线看出，这个区域流量相对稳定，基本不随压差变化而变化。这是由于在这种情况下，压力补偿阀起作用，能够稳定节流阀两端的压差。在二通减压阀工作时，定差减压阀与节流阀是串联的，存在两个液阻的串联，因此在正常工作时，会有0.4~0.5MPa的压降。一、二通调速阀二通调速阀中定差减压阀与节流阀的相对位置的影响调速阀在进油路的结构：此时，当负载压力pL发生波动时，变化的压力可以通过反馈通道直接作用在定差减压阀的阀芯上，通过减压阀的调整作用，能够很快地达到新的平衡，从而保证输出流量的稳定；反应灵敏，调整快。而如果采用节流阀在前，定差减压阀在后的结构，负载压力的变化经过减压阀后才能作用于减压阀的阀芯，响应慢，不能达到快速响应负载压力变化的能力。调速阀安装在液压马达的出油口，调速阀的结构应该调整成节流阀在前，定差减压阀在后的结构，也是为了当负载发生波动时，调速阀能够很快的响应负载变化，达到快速稳定输出流量的目的。调速阀在进油路调速阀在回油路一、二通调速阀二通调速阀中定差减压阀与节流阀的相对位置的影响其他影响：首先，对于调速阀在进油路的情况，减压阀在前，节流阀在后，流入液压马达的液压油由于先经过了减压阀的阀口，产生的能量损失使液压油温度升高，较高温度的液压油流经节流阀会影响输出流量的精度；其次，对于调速阀在回油路的情况，节流阀在前，减压阀在后，此时由于马达输出的压力油先经过节流阀后在进入减压阀，相对来说流入节流阀的油温不是很高，不会影响节流阀输出流量的精度，同时由于节流阀处于回油路，能为液压马达提供一定的背压，使马达的工作稳定。调速阀在进油路调速阀在回油路二、三通调速阀三通调速阀溢流节流阀又称之为三通调速流阀或旁通式调速阀，如原理示意图所示，是节流阀与定差溢流阀并联而成它采用的压力补偿阀属于什么阀？从原理图看出，它是将进口压力油通过阀体上的油道引入到阀芯的下方，与上方的弹簧力形成比较，因此属于溢流阀。二、三通调速阀三通调速阀当负载压力p2变化时，例如负载压力变大，溢流阀的平衡被破坏，使得溢流阀的弹簧腔压力升高推动溢流阀阀芯向下运动，溢流阀口通流面积减小，进出油口之间的压差变大，因此进口压力p1也相应升高，当重新达到：时达到新的平衡，只要弹簧力Fs近似不变，即保证了节流阀两端的压差基本保持恒定，从而保证了通过的流量基本不变。由于该阀具有进油口p1，出油口p2和去油箱的T口共三个连接口，因此又被称为三通调速阀。图形符号二、三通调速阀二通调速阀与三通调速阀的比较首先，图中给出的两种阀都安装在执行元件的进油口上，用于定压源供油的节流调速系统中。二通调速阀回路的液压泵并联一个溢流阀，而三通调速阀的液压泵没有并联溢流阀。主要是由于三通调速阀本身具有一流和安全功能，因此进油口不必单独设置溢流阀。其次，二通调速阀除了可用于刚才看到的进油路外，还可以用于回油路或旁路。而三通调速阀只能用于进油路，泵的供油压力将随负载压力而改变，系统的功率损失小，效率高，发热量小。最后，由于采用三通调速阀的回路一般不单独设置溢流阀，因此液压泵输出的流量基本上全部通过三通调速阀，因此流过的流量比二通调速阀大，所以阀芯运动时阻力较大，弹簧较硬，使节流阀前后压差加大，一般是0.3~0.5MPa，因此流量稳定性稍差，一般用于速度稳定性要求不太高而功率较大的场合。三、本节小结1、二通调速阀是定差减压阀与节流阀串联，定压减压阀起压力补偿器的作用；在液压系统中可以安装在进油路、回油路和旁路，一般液压系统属于定量泵系统，液压泵应并联溢流阀起溢流和安全保护的作用；2、三通调速阀是定压溢流阀与节流阀并联，定差溢流阀起压力补偿器的作用；在液压系统中只能安装在进油路上，由于三通调速阀自身具有溢流和安全功能，因此系统中可不设置溢流阀；3、调速阀要起稳定流量的作用，必须使压差补偿器，即定差减压阀或定差溢流阀在它们的工作压差范围内，压差太小，压力补偿器不工作，调速阀与节流阀的工作性能一样；压差太大，压力补偿器的弹簧力过大，也不能达到稳定流量的目的。THEEND!先导式溢流阀主讲人：郭桐华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀101内容提要基本结构和工作原理性能分析溢流阀的性能溢流阀的应用1234一、基本结构和工作原理直动式溢流阀-比较器FpF弹簧力力比较器直接驱动阀芯高压、大流量系统？——直动式——先导式压力控制阀

——低压小流量103阀中有大小两个阀芯小阀芯——先导阀大阀芯——主阀有两个压力调节回路：先导级、主级一、基本结构和工作原理先导式溢流阀由于溢流阀能够稳定入口压力，因此可以将先导式溢流阀的入口压力作为指令力提供给主阀，从而使主阀的入口压力近似等于设定压力，而达到稳定入口压力的目的。先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的溢流量，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所输出的“指令压力”相平衡，即系统压力由先导级设定。一、基本结构和工作原理三节同心先导式溢流阀两节同心先导式溢流阀1—主阀芯；2、3、4—阻尼孔；5—先导阀座；6—先导阀体；7—先导阀芯；8—先导弹簧；9—主阀复位弹簧；10—主阀体一、基本结构和工作原理远程调压：K口接远程调压阀，设定压力小于先导式溢流阀卸荷：K口接二位二通换向阀，导通模式下，系统卸荷K口二、性能分析根据原理图可知，先导式溢流阀的入口压力可表示为：先导式溢流阀的等效原理图p3——主阀芯上端的压力。

由于：Fs——主阀芯的弹簧力。

先导式和直动式溢流阀的特性曲线先导式溢流阀的主要性能如下：（1）先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，反应慢，因此先导式溢流阀一般不用做安全阀。（2）压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用，一般主阀芯的复位弹簧力不大。以20通径的溢流阀为例，弹簧力大约为40~70N。（3）通过先导阀的流量很小，仅为主阀额定流量的1％左右，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大，先导级的稳态液动力也较小。先导式溢流阀的调节性能主要取决于先导级，因此先导式溢流阀和直动式溢流阀相比其调压偏差较小，稳定性好，波动小，如图所示。二、性能分析先导式溢流阀的主要性能如下：（4）阻尼孔1）阻尼孔结构阻尼孔一般为细长孔，孔径很小φ=0.8~1.2mm，孔长l=8~12mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。因此较长的阻尼孔一般分成多个安装在不同的位置。比如图中所示的阻尼孔2和阻尼孔4。2）阻尼孔的作用图中存在三个阻尼孔，分别是阻尼孔2，3，4。其中阻尼孔2和4的作用相同可以等效成一个阻尼孔，其主要作用是利用液流流经阻尼孔形成的压力差，该压力差作用在主阀芯上下两腔产生一个不平衡的液压推力与复位弹簧力相对抗，因此，阻尼孔2和4可以称为压差阻尼。而阻尼孔3的作用是当主阀芯从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时，主阀芯的位移发生变化，进而导致主阀芯上腔的弹簧腔的体积发生变化，导致部分液压油经过阻尼孔3而产生一个压差，对主阀芯的运动起到的一个阻尼的作用。从图6中可以看出当主阀芯已经处于一个稳定状态时，主阀芯的上腔的弹簧腔的体积并不发生变化，理论上没有液压油经过阻尼孔3，不能起到阻尼作用。因此，阻尼孔3也被称为动态阻尼。二、性能分析先导式溢流阀的主要性能如下：（5）调压范围：在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。为改善高压溢流阀的调节性能，往往通过更换四根刚度不同的弹簧0.6～8、4～16、8～20、16～32MPa实现四级调压。如图所示，图(a)中的溢流阀的压力等级为215bar，其对应的弹簧刚度为656N/cm，而图(b)的溢流阀的压力等级大约为100bar，其弹簧刚度为225N/cm。再从图中可以看出，不论是哪种压力等级的溢流阀，在接近其压力等级的设定压力附近工作时，其调压偏差较小，在远低于其压力等级时，由于弹簧刚度较大引起的附加弹簧力较大，从而导致调压偏差较大。（a）

压力等级215bar（b）

压力等级100bar三、溢流阀的性能主要包括静态特性和动态特性。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、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平稳性要求，一般规定为额定流量的15%。静态特性是指阀在稳态工况时的特性。静态特性主要包括压力调节范围、启闭特性和卸荷压力。三、溢流阀的性能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一个重要指标，一般用溢流阀处于额定流量、调定压力时，开始溢流的开启压力及停止溢流的闭合压力分别与的百分比来衡量，前者称为开启比，后者称为闭合比。开启比和闭合比越大，则两者越接近，溢流阀的启闭特性就越好。三、溢流阀的性能直动式和先导式溢流阀的启闭特性曲线如图所示:对同一个溢流阀来说，其开启特性与闭合特性不重合。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。先导式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。也就是说，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。三、溢流阀的性能卸荷压力当溢流阀的指令力为零，主阀芯全开，额定流量经过溢流阀时在阀口上产生的压力损失称为卸荷压力，一般为7~10bar。三、溢流阀的性能动态特性是指阀在瞬态工况时的特性。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，会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。如图所示。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Δp，则压力超调率为：：四、溢流阀的应用溢流阀的作用：调压溢流安全保护远程压力控制回路多级压力切换回路系统卸荷四、溢流阀的应用远程压力控制回路如图所示回路，液压泵的出口压力调定是由遥控/远程溢流阀所控制，回路压力维持在3MPa。遥控/远程溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力，否则等于将主溢流阀遥控口堵塞。四、溢流阀的应用多级压力切换回路如图所示是利用电磁换向阀可调出三种回路压力。当换向阀处于中位时，系统压力由主溢流阀设定为10MPa，当左侧电磁铁通电时，主溢流阀的遥控口通7MPa的溢流阀，则系统压力由遥控级压力确定为7MPa，同理当右侧电磁铁通电时，系统压力为3MPa。最大压力一定要在主溢流阀上设定。四、溢流阀的应用系统卸荷如图所示的两个系统均能使液压泵卸荷。(a)图中，一个小通径的电磁换向阀连接在先导式溢流阀的遥控口上，当电磁铁断电时，系统压力由溢流阀设定；而当电磁铁通电时，由于遥控口通油箱，此时液压泵卸荷。(b)图中，当电磁铁断电时，液压泵出口通过电磁阀通油箱，液压泵卸荷；当电磁铁通电时，系统压力由溢流阀设定。两个系统均可以通过电磁换向阀实现卸荷功能，但是对电磁阀的要求不同，(a)图中的换向阀在先导级上，因此只需要一个小通径的换向阀即可；而(b)图中的换向阀则需要一个与液压泵的额定流量相匹配的换向阀才能实现液压泵卸荷，否则换向阀的通径太小，则通过的流量超过其额定流量时，液压油流经它的时候会产生较大的压降，即会使液压泵的出口压力提高，不能实现液压泵卸荷。THEEND!液控单向阀及单向阀的衍生阀主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第六章液压控制阀120内容提要液控单向阀的工作原理液控单向阀的结构液控单向阀的使用注意事项其它单向阀的衍生阀1234正常A-B外界K口作用，B-A双向流通BAKBAK外控力要多大呢？一、液控单向阀的工作原理内泄型液控单向阀

1-阀体；2-阀芯；3-弹簧；4-阀盖；5-阀座；6-控制活塞；7-下盖A-正向进油口B-正向出油口K-外控口无卸荷阀芯无泄油口ABK内泄式二、液控单向阀的结构外泄型液控单向阀1-控制活塞；2-顶杆；3-阀芯p1-正向进油口p2-正向出油口K-外控口无卸荷阀芯有专用泄油口用于进口压力较高系统p1p2K外泄式二、液控单向阀的结构带卸荷阀的液控单向阀A-正向进油口B-正向出油口K-外控口123456AB1-上端盖，2-主阀芯，3-卸荷阀芯，4-阀座，5-控制活塞，6-下端盖KK口加控制压力卸荷阀芯先打开B腔压力降低B-A流通，反向导通适用于反向压力很高的场合ABK外泄式二、液控单向阀的结构保证液控单向阀有足够的控制压力应注意控制压力是否满足反向开启的要求如果液控单向阀的控制油引自主系统时，则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响，以免出现液控单向阀的误动作内泄式液控单向阀:用于反向出油腔无背压或背压较小的场合外泄式液控单向阀：用于反向出油腔背压较高的场合，以降低最小的控制压力，节省控制功率当反向进油腔压力较高时，则用带卸荷阀芯的液控单向阀，此时控制油压力降低为原来的几分之一至几十分之一如果选用了外泄式液控单向阀，应注意将外泄口单独接至油箱三、液控单向阀使用注意事项合理选择液控单向阀的结构及泄油方式与节流阀并联——单向节流阀共用一个阀体箭头所示方向流动：节流阀逆箭头所示方向：单向阀快速回油改变缸的运动速度四、其它单向阀的衍生阀桥式液压块四个单向阀与调速阀组成活塞伸出时：进口节流调速活塞缩回时：出口节流调速四、其它单向阀的衍生阀液压锁两个液控单向阀组成进油口同时为另一单向阀的控制油路A/B高压，B/A低压，活塞右行/左行A、B均低压：阀1和阀2闭锁，液压缸双向闭锁，活塞可靠停止12AB液控单向阀是最可靠的一种锁缸方法四、其它单向阀的衍生阀液压锁液压锁液控单向阀是最可靠的一种锁缸方法四、其它单向阀的衍生阀当梭阀的左侧通高压油时，就会将阀芯推到右侧，将右侧阀口堵死，而左侧输入的高压油经过梭阀从上方的油口输出。同理，当高压油从右侧输入时，阀芯被推倒左侧，将左侧阀口堵死，右侧高压油从上方的油口输出。因此，梭阀是不论哪一侧有高

压油，都会输出高压油，有点

类似“或门”的功能。四、其它单向阀的衍生阀梭阀1）它们都是由两个单向阀组成；2）液压锁有复位弹簧，而梭阀无复位弹簧3）从实现的功能说，梭阀相当于“或门”，不论哪一个输入口有高压均输出高压；而液压锁相当于“异或门”，只有两个输入口的压力不同，一个高一个低时，才能在一个口输出高压；4）液压锁一个正向工作，一个反向工作；梭阀则是一个打开，一个关闭5）梭阀的有两个进油口，一个出油口；液压锁则是两个进油口，两个出油口四、其它单向阀的衍生阀液压锁与梭阀液控单向阀内泄式：进口压力不是很高外泄式：进口压力较高带卸荷阀芯式：反向压力较高的场合衍生阀单向节流阀：正向快速运动，反向节流调速桥式液压块：进出口均需调速液压锁：对液压缸进行可靠锁紧梭阀：将几路液压支路中压力较高的压力选择出来本节小结THEEND!减压阀主讲人：郭桐华侨大学机电及自动化学院八月261355.8减压阀主要内容5.8.1减压阀的概念及特点5.8.2减压阀的分类及工作原理5.8.3主要静态性能指标重点难点减压阀的概念及分类主要静态性能指标136减压阀的商用产品减压阀的工作原理示意5.8.1减压阀的概念及特点含有减压阀的液压系统137减压阀的概念：减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。含有减压阀的液压系统减压阀的作用：通过节流降低油液压力在液压系统的位置：设置在与液压泵串联的主油路或分支油路上与溢流阀的区别：安装位置区别控制压力区别出口压力区别溢流阀是常闭的，只是当系统超压才动作；减压阀是常通的，通过狭窄通道减压。5.8.1减压阀的概念及特点138按调节要求不同，减压阀可分为定压减压闽、定差减压阀和定比减压阀。5.8.2减压阀的分类及工作原理定压减压阀定差减压阀定比减压阀139定压减压阀用于控制出口压力为定值，使液压系统中某一部分得到较供油压力低的稳定压力，如机床液压系统的夹紧或定位装置中要求得到比主油路低的恒定压力时，可采用定压减压阀实现。高压油由P1口流入，通过节流口后从P2口流出，输送给执行器。液压油流经节流口时会产生压力损失，使得P2口的输出压力低于P1口的输入压力，从而适配执行器的需求。压力削减的大小由节流口的开度控制，开度越小节流效果越明显，减压量越大。节流口的开度由阀芯的位置决定，阀芯两端分别受弹簧力和液压力作用。在静止状态下，阀芯底部油液的压强等于P2口的压强。当弹簧力大于液压力时阀芯被压在最低位置，此时，节流口的开度最大，节流作用最弱，P2口的输出压力接近于P1口的输入压力。当降低弹簧力或者提高P1口的输入压力时，阀芯底部所受的液压力增大，当液压力大于弹簧力时，阀芯将在合力的作用下向上移动，使节流口缩小。节流口不会无限缩小，因为随着开度的缩小，节流效果愈发明显，压降越大，P2口的压力越低。进而使得作用在阀芯底部的液压力降低，向上的合力越小。当合力降低为零时，阀芯受力平衡，保持静止。定压减压阀节流口5.8.2减压阀的分类及工作原理140定压减压阀用于控制出口压力为定值，使液压系统中某一部分得到较供油压力低的稳定压力，如机床液压系统的夹紧或定位装置中要求得到比主油路低的恒定压力时，可采用定压减压阀实现。阀芯的运动过程形成负反馈机制，使阀芯稳定在某一个位置，此时，阀芯所受液压力为零，即阀芯底部所受液压力等于阀芯顶部所受的弹簧力。因此，在正常工作时，P2口的输出压力恒等于弹簧力除以阀芯的底面积。所以，此种减压阀称为定压减压阀。通过调节螺钉的改变调压弹簧的压缩量，就可以实现改变定压减压阀输出口压力的目的。定压减压阀节流口阀芯的运动过程可以用流程图表示为：5.8.2减压阀的分类及工作原理141定差减压阀用来控制进、出口压力差为定值，可与其他阀组成调速阀、定差减压型电液比例方向流量阀等复合阀，实现节流阀口两端庄差补偿以输出恒定的流量。高压油由P1口流入，通过节流口后从P2口流出，输送给执行器。阀芯下端面受P1口的高压油所产生的向上的液压力P2口的压力通过阀芯中心孔与阀芯上腔连通，因此，阀芯上端面受P2口压力所产生的向下的液压力此外，阀芯还受向下的弹簧力的作用。定差减压阀P1AP2AFkP1A=P2A+Fk(P1-P2)A=Fk

节流口5.8.2减压阀的分类及工作原理142定比减压间用来控制它的进、出口压力保持调定不变的比例。节流口定比减压间用来控制它的进、出口压力保持调定不变的比例。定比减压阀能使进、出油口压力的比值维持恒定。定比减压阀，比较少见，曾作为串联双级叶片泵的级间压力分配器。所示为其工作原理图，弹簧刚度较小，在稳态时，忽略阀芯所受到的稳态液动力、阀芯的质量和摩擦力，可得到阀芯的力平衡方程为：

5.8.2减压阀的分类及工作原理定值143减压阀的主要静态性能指标有调压范围、压力稳定性、压力偏移、进油口压力变化引起的出汹口压力变化量、流量变化引起的出油口压力