(課件)第液壓控制閥

1、第第6 6章章 液壓控制閥液壓控制閥6.1 概述概述6.2 方向控制閥方向控制閥6.3 壓力控制閥壓力控制閥6.4 流量控制閥流量控制閥6.5 比例閥、二通插裝閥和數(shù)字閥比例閥、二通插裝閥和數(shù)字閥6.1 概述概述1.液壓閥分類(lèi) (1) 按用途分類(lèi) 液壓閥按用途可分為方向控制閥（如單向閥、換向閥）、壓力控制閥（如溢流閥、減壓閥、順序閥）和流量控制閥（如節(jié)流閥、調(diào)速閥）。這三類(lèi)閥還可根據(jù)需要互相組合成為組合閥，如單向順序閥、單向節(jié)流閥、電磁溢流閥等，這樣在增加功能的基礎(chǔ)上,使得其結(jié)構(gòu)緊湊、連接簡(jiǎn)單，并提高了效率。 (短片)液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)(2/4) (2) 按工作原理分類(lèi) 液壓閥按工作原理

2、可分為開(kāi)關(guān)（通斷）閥、伺服閥、比例閥等。開(kāi)關(guān)閥各閥口只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)工作狀態(tài)，控制后只能在某一狀態(tài)下工作。伺服閥和比例閥能根據(jù)輸入信號(hào)連續(xù)地或按比例地控制閥口開(kāi)度，進(jìn)而控制執(zhí)行元件的工作。 (3) 按閥芯結(jié)構(gòu)形式分類(lèi) 液壓閥按閥芯形式可分為滑閥、錐閥、球閥和轉(zhuǎn)閥等。 液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)(3/4) (4) 按安裝連接形式分類(lèi) （a）螺紋式（管式）安裝連接。閥的油口用螺紋管接頭與管道及其他元件連接。這種方式適用于簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)。 （b）板式安裝連接。幾個(gè)閥的各油口均布置在同一安裝面上，并用螺釘固定在與閥有對(duì)應(yīng)油口的連接板上，再用管接頭和管道將連接板的相應(yīng)油口與其他元件連接。 （c）集成塊式連接。

3、把幾個(gè)板式安裝的閥用螺釘固定在一個(gè)帶有內(nèi)部孔道通道體的不同側(cè)面上，構(gòu)成一個(gè)油路單元集成塊，集成塊中的孔道與各閥溝通組成回路，液壓系統(tǒng)由若干個(gè)集成塊組成。由于拆卸閥時(shí)不用拆卸與它們相連的其他元件，因此這種安裝連接方式應(yīng)用較廣。 液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)(4/4) （d）疊加式安裝連接。閥的上下面為連接結(jié)合面，各油口分別在這兩個(gè)面上，并且同規(guī)格閥的油口連接尺寸相同。每個(gè)閥除其自身的功能外，還起油路通道的作用，閥相互疊裝構(gòu)成回路，不用管道連接，因此結(jié)構(gòu)緊湊，沿程損失很小。一般稱(chēng)該閥為疊加閥。 （e）法蘭式安裝連接。和螺紋式連接相似，只是用法蘭代替螺紋管接頭。用于通徑32 mm以上的大流量閥。它的強(qiáng)度

4、高，連接可靠。 （f）插裝式安裝連接。這類(lèi)閥沒(méi)有單獨(dú)的閥體，由閥芯、閥套等組成的單元體插裝在插裝塊的預(yù)制孔中，用連接螺紋或蓋板固定，并通過(guò)插裝塊內(nèi)通道把各插裝式閥連通組成回路，插裝塊起到閥體和管路的作用。這是適應(yīng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)集成化而發(fā)展起來(lái)的一種新型安裝連接方式。插裝閥多為大流量閥，但是，目前又出現(xiàn)了螺紋插裝閥，可用于小流量閥。 2.液壓閥的性能參數(shù) 液壓閥的性能參數(shù)是評(píng)價(jià)和選用閥的依據(jù)。它反映了閥的規(guī)格大小和工作特性。在我國(guó)液壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，開(kāi)發(fā)了若干個(gè)不同壓力等級(jí)和不同連接方式的液壓閥系列。它們不但性能各有差異，而且參數(shù)的表達(dá)方式也不相同。 閥的規(guī)格大小用通徑dg（單位mm）表示。 d

5、g是閥進(jìn)、出油口的名義尺寸，它和油口的實(shí)際尺寸不一定相等，因后者還要受到油液流速等參數(shù)的影響。如通徑同為10 mm，某電磁換向閥油口的實(shí)際直徑為11.2 mm，而直角單向閥卻是14.7 mm。過(guò)去有些系列閥的規(guī)格用額定流量來(lái)表示；也有的既用了通徑，又給出了所對(duì)應(yīng)的流量。但即使是在同一壓力級(jí)別，對(duì)于不同的閥，同一通徑所對(duì)應(yīng)的流量也不一定相同。 液壓閥的性能參數(shù)液壓閥的性能參數(shù)(2/2) 液壓閥主要有兩個(gè)參數(shù)，即額定壓力和額定流量。還有一些和具體閥有關(guān)的量，如通過(guò)額定流量時(shí)的額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量、開(kāi)啟壓力等等。只要工作壓力和流量不超過(guò)額定值，液壓閥即可正常工作。目前對(duì)不同的閥也給出一些不同的

6、數(shù)據(jù)，如最大工作壓力、開(kāi)啟壓力、允許背壓、最大流量等等。同時(shí)給出若干條特性曲線，如壓力流量曲線、壓力損失流量曲線、進(jìn)出口壓力曲線等，供使用者確定不同狀態(tài)下的參數(shù)數(shù)據(jù)。這既便于使用，又比較確切地反映了閥的性能。 6.2 方向控制閥方向控制閥1.單向閥 單向閥分為普通單向閥和液控單向閥兩種。 (短片) (1) 普通單向閥 普通單向閥簡(jiǎn)稱(chēng)為單向閥，它是一種只允許油液正向流動(dòng)，不允許反向流動(dòng)的閥，因此又可稱(chēng)為逆止閥或止回閥。按進(jìn)出油液流動(dòng)方向的不同，可分為直通式（管式）和直角式（板式）單向閥兩種結(jié)構(gòu)。圖6.1所示的是直通式單向閥和它的圖形符號(hào)。圖6.1 單向閥1閥體；2閥芯；3彈簧單向閥單向閥(2/5

7、) 它只有螺紋連接形式，當(dāng)液流從進(jìn)油口p1流入時(shí)，油液壓力克服彈簧3的阻力和閥芯2與閥體1間的摩擦力，頂開(kāi)帶有錐端的閥芯2（小規(guī)格直通式單向閥也有用鋼球作閥芯的），從出油口p2流出。當(dāng)液流反向流入時(shí)，由于油液壓力使閥芯2緊密地壓在閥座上，因此使油液不能反向流動(dòng)。 單向閥中的彈簧僅用于使閥芯在閥座上就位。沒(méi)有彈簧的單向閥必須垂直安放，而且p1口在下面，閥芯通過(guò)本身的質(zhì)量停止在支座上。有彈簧的單向閥，其彈簧的剛度較小，故開(kāi)啟壓力很?。ㄍǔ?.04 0.1 mpa）。若更換硬彈簧，使其開(kāi)啟壓力達(dá)到0.2 0.6 mpa，便可當(dāng)背壓閥使用。 單向閥單向閥(3/5) (2) 液控單向閥 液控單向閥是一

8、種通入控制壓力油后即允許油液雙向流動(dòng)的單向閥。它由單向閥和液控裝置兩部分組成，如圖6.2所示。當(dāng)控制口k沒(méi)有通入壓力油時(shí)，它的作用和普通單向閥一樣，壓力油只能由p1（正向）流向p2，反向截止。當(dāng)控制口k通入控制壓力油（簡(jiǎn)稱(chēng)控制油）后，因控制活塞1右側(cè)a腔通泄油口（圖中未畫(huà)出），活塞1右移，推動(dòng)頂桿2，頂開(kāi)閥芯3離開(kāi)閥座，使油口p1和p2溝通，這時(shí)的油液正反向均可自由流動(dòng)。 圖6.2 液控單向閥圖1控制活塞；2頂桿；3閥芯單向閥單向閥(4/5) 油液反向流動(dòng)時(shí)，p2口進(jìn)油壓力相當(dāng)于系統(tǒng)工作壓力，通常很高；而p1口的壓力也可能很高，這樣都要求控制油的壓力很大才能頂開(kāi)閥芯，因而影響了液控單向閥的工作

9、可靠性。解決的辦法是：對(duì)于p1油口壓力較高造成控制活塞背壓較大的情況，可減小p1油腔控制活塞的受壓面積，并采用外泄口回油以降低背壓。以便降低開(kāi)啟閥芯的阻力，達(dá)到控制目的。這種結(jié)構(gòu)的閥被稱(chēng)為外泄式液控單向閥；而對(duì)于p2油口進(jìn)油壓力很高的情況，可采用先導(dǎo)閥預(yù)先卸壓。如圖6.3所示，在單向閥的錐閥芯1中裝一更小的錐閥芯2（有的是鋼球），稱(chēng)為先導(dǎo)閥芯（或卸壓閥芯）。 6.3 帶卸荷錐閥液控單向閥1主閥；2卸荷錐閥；3彈簧；4控制活塞單向閥單向閥(5/5) 因該閥芯承壓面積小，無(wú)需多大推力便可將它先行頂開(kāi)，這樣可使p1和p2兩油腔通過(guò)先導(dǎo)閥芯2的開(kāi)口相互溝通，使p2腔逐漸卸壓，直到閥芯1兩端油壓接近平衡

10、，這時(shí)，控制活塞4便可較容易地將主閥芯推離閥座，將單向閥的反向通道打開(kāi)。這種結(jié)構(gòu)的閥被稱(chēng)內(nèi)泄式液控單向閥。 液控單向閥中的錐閥閥口應(yīng)具有良好的反向密封性能，它通常用于保壓、鎖緊和平衡等回路。 2.換向閥 換向閥按閥芯結(jié)構(gòu)可分為座閥式換向閥（錐閥式、球閥式等）和滑動(dòng)式換向閥兩種?；瑒?dòng)式換向閥按閥芯相對(duì)閥體的運(yùn)動(dòng)形式又可分為轉(zhuǎn)閥式和滑閥式兩種。座閥式泄漏油很少，滑動(dòng)式由于在閥芯和閥體之間有配合間隙，泄漏油液是不可避免的。但滑閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造，應(yīng)用普遍。 (短片) (1) 滑動(dòng)式換向閥的工作原理和分類(lèi) （a）滑動(dòng)式換向閥的工作原理。換向閥通過(guò)變換閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)工作位置，使閥體內(nèi)諸油口連通

11、或斷開(kāi)，從而控制執(zhí)行元件的開(kāi)啟、停止或換向?；瑒?dòng)式換向閥的工作原理如圖6.4所示。液壓缸3兩腔不通壓力油，處于停止?fàn)顟B(tài)。若使換向閥的閥芯1左移，閥體2上的油口p和a油口連通，b油口和o油口連通。壓力油經(jīng)p油口、a油口進(jìn)入液壓缸左腔，活塞右移；右腔油液經(jīng)b油口、o油口流回油箱。反之，若使閥芯1右移，則p油口和b油口連通，a油口和o油口連通，活塞便左移。 滑動(dòng)式換向閥的工作原理和分類(lèi)滑動(dòng)式換向閥的工作原理和分類(lèi) (1/2)圖6.4 滑閥式換向閥的工作原理1閥芯；2閥體；3液壓缸 （b）滑動(dòng)式換向閥的分類(lèi)?；瑒?dòng)式換向閥具有許多優(yōu)點(diǎn)。如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力均衡、操縱力小、控制功能強(qiáng)等。 按閥芯在閥體內(nèi)的工作

12、位置數(shù)和換向閥所控制的油口通路數(shù)分類(lèi)：換向閥有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等類(lèi)型。不同的位數(shù)和通數(shù)在閥體內(nèi)是由閥體上的沉割槽和閥芯上臺(tái)肩的不同組合形成的。將五通閥的兩個(gè)回油口和內(nèi)溝通成一個(gè)油口o，即成四通閥。 按閥芯換位的控制方式分類(lèi)：換向閥有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等類(lèi)型。 滑動(dòng)式換向閥的工作原理和分類(lèi)滑動(dòng)式換向閥的工作原理和分類(lèi) (2/2) （2）滑閥的中位機(jī)能 三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連接方式，可滿(mǎn)足不同的使用要求。這種連通方式稱(chēng)為換向閥的中位機(jī)能。中位機(jī)能不同，中位時(shí)閥對(duì)系統(tǒng)的控制性能也不同。不同中位機(jī)能的閥，閥體通用，僅閥芯臺(tái)

13、肩結(jié)構(gòu)、尺寸及內(nèi)部通孔情況有一定區(qū)別。 在分析和選擇換向閥中位機(jī)能時(shí)，通常應(yīng)從執(zhí)行元件的換向平穩(wěn)性要求、換向位置精度要求、重新啟動(dòng)時(shí)能否允許沖擊、是否需要卸荷和保壓等方面加以考慮。大致說(shuō)明如下： 系統(tǒng)保壓 當(dāng)p油口被封閉時(shí)，系統(tǒng)保壓，液壓泵能用于多缸系統(tǒng)。當(dāng)p油口不太暢通地與o油口接通時(shí)（如x型），系統(tǒng)能保持一定的壓力供控制油路使用。 系統(tǒng)卸荷 p油口暢通地與o油口接通時(shí)，系統(tǒng)卸荷。 換向閥的中位機(jī)能換向閥的中位機(jī)能(1/2) 換向平穩(wěn)性與精度 當(dāng)通向液壓執(zhí)行元件的a油口和b油口都被封閉時(shí)，執(zhí)行元件（如液壓缸）換向過(guò)程易產(chǎn)生液壓沖擊，換向不平穩(wěn)，但換向精度高。反之，當(dāng)a和b兩油口都通o油口時(shí)，

14、換向過(guò)程中工作部件不易制動(dòng)，換向精度低，但液壓沖擊小。 啟動(dòng)平穩(wěn)性 換向閥在中位時(shí)，如果液壓執(zhí)行元件某腔通o油口，則啟動(dòng)時(shí)該腔內(nèi)因沒(méi)有液壓油起緩沖作用，啟動(dòng)不太平穩(wěn)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在任意位置停止和“浮動(dòng)” 當(dāng)a油口和b油口封閉時(shí)，可使液壓執(zhí)行元件在任意位置上停止不動(dòng)。當(dāng)a油口和b油口與p油口接通（單出桿液壓缸除外）或與o油口接通時(shí)，可使液壓執(zhí)行元件在任意位置上停止，但是在外負(fù)載或外驅(qū)動(dòng)作用下，液壓執(zhí)行元件是“浮動(dòng)”狀態(tài)，這時(shí)可利用其他機(jī)構(gòu)移動(dòng)工作臺(tái)，調(diào)整其位置。 換向閥的中位機(jī)能換向閥的中位機(jī)能(2/2) （3）幾種常用的換向閥 （a）手動(dòng)換向閥 手動(dòng)換向閥是用手動(dòng)杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥。按

15、換向定位方式的不同，手動(dòng)換向閥有鋼球定位式和彈簧復(fù)位式兩種。當(dāng)操縱手柄的外力取消后，前者因鋼球卡在定位溝槽中，可保持閥芯處于換向位置；后者則在彈簧力作用下使閥芯自動(dòng)回復(fù)到初始位置。 手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，有些閥還可人為地控制閥口的大小，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。但由于手動(dòng)換向閥需要人力操縱，故只適用于間歇?jiǎng)幼髑乙笕斯た刂频男×髁繄?chǎng)合。使用中須注意：定位裝置或彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)用油管接入油箱，否則漏油積聚會(huì)產(chǎn)生阻力，以至于不能換向，甚至造成事故。其他換向閥也有同樣問(wèn)題，在使用換向閥必須予以注意。 手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥(1/1) （b）機(jī)動(dòng)換向閥 機(jī)動(dòng)換向閥又稱(chēng)行程閥。圖6.6所示

16、為二位二通機(jī)動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和圖形符號(hào)。這種閥必須安裝在液壓執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)的工作部件附近，在工作部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，安裝在工作部件一側(cè)的擋塊或凸輪移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)壓下閥芯2，使閥換位。 機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥(1/1) 機(jī)動(dòng)換向閥通常是彈簧復(fù)位式的二位閥。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，換向位置精度高，改變擋塊的迎角或凸輪外形，可使閥芯獲得合適的移動(dòng)速度，進(jìn)而控制換向時(shí)間，減小液壓執(zhí)行元件的換向沖擊。但這種閥只能安裝在工作部件附近，因而連接管路較長(zhǎng)，使整個(gè)液壓裝置不緊湊。 圖6.6 二位二通機(jī)動(dòng)換向閥1閥桿；2閥芯；3彈簧 （c）電磁換向閥 電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動(dòng)閥心來(lái)改變閥的工作位置。在二位電磁

17、換向閥的一端有一個(gè)電磁鐵，在另一端有一個(gè)復(fù)位彈簧；在三位電磁換向閥的兩端各有一個(gè)電磁鐵，在閥芯兩端各有一個(gè)對(duì)中彈簧，閥芯在常態(tài)時(shí)處于中位。對(duì)三位電磁換向閥來(lái)說(shuō)，當(dāng)右端電磁鐵通電吸合時(shí)，銜鐵通過(guò)推桿將閥芯推至左端，圖形符號(hào)表示的換向閥就在右位工作；反之，左端電磁鐵通電吸合時(shí)，換向閥就在左位工作。圖6.7所示為二位三通電磁閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和圖形符號(hào)。 電磁換向閥電磁換向閥(1/3)圖6.7 二位二通電磁閥換向閥1推桿；2閥芯；3彈簧 它是單電磁鐵彈簧復(fù)位式，電磁鐵通電后閥芯2在銜鐵（經(jīng)過(guò)推桿1）的推動(dòng)下移動(dòng)到右邊位置，電磁鐵斷電后，閥芯2靠其右端的彈簧3進(jìn)行復(fù)位。二位電磁閥一般都由單電磁鐵控制。但無(wú)復(fù)

18、位彈簧而設(shè)有定位機(jī)構(gòu)的雙電磁鐵二位閥，由于電磁鐵斷電后仍能保留通電時(shí)的狀態(tài)，從而減少了電磁鐵的通電時(shí)間，延長(zhǎng)了電磁鐵的使用壽命，節(jié)約了能源；此外，當(dāng)電源因故斷電時(shí)，電磁閥的工作狀態(tài)仍能保留下來(lái)，可以避免系統(tǒng)失靈或出現(xiàn)事故，這種“記憶”功能對(duì)于一些連續(xù)作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)械和自動(dòng)線來(lái)說(shuō)，往往是十分需要的。 電磁換向閥電磁換向閥(2/3) 電磁鐵按所接電源的不同，分交流和直流兩種基本類(lèi)型。交流電磁閥使用方便，啟動(dòng)力大，但換向時(shí)間短（約0.03 0.05 s），換向沖擊大，噪聲大，換向頻率低，而且當(dāng)閥芯被卡住或由于電壓低等原因吸合不上時(shí)，線圈易燒壞。直流電磁閥需直流電源或整流裝置，但換向時(shí)間長(zhǎng)（約0.1

19、0.3 s），換向沖擊小，換向頻率允許較高，而且有恒電流特性，當(dāng)電磁鐵吸合不上時(shí)，線圈不會(huì)被燒壞，故工作可靠性高。還有一種整型（本機(jī)整流型）電磁鐵，其上附有二極管整流線路和沖擊電壓吸收裝置，能把接入的交流電整流后自用，因而兼具了前述兩者的優(yōu)點(diǎn)。 電磁換向閥電磁換向閥(3/3) （d）液動(dòng)換向閥 液動(dòng)換向閥的閥芯是通過(guò)兩端密封腔中油液的壓差來(lái)移動(dòng)的。圖6.8所示為一種液動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和圖形符號(hào)。當(dāng)閥的控制口k1接通壓力油，k2接通回油時(shí)，閥芯向右移動(dòng)；當(dāng)閥的控制口k2接通壓力油，k1接通回油時(shí)，閥芯向左移動(dòng)；當(dāng)控制口k1和k2都接通回油時(shí)，閥芯在兩端彈簧和定位套的作用下回到其中間位置。 液動(dòng)

20、換向閥對(duì)閥芯的操縱推力很大，因此適用于壓力高、流量大、閥芯移動(dòng)行程長(zhǎng)的場(chǎng)合。這種閥通過(guò)一些簡(jiǎn)單的裝置可使閥芯的運(yùn)動(dòng)速度得到調(diào)節(jié)。 液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥(1/1)圖6.8 三位四通液動(dòng)換向閥 （e）電液換向閥 電磁換向閥布置靈活，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但電磁吸力有限，在高壓、大流量的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中難于切換。因此，當(dāng)閥的通徑大于10 mm時(shí)，常用壓力油控制操縱閥芯換位，這就是液動(dòng)閥。但因液動(dòng)閥的閥芯換位首先要用另一個(gè)小換向閥來(lái)改變控制油的流向，因此較少單獨(dú)使用。小換向閥可以是手動(dòng)閥、機(jī)動(dòng)閥或電磁閥。標(biāo)準(zhǔn)元件通常采用靈活方便的電磁閥，并將大小兩個(gè)閥組合在一起，這就是電液換向閥。在電液換向閥中，電磁閥先為控

21、制油換向，從而控制液動(dòng)閥換向。 電液換向閥電液換向閥(1/5) 圖6.9（a）為電液換向閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和圖形符號(hào)。其工作原理可結(jié)合圖6.9（b）所示帶雙點(diǎn)劃線方框的組合閥圖形符號(hào)加以說(shuō)明，圖6.9（c）所示為簡(jiǎn)化符號(hào)。常態(tài)時(shí)，兩個(gè)電磁鐵都不通電，電磁閥（先導(dǎo)閥）閥芯處于中位，液動(dòng)閥（主閥）的兩端都接通油箱，這時(shí)由于對(duì)中彈簧的作用，使主閥芯也處于中位。 電液換向閥電液換向閥(2/5)圖6.9 三位四通電液換向閥1、7單向閥；2、6節(jié)流閥；3、5電磁鐵；4電磁閥閥芯；8液動(dòng)閥閥芯 當(dāng)左電磁鐵通電時(shí)，電磁閥左位工作，控制油經(jīng)單向閥接通主閥的左端，主閥也左位工作，其右端的油液則經(jīng)節(jié)流閥和電磁閥接通油箱，

22、主閥閥芯的運(yùn)動(dòng)速度由右端節(jié)流閥的開(kāi)口大小決定。同理，當(dāng)左電磁鐵斷電、右電磁鐵通電時(shí)，電磁閥處于右位工作，控制油經(jīng)單向閥接通主閥閥芯的右端，主閥切換到右位工作，其左端的油液則經(jīng)節(jié)流閥和電磁閥而接通油箱，主閥閥芯的運(yùn)動(dòng)速度由左端節(jié)流閥的開(kāi)口大小決定。 在電液換向閥中，控制主油路的主閥芯不是靠電磁鐵的吸力直接推動(dòng)的，而是靠電磁鐵操縱控制油路上的壓力油液推動(dòng)的，因此推力可以很大，操縱也很方便。此外，主閥芯向左或向右的運(yùn)動(dòng)速度可分別由左節(jié)流閥2或右節(jié)流閥6來(lái)調(diào)節(jié)，這使系統(tǒng)中的執(zhí)行元件能夠得到平穩(wěn)無(wú)沖擊的換向。所以，這種操縱形式的換向性能比較好，它適用于高壓、大流量的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 電液換向閥電液換向閥(

23、3/5) 在電液換向閥中，如果進(jìn)入先導(dǎo)電磁閥的壓力油（即控制油）來(lái)自于主閥的p油口，這種控制油的進(jìn)油方式稱(chēng)為內(nèi)部控制，即電磁閥的進(jìn)油口與主閥的p油口是連通的。其優(yōu)點(diǎn)是油路簡(jiǎn)單，但因液壓泵的工作壓力通常較高，所以控制部分能耗大，只適用于電液換向閥較少的系統(tǒng)；圖6.9（a）中的電液換向閥是內(nèi)部控制方式。如果進(jìn)入先導(dǎo)電磁閥的壓力油引自于主閥p油口以外的油路，如專(zhuān)用的低壓泵或系統(tǒng)的某一部分，這種控制油進(jìn)油方式稱(chēng)為外部控制。 如果先導(dǎo)電磁閥的回油口單獨(dú)接油箱，這種控制油回油方式稱(chēng)為外部回油；如果先導(dǎo)電磁閥的回油口與主閥的o油口相通，則稱(chēng)為內(nèi)部回油。內(nèi)回式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需單設(shè)回油管路，但先導(dǎo)閥回油允許背壓較小

24、，主回油背壓必須小于它才能采用，而外部回油式不受此限制。 電液換向閥電液換向閥(4/5) 先導(dǎo)閥的進(jìn)油和回油可以有外控外回、外控內(nèi)回、內(nèi)控外回、內(nèi)控內(nèi)回四種方式。圖6.9（b）和圖6.9（c）中所示的換向閥圖形符號(hào)為外控外回符號(hào)。 圖6.9（a）和圖6.9（b）中的單向節(jié)流閥是換向時(shí)間調(diào)節(jié)器，也被稱(chēng)為阻尼調(diào)節(jié)器。它可疊放在先導(dǎo)閥與主閥之間。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)口，即可調(diào)節(jié)主閥換向時(shí)間，從而消除或減小執(zhí)行元件的換向沖擊。 在電液換向閥上還可以設(shè)置主閥芯行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它可在主閥兩端蓋加限位螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣主閥芯換位移動(dòng)的行程和各閥口的開(kāi)度即可改變，通過(guò)主閥的流量也隨之變化，因而可對(duì)執(zhí)行元件起粗略的速度調(diào)節(jié)

25、作用。 如果電液換向閥采用內(nèi)控方式供油，并且在常態(tài)位使液壓泵卸荷（換向閥具有m、h、k等中位機(jī)能），為克服閥在通電后因無(wú)控制油而使主閥不能動(dòng)作的缺點(diǎn)，可在主閥的進(jìn)油孔中插裝一個(gè)預(yù)壓閥（即一具有硬彈簧的單向閥），使在卸荷狀態(tài)下仍有一定的控制油壓，足以操縱主閥芯換向。 電液換向閥電液換向閥(5/5) （f）多路換向閥 多路換向閥是一種集中布置的組合式手動(dòng)換向閥，常用于工程機(jī)械等要求集中操縱多個(gè)執(zhí)行元件的液壓設(shè)備中。多路閥的組合方式有并聯(lián)式、串聯(lián)式和順序單動(dòng)式三種，符號(hào)如圖6.10所示。 多路換向閥多路換向閥(1/2)圖6.10 多路換向閥組合形式 當(dāng)多路閥如圖6.10（a）所示并聯(lián)組合時(shí)，液壓泵可

26、以同時(shí)對(duì)三個(gè)或其中任意一個(gè)執(zhí)行元件供油。在對(duì)三個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)供油的情況下，由于負(fù)載不同，三者將先后動(dòng)作。當(dāng)多路閥如圖6.10（b）所示串聯(lián)式組合時(shí)，液壓泵依次向各執(zhí)行元件供油，第一個(gè)閥的回油口與第二個(gè)閥的壓力油口相連。各執(zhí)行元件可單獨(dú)動(dòng)作，也可同時(shí)動(dòng)作。在三個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作的情況下，三個(gè)負(fù)載壓力之和不應(yīng)超過(guò)液壓泵壓力。當(dāng)多路閥如圖6.10（c）所示順序單動(dòng)式組合時(shí)，液壓泵按順序向各執(zhí)行元件供油。操作前一個(gè)閥時(shí)，就切斷了后面閥的油路，從而可以防止各執(zhí)行元件之間的動(dòng)作干擾。 多路換向閥多路換向閥(2/2) (4) 球閥式換向閥的工作原理 球閥式換向閥是座閥式換向閥的一種形式。它通過(guò)變換鋼球在閥體

27、內(nèi)的相對(duì)工作位置來(lái)使閥體各油口接通或斷開(kāi)，從而控制液壓執(zhí)行元件的換向。圖6.11所示為常開(kāi)式二位三通電磁球閥。當(dāng)電磁鐵5斷電時(shí)，彈簧6的推力作用在復(fù)位桿7上，將鋼球4壓在左閥座上，切斷a油口和o油口的通路，使p油口和a油口相通。電磁鐵5通電時(shí)，電磁鐵推力通過(guò)杠桿3、鋼球2和推桿1作用在鋼球4上，將它壓在右閥座上，使a油口和o油口相通，p油口封閉。 球閥式換向閥的工作原理球閥式換向閥的工作原理(1/3)圖6.11 二位三通球閥式換向閥1推桿；2鋼球；3杠桿；4鋼球；5電磁鐵；6彈簧；7復(fù)位桿；8右閥座；9左閥座 圖6.12所示為二位四通球閥式換向閥的工作原理。它可以在圖6.11所示的二位三通電磁

28、球閥的下面加一活塞組件組成。在圖6.12中，上部1表示二位三通球閥，下部2表示活塞組件。在圖6.12中的初始位置（a）時(shí)，二位三通球閥的鋼球在彈簧力的作用下壓在閥座上。油路p和油路a相通，油路b和油路o相通。在油路a上有一控制油路通向活塞組件2的大活塞上。該活塞左側(cè)面積大于右側(cè)通油路p的活塞面積。在壓力的作用下，使右端錐閥右移壓緊在閥座上?；钊M件2使油路b和油路p切斷。球閥式換向閥的工作原理球閥式換向閥的工作原理(2/3)圖6.12 二位四通球閥式換向閥1二位三通球閥；2活塞組件 在圖6.12（b）所示狀態(tài)下，二位三通球閥在電磁力的作用下使鋼球右移，這時(shí)油路a和油路p被切斷并和油路o相通，由

29、于活塞組件中大活塞左端的壓力降低，活塞組件在右端錐閥上壓力油的作用下左移，使油路p和油路b相通，來(lái)實(shí)現(xiàn)換向目的。 球閥式換向閥的密封性好，反應(yīng)速度快，換向頻率高，對(duì)工作介質(zhì)粘度的適應(yīng)范圍廣，由于沒(méi)有液壓卡緊力，受液動(dòng)力影響小，換向和復(fù)位力很小，可適用于高壓（達(dá)到63 mpa）。此外，它的抗污染能力也好。所以，球閥式換向閥在小流量系統(tǒng)中可直接用于控制主油路，在大流量系統(tǒng)中可作為先導(dǎo)控制元件。電磁球閥的主要缺點(diǎn)是不像滑閥那樣具備多種位通組合形式和多種中位機(jī)能，故目前使用范圍還受到限制。 球閥式換向閥的工作原理球閥式換向閥的工作原理(3/3) 由換向閥和液控單向閥所組成的鎖緊回路見(jiàn)圖6.13。鎖緊回

30、路的功能是使液壓執(zhí)行元件不工作時(shí)切斷其進(jìn)、出油液通路，使液壓執(zhí)行元件能在任意位置上停留，并且不會(huì)在外力的作用下移動(dòng)其位置。 3.換向閥和液控單向閥的應(yīng)用圖6.13 鎖緊回路 在圖6.13中，當(dāng)換向閥處于左位或右位時(shí)，液控單向閥控制油口x2或x1通入壓力油，液壓缸的回油便可反向流過(guò)單向閥口，這時(shí)的活塞可向右或向左運(yùn)動(dòng)。到了該停留的位置時(shí)，只要使換向閥處于中位，因?yàn)閾Q向閥的中位機(jī)能是h型，控制油直接通油箱，所以控制壓力立即消失（y型中位機(jī)能亦可），液控單向閥不再雙向?qū)ǎ簤焊滓騼汕挥鸵罕环馑辣惚绘i緊。由于液控單向閥中的單向閥采用座閥結(jié)構(gòu)，密封性好，泄漏極小，故有液壓鎖之稱(chēng)。 當(dāng)換向閥的中位機(jī)能為

31、o或m等型時(shí)，從原理上講不需要液控單向閥也能使液壓缸鎖緊。但由于換向閥多為滑動(dòng)式結(jié)構(gòu)，存在較大的泄漏，鎖緊功能較差，只能用于鎖緊時(shí)間短且要求不高處。 換向閥和液控單向閥的應(yīng)用換向閥和液控單向閥的應(yīng)用(2/2)6.3 壓力控制閥壓力控制閥1.溢流閥 (1) 結(jié)構(gòu)原理 （a）直動(dòng)式溢流閥 圖6.14所示為直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。通常閥的p油口與系統(tǒng)連通，o油口與油箱連通。壓力油從p油口進(jìn)入閥內(nèi)，經(jīng)阻尼孔1作用于閥芯3的下端面上。當(dāng)p油口的壓力較低，閥芯3下端面上的液壓推力小于上端的彈簧7的作用力時(shí)，閥芯3處下端位置，閥芯3將p油口與o油口間的通道關(guān)閉。此時(shí)閥不溢流，稱(chēng)為溢流閥的非溢流狀態(tài)，或稱(chēng)為常

32、態(tài)。 圖6.14 直動(dòng)式溢流閥1阻尼孔；2閥體；3閥芯；4閥蓋；5調(diào)壓螺釘；6彈簧座；7彈簧直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥(2/4) 在正常工作時(shí)，壓力油從p油口流向o油口。當(dāng)作用在閥芯3下端的液壓推力大于閥芯上端的彈簧7所產(chǎn)生的彈簧力時(shí)，閥芯3向上移動(dòng)打開(kāi)閥口，在p油口與o油口之間形成小的過(guò)流通道，使油液從o油口流回油箱。油液流經(jīng)閥口時(shí)產(chǎn)生壓力損失，在閥前p油口處便形成了壓力。此壓力作用在閥芯3下端面上所產(chǎn)生的力與彈簧7所產(chǎn)生的力相平衡。因此，調(diào)節(jié)彈簧7的推力，便可調(diào)節(jié)閥溢流時(shí)的p油口壓力。通過(guò)溢流閥的流量變化時(shí)，閥芯位置也變化，但因閥芯移動(dòng)距離很小，因此作用在閥芯上的彈簧力變化不大，所以可認(rèn)為，

33、只要閥口打開(kāi)，有油液流經(jīng)溢流閥，溢流閥入口處的壓力就基本上恒定。調(diào)節(jié)彈簧7的預(yù)壓縮量，便可調(diào)整溢流壓力。改變彈簧7的剛度，便可改變調(diào)壓范圍。阻尼孔1的作用是減小閥芯擾動(dòng)。 圖6.15是直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。該閥是錐閥座型直動(dòng)式溢流閥，并采用插入式結(jié)構(gòu)，其中錐閥的下部是減振活塞。當(dāng)進(jìn)油口p從系統(tǒng)進(jìn)入的油液壓力不高時(shí)，錐閥芯6被彈簧3緊壓在閥座1上，閥口關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)口油壓升高到能克服調(diào)壓彈簧3的彈簧力時(shí)，便推開(kāi)錐閥芯6使閥口打開(kāi)，油液就由進(jìn)油口p流入，再?gòu)幕赜涂趏流回油箱，進(jìn)油壓力也就不會(huì)繼續(xù)升高。這時(shí)，可以認(rèn)為閥芯在液壓力和彈簧力作用下保持平衡，溢流閥進(jìn)口處的壓力基本保持為定值。調(diào)節(jié)手柄改變彈簧預(yù)

34、壓縮量，便可調(diào)整溢流閥的溢流壓力。圖6.15 直動(dòng)式溢流閥1閥座；2調(diào)節(jié)桿；3調(diào)壓彈簧；4套管；5閥體；6錐閥芯直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥(3/4) 這種溢流閥因壓力油直接作用于閥芯，故稱(chēng)為直動(dòng)式溢流閥。直動(dòng)式溢流閥一般只能用于低壓小流量工況，因控制較高壓力或較大流量時(shí)，需要?jiǎng)偠容^大的硬彈簧，不但手動(dòng)調(diào)節(jié)困難，而且閥口開(kāi)度（彈簧壓縮量）略有變化，便引起較大的壓力波動(dòng)。系統(tǒng)壓力較高時(shí)就需要采用先導(dǎo)式溢流閥。 直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥(4/4) （b）先導(dǎo)式溢流閥 圖6.16是先導(dǎo)式溢流閥的工作原理簡(jiǎn)圖和圖形符號(hào)。它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。從p油口引入的系統(tǒng)的壓力作用于主閥芯1及先導(dǎo)閥芯3上。當(dāng)系

35、統(tǒng)壓力較小，先導(dǎo)閥未打開(kāi)時(shí)，閥中液體沒(méi)有流動(dòng)，作用在主閥左右兩側(cè)的液壓力平衡，主閥芯1被彈簧2壓在右端位置，閥口關(guān)閉。 先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥(1/5) 圖6.16 先導(dǎo)式溢流閥工作原理 1主閥；2主閥彈簧；3先導(dǎo)閥； 4調(diào)壓彈簧；5阻尼孔 當(dāng)系統(tǒng)壓力增大到使先導(dǎo)閥3芯打開(kāi)時(shí)，液流通過(guò)阻尼孔5、先導(dǎo)閥芯3流回油箱。由于阻尼孔5的阻尼作用，使主閥芯1右端的壓力大于左端的壓力，主閥芯1在壓差的作用下向左移動(dòng)，打開(kāi)閥口，使p油口和o油口之間形成有阻尼的溢流通道，實(shí)現(xiàn)溢流作用。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧4，便可調(diào)節(jié)溢流壓力。閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制油口k，當(dāng)將此口通過(guò)二位二通閥接通油箱時(shí)，主閥左端的壓力接近于

36、零，主閥在很小的壓力下便可移到左端，閥口開(kāi)得最大，這時(shí)系統(tǒng)的油液在很低的壓力下通過(guò)閥口流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷作用。如果將控制油口k接到一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥上（其結(jié)構(gòu)和先導(dǎo)閥一樣），并使打開(kāi)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的壓力小于先導(dǎo)閥3的壓力時(shí)，則溢流閥的溢流壓力就由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥來(lái)決定。使用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥后，便可對(duì)系統(tǒng)的溢流壓力實(shí)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。 先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥(2/5) 圖6.17所示的是某一型號(hào)先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，在此先導(dǎo)式溢流閥中，先導(dǎo)閥就是一個(gè)小規(guī)格的直動(dòng)式溢流閥，而主閥閥芯4是一個(gè)具有錐形端部、上面開(kāi)有阻尼小孔的圓柱筒。 圖6.17 先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖1閥體；2主閥套；3主閥彈簧；4主閥芯； 5導(dǎo)閥閥體；6調(diào)節(jié)

37、螺釘；7調(diào)節(jié)手輪；8調(diào)壓彈簧；9導(dǎo)閥閥芯；10導(dǎo)閥閥座；11柱塞；12導(dǎo)套；13消振墊先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥(3/5) 當(dāng)油液從進(jìn)油口p進(jìn)入，經(jīng)阻尼孔到達(dá)主閥彈簧腔，并作用在先導(dǎo)閥閥芯9上（一般情況下，外控口k是堵塞的）。當(dāng)進(jìn)油壓力不高時(shí)，液壓力不能克服先導(dǎo)閥彈簧8的阻力，先導(dǎo)閥口關(guān)閉，閥內(nèi)無(wú)油液流動(dòng)。這時(shí)，主閥芯4因上、下腔油壓相同，故被主閥彈簧3壓在閥座上，主閥口也關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)油壓力升高到先導(dǎo)閥彈簧8的預(yù)調(diào)壓力時(shí)，先導(dǎo)閥口打開(kāi)，主閥彈簧腔的油液流過(guò)先導(dǎo)閥口并經(jīng)閥體1上的通道和回油口o流回油箱。這時(shí)，油液流過(guò)阻尼小孔產(chǎn)生壓力損失，使主閥芯4兩端形成壓力差。主閥芯在此壓力差作用下，克服彈簧阻力

38、向上移動(dòng)，使進(jìn)、回油口連通，達(dá)到溢流穩(wěn)壓的目的。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥手輪7便能調(diào)整溢流壓力。更換不同剛度的調(diào)壓彈簧8，便能得到不同的調(diào)壓范圍。 先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥(4/5) 根據(jù)液流連續(xù)性原理可知，流經(jīng)阻尼孔的流量即為流出先導(dǎo)閥的流量。這一部分流量通常稱(chēng)泄油量。因?yàn)樽枘峥字睆胶苄。褂土恐徽既缌髁浚~定流量）中的極小一部分，絕大部分油液均經(jīng)主閥口溢回油箱。在先導(dǎo)式溢流閥中，先導(dǎo)閥的作用是控制和調(diào)節(jié)溢流壓力，主閥的功能則在于溢流。先導(dǎo)閥因?yàn)橹煌ㄟ^(guò)少量的泄油，其閥口直徑較小，即使在較高壓力的情況下，作用在錐閥芯上的液壓推力也不很大，因此調(diào)壓彈簧的剛度不必很大，壓力調(diào)整也就比較輕便。主閥芯因兩端均受油

39、壓作用，主閥彈簧只需很小的剛度，當(dāng)溢流量變化引起彈簧壓縮量變化時(shí)，進(jìn)油口的壓力變化不大，故先導(dǎo)式溢流閥恒定壓力的性能優(yōu)于直動(dòng)式溢流閥。但先導(dǎo)式溢流閥是二級(jí)閥，其反應(yīng)不如直動(dòng)式溢流閥靈敏。先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥(5/5)溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(1/7) (2) 溢流閥的靜態(tài)特性 （a）壓力流量特性（pq特性） 壓力流量特性又稱(chēng)溢流特性。它表征溢流量變化時(shí)溢流閥進(jìn)口壓力的變化情況，即穩(wěn)壓性能。理想的溢流特性曲線應(yīng)是一條平行于流量坐標(biāo)的直線，即進(jìn)油壓力在達(dá)到調(diào)定的壓力后，立即溢流，且不管溢流量多少，壓力始終保持恒定。但實(shí)際的溢流閥，因溢流量的變化引起閥口開(kāi)度變化，即彈簧壓縮量的變化，進(jìn)口

40、壓力不可能完全恒定。為便于分析問(wèn)題，下面推導(dǎo)直動(dòng)式溢流閥的pq特性方程式。 溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(2/7) 以圖6.14所示的直動(dòng)式溢流閥為研究對(duì)象，設(shè)閥芯直徑為d；當(dāng)閥穩(wěn)定溢流時(shí)，設(shè)閥口開(kāi)度為x，閥口前后腔壓力分別為p和p2。由于回油通油箱，則p2=0，故壓差p=p。若忽略閥芯自重和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力這些次要因素，可以列出閥芯受力平衡方程式為 （6.1） 式中：k 調(diào)壓彈簧的彈簧剛度； x0 閥口開(kāi)度為零時(shí)調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量。 溢流閥開(kāi)始溢流時(shí)，閥口處于將開(kāi)未開(kāi)狀態(tài)，x = 0，這時(shí)的進(jìn)口壓力稱(chēng)為開(kāi)啟壓力，以p0表示，則有： （6.2） 20()4dpk xx2004dpkx溢流閥的靜態(tài)

41、特性溢流閥的靜態(tài)特性(3/7) 將式（6.1）和（6.2）相減，可得閥口開(kāi)度x的表達(dá)式為 （6.3） 當(dāng)忽略閥芯與閥體孔的配合間隙時(shí)，閥口通流截面面積at=dx，將式（6.3）代入，則有 （6.4） 再將式（6.4）代入閥口流量計(jì)算公式，并注意到p=p ，便得 （5.5） 此即直動(dòng)式溢流閥的pq特性方程，任設(shè)一適當(dāng)?shù)膞0值代入式（6.2），便可得出一對(duì)應(yīng)的開(kāi)啟壓力p0值，進(jìn)而可畫(huà)出在該下的pq特性曲線，如圖6.18（a）所示。由該曲線結(jié)合式（6.1）可見(jiàn)，當(dāng)溢流流量q（或閥口開(kāi)度x）變化時(shí)，溢流閥所控制的壓力p即隨之變化，不可能絕對(duì)恒定。20()4dxppk23t0s()4dappk23q3

42、21 2qt0s224cdpqc app pk溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(4/7) 先導(dǎo)式溢流閥的pq特性曲線由兩段組成，如圖6.18（a）所示。ab段由先導(dǎo)閥的pq特性決定，這時(shí)先導(dǎo)閥剛開(kāi)啟而主閥芯仍封閉；bc段主要由主閥的pq特性決定。即點(diǎn)a對(duì)應(yīng)的壓力是先導(dǎo)閥的開(kāi)啟壓力，拐點(diǎn)b對(duì)應(yīng)的壓力為主閥的開(kāi)啟壓力。從圖中看出，先導(dǎo)式和直動(dòng)式相比，它的pq曲線要平緩的多。圖6.18 溢流閥靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(5/7) 其原因可解釋如下：以圖6.16所示的主閥芯為研究對(duì)象，主閥彈簧腔壓力p2主要取決于先導(dǎo)閥彈簧調(diào)整時(shí)的預(yù)壓縮量，工作中基本為一定值。若主閥芯直徑為d，則受力平衡

43、方程式為 （6.6） 式中 k和x0主閥彈簧的彈簧剛度和預(yù)壓縮量。 由于主閥彈簧較軟， k值較小，因此當(dāng)溢流量q（或開(kāi)度x）變化時(shí)，p值變化很小，故pq（bc段）曲線變化平緩。 21204dppkxx溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(6/7) pq曲線表明，閥的進(jìn)出口壓力隨溢流量的增減而增減。溢流量為額定值（全溢流量）時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力稱(chēng)為調(diào)定壓力，以pn表示。調(diào)定壓力pn與開(kāi)啟壓力p0之差稱(chēng)為調(diào)壓偏差，即溢流量變化時(shí)溢流閥控制壓力的變化范圍。開(kāi)啟壓力p0與調(diào)定壓力之pn比稱(chēng)為開(kāi)啟比。先導(dǎo)式溢流閥的特性曲線較平緩，調(diào)壓偏差小，開(kāi)啟比大，故穩(wěn)壓性能優(yōu)于直動(dòng)式溢流閥。因此，先導(dǎo)式溢流閥宜用于系統(tǒng)溢流穩(wěn)

44、壓，直動(dòng)式溢流閥因靈敏度高宜用作安全閥。 圖6.18（a）中的曲線是調(diào)壓彈簧在任一預(yù)壓縮量x0下得到的。通過(guò)調(diào)節(jié)手輪將x0由松往緊調(diào)節(jié)，便可得到一組溢流特性曲線，如圖6.18（b）所示。最小調(diào)定壓力到最大調(diào)定壓力之間的范圍稱(chēng)為溢流閥的調(diào)壓范圍，在此范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，壓力要能平穩(wěn)地升降，無(wú)突跳及延滯現(xiàn)象。溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性(7/7) （b）啟閉特性 溢流閥開(kāi)啟和閉合全過(guò)程中的pq特性稱(chēng)為啟閉特性。由于摩擦力的存在，開(kāi)啟和閉合時(shí)的pq曲線將不重合。在圖6.16中，主閥芯開(kāi)啟時(shí)所受摩擦力和閥芯移動(dòng)方向相反，而閉合時(shí)相同。因此在相同的溢流量下，開(kāi)啟壓力大于閉合壓力。如圖6.18（b）所示的中

45、間一對(duì)曲線，實(shí)線為開(kāi)啟曲線，虛線為閉合曲線。閥口完全關(guān)閉時(shí)的壓力稱(chēng)為閉合壓力，以pk表示， pk與pn之比稱(chēng)為閉合比。在某溢流量下，兩曲線壓力坐標(biāo)的差值（如pnpn或p0pk）稱(chēng)為不靈敏區(qū)，因壓力在此范圍內(nèi)升降時(shí)，閥口開(kāi)度無(wú)變化。它的存在相當(dāng)于加大了調(diào)壓偏差，并加劇了壓力波動(dòng)。 為保證溢流閥具有良好的靜態(tài)特性，一般規(guī)定開(kāi)啟比應(yīng)不小于90%，閉合比不小于85%。 溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(1/5) (3) 溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 （a）溢流定壓。在定量泵節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，溢流閥通常就近與液壓泵并聯(lián)，如圖8.1所示。液壓泵的供油只有一部分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓

46、缸，多余油液由溢流閥流回油箱，而在溢流的同時(shí)穩(wěn)定了液壓泵的供油壓力。 （b）過(guò)載保護(hù)。在圖8.10系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的速度由變量泵自身調(diào)節(jié)，不需溢流，變量泵的工作壓力隨負(fù)載變化，變量泵后并聯(lián)有溢流閥，其調(diào)定壓力約為最大工作壓力的1.1倍。一旦過(guò)載，溢流閥立即打開(kāi)，系統(tǒng)壓力不再升高，保障系統(tǒng)安全。故此系統(tǒng)中的溢流閥又稱(chēng)為安全閥。 （c）形成背壓。將溢流閥安裝在系統(tǒng)的回油路上，可對(duì)回油產(chǎn)生阻力，即形成執(zhí)行元件的背壓?；赜吐反嬖谝欢ǖ谋硥海梢蕴岣咭簤簣?zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。 （d）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的液壓泵、液壓閥通常都組裝在液壓站上，為使操作人員就近調(diào)壓方便，可按圖6.19所示，在控制工作

47、臺(tái)上安裝一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（實(shí)際就是一個(gè)小溢流量的直動(dòng)式溢流閥），并將其進(jìn)油口與安裝在液壓站上的先導(dǎo)式溢流閥的外控口k相連。這相當(dāng)于給先導(dǎo)式溢流閥除自身的先導(dǎo)閥外，又加接了一個(gè)先導(dǎo)閥（遠(yuǎn)程調(diào)壓閥）。調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥便可對(duì)先導(dǎo)式溢流閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。顯然，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的最高壓力不能超過(guò)溢流閥自身先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力。另外，為了獲得較好的遠(yuǎn)程控制效果，還需注意二閥之間的油管不宜太長(zhǎng)（最好在3 m之內(nèi)），要盡量減小管內(nèi)的壓力損失，并防止管道振動(dòng)。 圖6.19 溢流閥的遠(yuǎn)程調(diào)壓作用1遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；2先導(dǎo)式溢流閥溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(2/5) （e）使液壓泵卸荷 在圖6.20中

48、，先導(dǎo)式溢流閥對(duì)液壓泵起溢流穩(wěn)壓作用。當(dāng)二位二通閥的電磁鐵通電后，溢流閥的外控口k即接油箱，液壓泵輸出的油液便在極低壓力下經(jīng)溢流閥回油箱，這時(shí)，液壓泵接近于空載運(yùn)轉(zhuǎn)，功耗很小，即處于卸載狀態(tài)。這種卸荷方法所用的二位二通閥可以是通徑很小的換向閥。 圖6.20 溢流閥使泵卸荷溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(3/5) 此外溢流閥可以和其他閥一起構(gòu)成組合閥。如可將圖6.20中兩個(gè)閥組成為一個(gè)電磁溢流閥。其中的電磁閥可以是二位二通、二位四通或三位四通換向閥，并可具有不同的機(jī)能，由此形成了電磁溢流閥的多種結(jié)構(gòu)與功能，如圖6.21所示的電磁溢流閥則兼具使液壓泵卸荷和二級(jí)調(diào)壓的作用，

49、將p油口與液壓泵出口相接，a油口和b油口分別與兩個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（各自調(diào)節(jié)不同的壓力數(shù)值）相接，當(dāng)三位四通換向閥兩端的電磁鐵分別通電時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)調(diào)壓；當(dāng)兩電磁鐵皆不通電時(shí)，則液壓泵卸荷。如果采用o型中位機(jī)能的三位四通換向閥，則可實(shí)現(xiàn)三級(jí)調(diào)壓功能，但不再有卸荷作用，這時(shí)先導(dǎo)式溢流閥本身的調(diào)定壓力要高于兩個(gè)外接的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力。 圖6.21 電磁溢流閥圖形符號(hào) 溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(4/5) 如溢流閥和單向閥構(gòu)成卸荷溢流閥，其圖形符號(hào)見(jiàn)圖6.22所示。它常用于使液壓系統(tǒng)卸荷。在具體應(yīng)用中，將p油口接液壓泵，p1油口接液壓系統(tǒng)，當(dāng)p1油口的壓力低于圖中溢流閥

50、的調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥關(guān)閉，液壓泵向液壓系統(tǒng)供油；當(dāng)p1油口的壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，在控制油的壓力作用下，溢流閥閥口打開(kāi)，液壓泵即可卸荷。圖中單向閥的作用是隔開(kāi)高低壓油路。 圖6.22卸荷溢流閥圖形符號(hào)溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用溢流閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(5/5)2.順序閥 (1) 結(jié)構(gòu)原理 順序閥在液壓系統(tǒng)中猶如自動(dòng)開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制多個(gè)液壓執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。它以進(jìn)口壓力油（內(nèi)控式）或外來(lái)壓力油（外控式）的壓力為信號(hào)，當(dāng)信號(hào)壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，閥口開(kāi)啟，使所在油路自動(dòng)接通。順序閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥類(lèi)同，也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分。它和溢流閥的主要區(qū)別在于：溢流閥的泄漏油和先導(dǎo)閥的溢流油與出口（溢

51、流口）相通，而順序閥的泄漏油和先導(dǎo)閥的溢流油要單獨(dú)接油箱；溢流閥的出口通回油箱，而順序閥出口通二次壓力油路（卸荷閥除外）。結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理(2/5) 圖6.23（a）所示為直動(dòng)式內(nèi)控順序閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。由于順序閥的出口處不接油箱，而是通向二次油路，因此它的泄油口l必須單獨(dú)接回油箱。為了減小調(diào)壓彈簧的剛度，順序閥底部設(shè)置了控制柱塞。外控口k用螺塞堵住，外泄油口l通油箱。 圖6.23 直動(dòng)式順序閥結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理(3/5) 壓力油自進(jìn)油口p1通入，經(jīng)閥體上的孔道和下蓋上的孔流到控制活塞的底部，當(dāng)其推力能克服閥芯上的調(diào)壓彈簧阻力時(shí)，閥芯上升，使進(jìn)、出油口p1和p2連通，壓力油便從閥口流過(guò)。調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)

52、壓縮量可以調(diào)節(jié)順序閥的開(kāi)啟壓力。經(jīng)閥芯與閥體間的縫隙進(jìn)入彈簧腔的泄漏油從外泄口l泄回油箱。這樣油口連通情況的順序閥，稱(chēng)內(nèi)控外泄順序閥，其圖形符號(hào)見(jiàn)圖6.23（b）。內(nèi)控式順序閥在進(jìn)油路壓力達(dá)到閥的設(shè)定壓力之前，閥口一直是關(guān)閉的，達(dá)到閥的設(shè)定壓力之后，使壓力油進(jìn)入二次油路，驅(qū)動(dòng)其他液壓執(zhí)行元件。 將圖6.23（a）中的下蓋旋轉(zhuǎn)90或180安裝，切斷進(jìn)油流往控制活塞下腔的通路，并去除外控口k的螺塞，接入引自其他處的壓力油（稱(chēng)控制油），便成為外控或稱(chēng)液控外泄順序閥，符號(hào)見(jiàn)圖6.23（c）。這時(shí)外控式順序閥閥口的開(kāi)啟與一次油路進(jìn)口壓力沒(méi)有關(guān)系，只決定于控制壓力的大小。 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理(4/5) 若在

53、結(jié)構(gòu)可能的情況下將上端蓋旋轉(zhuǎn)180安裝，還可使彈簧腔與出油口p2相連（在閥體上開(kāi)有溝通孔道），并將外泄口l堵塞，便成為外控內(nèi)泄順序閥，符號(hào)見(jiàn)圖6.23（d）。外控內(nèi)泄順序閥只用于出口接油箱的場(chǎng)合，常用以使液壓泵卸荷，故又稱(chēng)為卸荷閥。 直動(dòng)式順序閥設(shè)置控制活塞的目的是縮小進(jìn)口壓力油的作用面積，以便采用較軟的彈簧來(lái)提高閥的pq性能。順序閥的主要性能與溢流閥相似。另外，順序閥為使液壓執(zhí)行元件準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，要求閥的調(diào)壓偏差小，因此調(diào)壓彈簧的剛度要小，閥在關(guān)閉狀態(tài)下的內(nèi)泄漏量也要小。直動(dòng)式順序閥的工作壓力和通過(guò)閥的流量都有一定的限制，最高控制壓力也不太高。對(duì)性能要求較高的高壓大流量系統(tǒng)，需采用先導(dǎo)

54、式順序閥。結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理(5/5) 先導(dǎo)式順序閥與先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)大體相似（如圖6.24），其工作原理也基本相同，這里不再詳述。先導(dǎo)式順序閥同樣也有內(nèi)控外泄、外控外泄和外控內(nèi)泄等幾種不同的控制方式，以備選用。 圖6.24 先導(dǎo)式順序閥順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(1/3) (2) 順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 （a）順序動(dòng)作回路。為了使多缸液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)液壓缸嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動(dòng)作，可設(shè)置圖6.25所示由順序閥組成的順序動(dòng)作回路。 圖6.25 順序動(dòng)作回路1溢流閥；2換向閥；3、6（單向）順序閥；4、5液壓缸 在這個(gè)回路中，當(dāng)換向閥2左位接入回路且右順序閥6

55、的調(diào)定壓力大于左液壓缸4的最大工作壓力時(shí)，壓力油先進(jìn)入左液壓缸4的左腔，實(shí)現(xiàn)缸4的右向動(dòng)作。當(dāng)這個(gè)動(dòng)作完成后，系統(tǒng)中壓力升高，壓力油打開(kāi)右順序閥6進(jìn)入右液壓缸5的左腔，實(shí)現(xiàn)缸5的右向動(dòng)作。同樣地，當(dāng)換向閥2右位接入回路且左順序閥3的調(diào)定壓力大于右液壓缸5的最大返回工作壓力時(shí)，兩液壓缸按與上述相反的順序返回。這種順序動(dòng)作回路的可靠性，取決于順序閥的性能及壓力調(diào)定值，后一個(gè)動(dòng)作的壓力必須比前一個(gè)動(dòng)作的壓力高出0.8 1 mpa。順序閥打開(kāi)和關(guān)閉的壓力差值不能過(guò)大，否則順序閥會(huì)在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)造成誤動(dòng)作，引起事故。因此，這種回路只適用于系統(tǒng)中液壓缸數(shù)目不多、負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。 順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

56、中的應(yīng)用順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(2/3) （b）平衡回路。為了防止立式液壓缸及其工作部件在懸空停止期間因自重而自行下滑，可設(shè)置由順序閥組成的平衡回路。圖6.26（a）所示為采用單向順序閥組成的平衡回路。順序閥的開(kāi)啟壓力要足以支承運(yùn)動(dòng)部件的自重。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓缸即可懸停。但活塞下行時(shí)有較大的功率損失。為此可采用外控單向順序閥。如圖6.26（b）所示，下行時(shí)控制壓力油打開(kāi)順序閥，背壓較小，提高了回路的效率。但由于順序閥的泄漏，懸停時(shí)運(yùn)動(dòng)部件總要緩緩下降。 圖6.26 平衡回路順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用順序閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(3/3)2.減壓閥(短片) (1)工作原理和結(jié)構(gòu)

57、減壓閥主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)能有兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的回路。油液流經(jīng)減壓閥后能使壓力降低，并保持恒定。只要液壓閥的輸入壓力（一次壓力）超過(guò)調(diào)定的數(shù)值，二次壓力就不受一次壓力的影響而保持不變。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的夾緊支路或潤(rùn)滑支路需要穩(wěn)定的低壓時(shí)，只需在該支路上串聯(lián)一個(gè)減壓閥即可。 按照工作原理，減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分。直動(dòng)式減壓閥在系統(tǒng)中較少單獨(dú)使用。先導(dǎo)式減壓閥則應(yīng)用較多。 工作原理和結(jié)構(gòu)工作原理和結(jié)構(gòu)( 2/4) 圖6.27所示為一種直動(dòng)式減壓閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)閥芯處在原始位置上時(shí)，它的閥口是打開(kāi)的，閥的進(jìn)、出油口相通。這個(gè)閥的閥芯是由出口處的壓力p2控制，當(dāng)出口壓力

58、達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥芯上移，閥口關(guān)小，使整個(gè)閥處于工作狀態(tài)。如忽略其他阻力，僅考慮閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡，則可認(rèn)為減壓閥出口壓力基本上維持在某一調(diào)定值上。這時(shí)如果出口壓力減小，閥芯下移，閥口開(kāi)大，閥口處阻力減小，壓降減小，使減壓閥出口壓力回升到調(diào)定值上。反之，如果減壓閥出口壓力增大，則閥芯上移，閥口關(guān)小，閥口處阻力加大，壓降增大，使減壓閥出口壓力下降到調(diào)定值上。調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量，可以調(diào)節(jié)減壓閥出口壓力p2值的大小，它能使出口壓力降低并保持恒定，故稱(chēng)定值輸出減壓閥，通常簡(jiǎn)稱(chēng)減壓閥。 圖6.27 直動(dòng)式減壓閥工作原理 圖6.28所示為先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)。閥的下端蓋上裝有緩沖活塞，防止出口壓力突

59、然減小時(shí)主閥芯對(duì)下端蓋產(chǎn)生撞擊現(xiàn)象，它也可以減緩出口壓力的波動(dòng)。k為遠(yuǎn)程控制油口。 工作原理和結(jié)構(gòu)工作原理和結(jié)構(gòu)(3/4)圖6.28 先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)減壓閥出口的油液不再流動(dòng)時(shí)（如所連接的夾緊支路油缸運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后），由于先導(dǎo)閥溢流仍未停止，減壓口仍有油液流動(dòng)，閥就仍然處于工作狀態(tài)，出口壓力也就保持調(diào)定數(shù)值不變。 由此可以看出，與溢流閥、順序閥相比較，減壓閥的主要特點(diǎn)是：閥口常開(kāi)，用出口壓力油與彈簧力平衡去控制閥口開(kāi)度，使出口壓力恒定，泄油單獨(dú)接入油箱。這些特點(diǎn)在它們的圖形符號(hào)上都有所反映。 工作原理和結(jié)構(gòu)工作原理和結(jié)構(gòu)(4/4) (2) 減壓閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 定位、夾緊、分度、控

60、制油路等支路往往需要穩(wěn)定的低壓，為此，該分支油路只需串接一個(gè)減壓閥構(gòu)成減壓回路即可。如圖6.29所示為用于工件夾緊的減壓回路。 減壓閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用減壓閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(1/2)圖6.29 減壓回路1減壓閥；2遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 通常，在減壓閥后要設(shè)單向閥，以防止系統(tǒng)壓力降低（例如另一液壓缸空載快進(jìn)）時(shí)油液倒流，并可短時(shí)保壓。在圖示狀態(tài)下，低壓由減壓閥調(diào)定，當(dāng)接在減壓閥上的二通電磁閥通電后，減壓閥出口壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2決定，因此這個(gè)回路是二級(jí)減壓回路。若系統(tǒng)只需要一級(jí)減壓，可取消二通電磁換向閥，堵塞減壓閥的外控口。為使減壓回路可靠地工作，減壓閥的最高調(diào)整壓力應(yīng)比系統(tǒng)壓力即減壓閥入口壓