液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)(課件)第五章液壓控制閥

第5章液壓控制閥第5章液壓控制閥章節(jié)目錄

5.1液壓閥概述5.2方向控制閥5.3壓力控制閥5.4流量控制閥5.5疊加閥和插裝閥5.6電液伺服閥5.7電液比例閥5.8電液數(shù)字閥章節(jié)目錄5.1液壓閥概述5.1液壓閥概述5.1.1液壓閥的基本共同點(diǎn)

液壓控制閥的種類(lèi)繁多，但他們?cè)谝簤合到y(tǒng)的作用主要有三個(gè)方面：控制液壓油的壓力(壓力控制閥)、流量（流量控制閥）和流動(dòng)方向（方向控制閥），保證執(zhí)行元件按照負(fù)載的需求進(jìn)行工作。

盡管液壓閥的種類(lèi)繁多，且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較大的差異，但都具有基本共同點(diǎn)：1.在結(jié)構(gòu)上，所有液壓閥均由閥體、閥芯（錐閥，滑閥或球閥）和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的元、部件組成。其中閥芯的結(jié)構(gòu)如圖5－1所示。5.1液壓閥概述5.1.1液壓閥的基本共同點(diǎn)圖5-1閥的結(jié)構(gòu)型式2.在工作原理上，所有液壓閥的開(kāi)口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。圖5-1閥的結(jié)構(gòu)型式2.在工作原理上，所有液壓閥的表5-1液壓控制閥的分類(lèi)表5-1液壓控制閥的分類(lèi)5.1.3對(duì)液壓閥的基本要求1.動(dòng)作靈敏、使用可靠、工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。2.閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失小；閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能好。3.所控制的參量（壓力或流量）穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。4.結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好。5.1.2液壓閥的分類(lèi)液壓閥可按不同的特征進(jìn)行分類(lèi)，如表5-1所示。

5.1.3對(duì)液壓閥的基本要求1.動(dòng)作靈敏、使用可靠、工作時(shí)5.2方向控制閥方向控制閥主要有單向閥和換向閥兩類(lèi)。5.2.1單向閥常用的單向閥有：普通單向閥和液控單向閥兩種。1.普通單向閥（單向閥）

普通單向閥的作用是只允許液流沿一個(gè)方向通過(guò)，不能反向流動(dòng)。普通單向閥如圖5-2所示。

5.2方向控制閥方向控制閥主要有單向閥和換向閥兩類(lèi)。5.圖5-2普通單向閥圖5-2普通單向閥2.液控單向閥液控單向閥除進(jìn)出油口、外，還有一個(gè)控制油口（如下圖5-3）。

2.液控單向閥液控單向閥除進(jìn)出油口、外，還有一個(gè)控制油口（普通單向閥（正向）內(nèi)泄式液控單向閥（控制油口不通壓力油時(shí)）外泄式液控單向閥

需要指出的是，控制壓力油油口不工作時(shí)，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。內(nèi)泄式液控單向閥外泄式液控單向閥5.2.2換向閥1）功能：

換向閥是利用閥芯在閥體中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、切斷或改變流動(dòng)方向，從而使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。2）分類(lèi)：（1）按結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式和球閥式。（2）按閥體連通的主油路數(shù)可分為二通、三通、四通等。（3）按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分為二位、三位，四位等。

（4）按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等。

5.2.2換向閥1）功能：（1）按結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為3．滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu)不同的通數(shù)和位數(shù)構(gòu)成了不同類(lèi)型的換向閥，所謂二位閥、三位閥是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置；二通閥、三通閥、四通閥是指其閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且與系統(tǒng)中不同油管連接的油路接口。換向閥的功能主要就是由其控制的通路數(shù)和工作位置所決定。

換向閥都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作位置，其中一個(gè)是常位，即閥芯未受外部操縱時(shí)所處的位置，繪制液壓系統(tǒng)圖時(shí)，油路一般應(yīng)連接在常位上。4．滑閥式換向閥的操縱方式滑閥式換向閥的操縱方式包括：手動(dòng)(機(jī)動(dòng))、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)等，見(jiàn)圖5-4、5-5、5-6。3．滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu)不同的通數(shù)和位數(shù)構(gòu)成了圖5-4三位四通手動(dòng)換向閥圖5-4三位四通手動(dòng)換向閥

圖5-5二位二通電磁換向閥（電磁鐵得電時(shí)）圖5-5二位二通電磁換向閥

圖5-6三位四通電液換向閥(電磁鐵不得電時(shí)）(電磁鐵得電時(shí)）圖5-6三位四通電液換向閥(電磁鐵不得電時(shí)）(電磁鐵得電Graphicssymbol（圖形符號(hào)）Simplifiedgraphics（簡(jiǎn)化圖形）Graphicssymbol（圖形符號(hào)）Simplif5.滑閥的中位機(jī)能三位閥有三個(gè)工作位置，根據(jù)需要，執(zhí)行元件可在左位或右位工作。三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，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。不同的中位機(jī)能是在閥體的尺寸不變的情況下，通過(guò)改變閥芯的形狀和尺寸得到的。常見(jiàn)的中位機(jī)能、符號(hào)及其特點(diǎn)如表5-3所列。

5.滑閥的中位機(jī)能三位閥有三個(gè)工作位置，根

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）5.3壓力控制閥5.3.1溢流閥普通的壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器，它們用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中的油液壓力或通過(guò)壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制。

溢流閥按結(jié)構(gòu)型式分：（1）直動(dòng)型；（2）先導(dǎo)型。它旁接在液壓泵的出口保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力，有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，對(duì)執(zhí)行元件起安全保護(hù)作用。5.3壓力控制閥5.3.1溢流閥1.結(jié)構(gòu)及工作原理（1）直動(dòng)型圖5-7直動(dòng)型溢流閥

1.結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-7直動(dòng)型溢流閥

直動(dòng)型溢流閥的結(jié)構(gòu)及其圖形符號(hào)如圖5-7所示。壓力油從進(jìn)口P進(jìn)入閥后，經(jīng)孔和阻尼孔后作用在閥芯4的底面上。若彈簧剛度為K，預(yù)壓縮量為，閥芯直徑為D，閥口剛開(kāi)啟時(shí)的進(jìn)口壓力為，通過(guò)額定流量時(shí)的進(jìn)口壓力為，作用在閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力為，則得：

（a）閥口剛開(kāi)啟時(shí)的閥芯受力平衡關(guān)系式（b）閥口開(kāi)啟溢流時(shí)閥芯受力平衡關(guān)系式（5-1）（5-2）直動(dòng)型溢流閥的結(jié)構(gòu)及其注意兩點(diǎn)：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開(kāi)啟壓力pk，進(jìn)而調(diào)節(jié)控制閥的進(jìn)口壓力p，此處彈簧稱(chēng)之為調(diào)壓彈簧。（c）閥口開(kāi)啟溢流的壓力流量方程（5-3）聯(lián)立求解式（5-7）和（5-8）可求得不同流量下的進(jìn)口壓力。注意兩點(diǎn)：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開(kāi)啟壓（b）直動(dòng)型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡而工作的，若壓力較高、流量較大，則要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這不僅使調(diào)節(jié)性能變差，而且結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。所以滑閥式直動(dòng)型溢流閥一般只用于低壓小流量處。

(2)先導(dǎo)型若系統(tǒng)壓力和流量較大時(shí)，通常使用先導(dǎo)型溢流閥。其常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)如圖5-8所示，它們由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。這種閥的工作原理是利用主閥上下兩端油液壓力差來(lái)使主閥閥芯移動(dòng)的。（b）直動(dòng)型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡而工作的，若壓力

圖5-8先導(dǎo)溢流閥

圖5-8先導(dǎo)溢流閥先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個(gè)方程描述：（a）主閥閥芯受力平衡方程（b）主閥閥口壓力流量方程（c）先導(dǎo)閥閥芯受力平衡方程（5-4）（5-5）（5-6）先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個(gè)方程描述：（a）主閥閥芯受力（d）先導(dǎo)閥閥口壓力流量方程（5-7）（e）流經(jīng)阻尼孔的壓力流量方程（5-8）（d）先導(dǎo)閥閥口壓力流量方程（5-7）（e）流經(jīng)阻尼孔的壓力3.溢流閥的基本性能主要有：（1）調(diào)壓范圍在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降，無(wú)壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。（2）壓力流量特性溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能稱(chēng)為壓力流量特性或啟閉特性，如圖5-9所示。

（3）壓力超調(diào)量壓力峰值與額定壓力之差稱(chēng)為壓力超調(diào)量，一般限制超調(diào)量不得大于額定值的30%。圖5-10為溢流閥由零壓、零流量過(guò)渡為額定壓力、額定流量的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)。3.溢流閥的基本性能主要有：（1）調(diào)壓范圍圖5-9溢流閥的壓力流量特性曲線(xiàn)

圖5-9溢流閥的壓力流量特性曲線(xiàn)

圖5-10溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)

圖5-10溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)5.3.2減壓閥減壓閥是一種利用液流流過(guò)縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。

按調(diào)節(jié)要求不同有：（1）用于保證出口壓力為定值的定值減壓閥；（2）用于保證進(jìn)出口壓力差不變的定差減壓閥；（3）用于保證進(jìn)出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，又簡(jiǎn)稱(chēng)為減壓閥。

5.3.2減壓閥減壓閥是一種利用液流流過(guò)1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-11先導(dǎo)型減壓閥

1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-11先導(dǎo)型減壓閥2.減壓閥功用和特點(diǎn)比較減壓閥與溢流閥的工作原理和結(jié)構(gòu)，可以將二者的差別歸納為以下三點(diǎn)：

（l）減壓閥保持出口壓力為定值；而溢流閥則保持進(jìn)口壓力恒定。（2）閥不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)出油口相通；而溢流閥則進(jìn)出油口不通。（3）減壓閥進(jìn)出油口都有壓力，先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱；而溢流閥的出口直接接回油箱，因此先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。2.減壓閥功用和特點(diǎn)比較減壓閥與溢流閥的工5.3.3順序閥1.順序閥功能2.工作原理

順序閥是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥，因用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作順序而得名。圖5-12為直動(dòng)式順序閥的工作原理。5.3.3順序閥順序閥是一種利用壓力控圖5-12直動(dòng)型順序閥圖5-12直動(dòng)型順序閥3.順序閥的控制形式：

依控制壓力的不同，順序閥可分為內(nèi)控和外控式兩種。見(jiàn)圖5-14。圖5-14順序閥的四種控制形式

3.順序閥的控制形式：依控制壓力的不同，4.特點(diǎn)

其中內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或背壓閥；外控內(nèi)泄用作卸載閥；外控外泄相當(dāng)于一個(gè)液控二位二通閥。將其特點(diǎn)歸納如下：

內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥的相同之點(diǎn)是：閥口常閉，由進(jìn)口壓力控制閥口的開(kāi)啟。區(qū)別是內(nèi)控外泄順序閥調(diào)整壓力油去工作，當(dāng)因負(fù)載建立的出口壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，閥的進(jìn)口壓力等于出口壓力，作用在閥芯上的液壓力大于彈簧力和液動(dòng)力，閥口全開(kāi)；當(dāng)負(fù)載所建立的出口壓力低于閥的調(diào)定壓力時(shí)，閥的進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，作用在閥芯上的液壓力、彈簧力、液動(dòng)力平衡，閥的開(kāi)口一定，滿(mǎn)足壓力流量方程。

4.特點(diǎn)其中內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或5.3.4壓力繼電器1.功能

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過(guò)壓力繼電器內(nèi)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)接通或斷開(kāi)電氣線(xiàn)路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。

壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖5-15為單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器

。5.3.4壓力繼電器壓力繼電器是一圖5-15單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器

圖5-15單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器5.4流量控制閥5.4.1流量控制原理

流量控制閥是通過(guò)改變閥口大小，改變液阻實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥。普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥。(5-9)

由流體力學(xué)知識(shí)知，流經(jīng)孔口及縫隙的流量與其前后壓力差和孔口、縫隙面積有關(guān)。它可以用通用節(jié)流方程表示常用的節(jié)流口結(jié)構(gòu)形式如圖5-16所示。

5.4流量控制閥5.4.1流量控制原理流量控圖5-16幾種節(jié)流口的結(jié)構(gòu)型式

圖5-16幾種節(jié)流口的結(jié)構(gòu)型式5.4.2節(jié)流閥1.結(jié)構(gòu)與原理圖5-17節(jié)流閥

節(jié)流閥是一個(gè)最簡(jiǎn)單又最基本的流量控制閥，其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)可變節(jié)流口，即一種借助于控制機(jī)構(gòu)使閥芯相對(duì)于閥體孔運(yùn)動(dòng)改變閥口過(guò)流面積的閥。常用在定量泵節(jié)流調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)調(diào)速。5.4.2節(jié)流閥圖5-17節(jié)流閥節(jié)流2.流量特性與剛性(5-10)

剛性T越大，節(jié)流閥的性能越好。因薄壁孔型的m＝0.5，故多作節(jié)流閥的閥口。另外，Δp大有利于提高節(jié)流閥的剛性，但Δp過(guò)大，不僅造成壓力損失的增大，而且可能導(dǎo)致閥口因面積大小而堵塞，因此一般取Δp＝（0.15～0.4）MPa。一般定義節(jié)流閥開(kāi)口面積A一定時(shí)，節(jié)流閥前后壓力差的變化量與流經(jīng)閥的流量變化量之比為節(jié)流閥的剛性T，即：

2.流量特性與剛性(5-10)剛性T越大，節(jié)流閥的5.4.3調(diào)速閥通過(guò)節(jié)流閥閥口的流量因閥口前后壓力差變化而變化，剛性差，因此僅適用于執(zhí)行元件工作負(fù)載變化不大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。為解決負(fù)載變化大的執(zhí)行元件的速度穩(wěn)定性問(wèn)題，應(yīng)采取措施保證負(fù)載變化時(shí)，使節(jié)流閥前后的壓力差常量。這就是調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥的基本原理。1.調(diào)速閥圖5-18為調(diào)速閥的工作原理圖，它是在節(jié)流閥前面串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥組合而成。

3.應(yīng)用節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中，主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)口，便可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。5.4.3調(diào)速閥通過(guò)節(jié)流閥閥口的流量因閥圖5-18調(diào)速閥的工作原理

圖5-18調(diào)速閥的工作原理調(diào)速閥工作時(shí)的靜態(tài)方程為：（5-11）（5-12）（5-13）（5-14）調(diào)速閥工作時(shí)的靜態(tài)方程為：（5-11）（5-12）（5-13圖5-19旁通型調(diào)速閥

2.溢流節(jié)流閥（旁通型調(diào)速閥）溢流節(jié)流閥也是一種壓力補(bǔ)償型節(jié)流閥，圖5-19為其工作原理圖。

圖5-19旁通型調(diào)速閥2.溢流節(jié)流閥（旁通型調(diào)速閥）溢5.5插裝閥和疊加閥5.5.1疊加閥

疊加閥是以板式閥為基礎(chǔ)，將各種液壓閥的上下面都做成像板式閥底面那樣的連接面，做成疊裝式結(jié)構(gòu)稱(chēng)為疊加閥，如圖5-20a所示。

單個(gè)疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，所不同的是：每個(gè)疊加閥都有四個(gè)油口P、A、B、T貫通，它除了具有液壓閥的功能外，而且還起閥與閥之間油路通道作用。相同規(guī)格的各種疊加閥的油口位置、連接安裝尺寸都相同。組成系統(tǒng)時(shí)，將相同規(guī)格的各種功能的疊加閥，按液壓系統(tǒng)圖的一定順序疊加起來(lái)，即可組成疊加閥系統(tǒng)圖，如圖5-20b所示。

5.5插裝閥和疊加閥5.5.1疊加閥圖5-20a)疊加閥結(jié)構(gòu)圖圖5-20a)疊加閥結(jié)構(gòu)圖圖5-20b)疊加閥系統(tǒng)圖圖5-20b)疊加閥系統(tǒng)圖5.5.1插裝閥

插裝閥在高壓大流量的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。其元件已標(biāo)準(zhǔn)化，將幾個(gè)插裝式元件組合一下便可組成復(fù)合閥。與普通液壓閥相比，它有如下優(yōu)點(diǎn)：1）通流能力大，特別適用于大流量場(chǎng)合，它的最大通徑可達(dá)200～250mm，通過(guò)的最大流量可達(dá)10000L/min。2）閥芯動(dòng)作靈敏、抗堵塞能力強(qiáng)。3）密封性好，泄漏小，油液流經(jīng)閥口的壓力損失小。4）結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在一些大流量及介質(zhì)為非礦物油的場(chǎng)合，優(yōu)越性更為突出。5.5.1插裝閥插裝閥在高壓大流量1.插裝閥的工作原理和基本組件插裝閥基本組件由閥芯、閥套、彈簧和密封圈組成。根據(jù)其用途不同分為方向閥組件（圖5-21a）、壓力閥組件（圖5-21b）和流量閥組件（圖5-21c）三種。三種組件均有兩個(gè)主油口A和B、一個(gè)控制油口X。設(shè)閥芯直徑為D、閥座孔直徑為d，則油口A、B、X的作用面積AA、AB、AX分別為：面積比1.插裝閥的工作原理和基本組件插裝閥基本組件圖5-21插裝閥基本組件

圖5-21插裝閥基本組件2.先導(dǎo)閥與蓋板先導(dǎo)閥通過(guò)蓋板安裝在閥塊上，并經(jīng)蓋板上的油道來(lái)控制插裝閥組件控制腔X的通油方式，從而控制閥口的開(kāi)啟和關(guān)閉。其中方向閥組件的先導(dǎo)閥可以是電磁滑閥，也可以是電磁球閥。壓力閥組件的先導(dǎo)閥包括壓力先導(dǎo)閥、電磁滑閥等，其控制原理與普通溢流閥完全相同。流量閥組件的先導(dǎo)閥除電磁滑閥外，還需在蓋板上裝閥芯行程調(diào)節(jié)桿，以限制、調(diào)節(jié)閥口開(kāi)度大小，即改變閥口通流面積（見(jiàn)圖5-21c）。3.插裝閥的應(yīng)用舉例（1）插裝式閥作單向閥將方向閥組件的控制油口X通過(guò)閥塊和蓋板上的通道與油口A或B直接溝通，可組成單向閥。其中圖5-22b所示結(jié)構(gòu)，反向（A→B）關(guān)閉時(shí)，控制腔的壓力油可能經(jīng)過(guò)閥芯上端與閥套孔之間的環(huán)形間隙，向油口B泄漏，密封性能不及圖5-22a所示的連接形式。

2.先導(dǎo)閥與蓋板先導(dǎo)閥通過(guò)蓋板安裝在閥塊上，并經(jīng)蓋板圖5-22插裝式單向閥

正向演示反向演示圖5-22插裝式單向閥正向演示反向演示(2)插裝式閥作二位二通閥

如圖5-23所示，由二位三通先導(dǎo)電磁滑閥控制方向閥組件控制腔的通油方式。如圖5-23a所示，電磁鐵失電時(shí)，控制腔x通過(guò)二位三通閥的常位通油箱，因此，無(wú)論A口來(lái)油，還是B口來(lái)油均可將閥口開(kāi)啟通油。電磁鐵得電，二位三通閥右位工作，控制腔X與油口A接通，從B口來(lái)油可頂開(kāi)閥芯通油，而A口來(lái)油則閥口關(guān)閉，相當(dāng)于B→A的單向閥。與圖5-23a不同，圖5-23b所示結(jié)構(gòu)在二位三通閥處于右位工作時(shí)，因梭閥的作用，控制腔X的壓力始終為A、B兩油口中壓力較高者。因此，無(wú)論是A口來(lái)油，還是B口來(lái)油，閥口均處于關(guān)閉狀態(tài)，油口A與B不通。(2)插裝式閥作二位二通閥如圖5-2圖5-23二通閥

圖5-23二通閥(3)插裝式閥作二位三通閥圖5-24中三通插裝閥由兩個(gè)方向閥組件并聯(lián)而成，對(duì)外形成一個(gè)壓力油口P，一個(gè)工作油口A和一個(gè)回油口T。兩組件的控制腔的通油方式由一個(gè)二位四通電磁滑閥（先導(dǎo)閥）控制。在電磁鐵Y失電時(shí)，二位四通閥左位（常位）工作，閥1的控制腔接回油箱，閥口開(kāi)啟；閥2的控制腔接壓力油p，閥口關(guān)閉。于是油口A與T通，油口P不通。(4)插裝式閥作四通閥

四通插裝閥由兩個(gè)三通閥并聯(lián)而成。如圖5-25所示，用四個(gè)二位三通電磁閥分別控制四個(gè)方向閥組件的開(kāi)啟和關(guān)閉，可以得到圖示十二種機(jī)能。實(shí)際應(yīng)用最多的是一個(gè)三位四通電磁閥成組控制閥1、閥2和閥3和閥4的開(kāi)啟和關(guān)閉的三位四通閥。(3)插裝式閥作二位三通閥圖5-24中三圖5-24三通閥

（電磁鐵Y不得電時(shí)）（電磁鐵Y得電時(shí)）圖5-24三通閥（電磁鐵Y不得電時(shí)）（電磁鐵Y得電圖5-25插裝式四通閥

圖5-25插裝式四通閥5.6電液伺服閥電液伺服閥將電信號(hào)傳遞處理的靈活性和大功率液壓系統(tǒng)控制相結(jié)合，可對(duì)大功率、快速響應(yīng)的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)控制。同時(shí)它也是將小功率的電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能（壓力和流量）輸出，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制的一種裝置。因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

圖5-26所示為噴嘴擋板式電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖，電液伺服閥通常由三部分組成。5.6電液伺服閥電液伺服閥將電信號(hào)傳遞處圖5-26噴嘴擋板式電液伺服閥

圖5-26噴嘴擋板式電液伺服閥圖5-27液壓放大器

圖5-27液壓放大器（3）反饋和平衡機(jī)構(gòu)

是使電液伺服閥輸出的流量或壓力獲得與輸入電信號(hào)成比例的特性。如圖5-27所示，它是由固定節(jié)流孔g、噴嘴2、擋板1（兼作放大器的力反饋彈簧）組成。在這里，滑閥是它的執(zhí)行元件。

（1）電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置

用來(lái)將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線(xiàn)位移輸出，輸出轉(zhuǎn)角的裝置稱(chēng)為力矩馬達(dá)，輸出直線(xiàn)位移的裝置稱(chēng)為力馬達(dá)。

（2）液壓放大器

實(shí)現(xiàn)液壓油控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。液壓放大器如圖5－27所示。

（3）反饋和平衡機(jī)構(gòu)是使電液伺服閥輸出的流5.7電液比例閥

電液比例閥是一種性能介于普通液壓控制閥和電液伺服閥之間的新閥種，它既可以根據(jù)輸入的電信號(hào)大小連續(xù)地成比例地對(duì)液壓系統(tǒng)的參量（壓力、流量及方向）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計(jì)算機(jī)控制，又在制造成本、抗污染等方面優(yōu)于電液伺服閥。但其控制性能和精度不如電液伺服閥，廣泛應(yīng)用于要求不是很高的液壓系統(tǒng)中。5.7.1電液比例壓力閥圖5-28所示為電液比例壓力先導(dǎo)閥，它與普通溢流閥、減壓閥、順序閥的主閥組合可構(gòu)成電液比例溢流閥、電液比例減壓閥和電液比例順序閥。

5.7電液比例閥電液比例閥是圖5-28電液比例壓力先導(dǎo)閥

圖5-28電液比例壓力先導(dǎo)閥圖5-29直接檢測(cè)式比例溢流閥圖5-29所示為一種壓力直接檢測(cè)反饋的電液比例溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖。圖5-29直接檢測(cè)式比例溢流閥圖5-29所示為一種壓力直5.7.2電液比例流量閥1.電液比例二通節(jié)流閥電液比例流量閥是將流量閥的手調(diào)部分改換為比例電磁鐵而成。下面介紹它們的結(jié)構(gòu)和工作原理。

圖5-30電液比例節(jié)流閥

5.7.2電液比例流量閥電液比例流量閥是2.電液比例流量閥圖5-31電液比例流量閥

2.電液比例流量閥圖5-31電液比例流量閥5.7.3電液比例換向閥

圖5-32電液比例換向閥5.7.3電液比例換向閥圖5-32電液比例換向閥5.8電液數(shù)字閥5.8.1電液數(shù)字閥的工作原理與組成用數(shù)字信息直接控制閥口的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)液流壓力、流量、方向控制的液壓控制閥，稱(chēng)為電液數(shù)字閥，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)字閥。數(shù)字閥可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。數(shù)字閥與伺服閥和比例閥相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、價(jià)格低廉、抗污染能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、功耗小。在計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制的電液系統(tǒng)中，已部分取代比例閥或伺服閥，為計(jì)算機(jī)在液壓領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)拓了一個(gè)新的途徑。

增量控制數(shù)字閥采用步進(jìn)電機(jī)—機(jī)械轉(zhuǎn)換器，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在脈數(shù)（PNM）信號(hào)的基礎(chǔ)上，使每個(gè)采樣周期的步數(shù)在前一個(gè)采樣周期步數(shù)上增加或減少步數(shù)，以達(dá)到需要的幅值，由機(jī)械轉(zhuǎn)換器輸出位移控制液壓閥閥口的開(kāi)啟和關(guān)閉。圖5-45為增量式數(shù)字閥用于液壓系統(tǒng)的框圖。5.8電液數(shù)字閥5.8.1電液數(shù)字閥的工作原理與組成圖5-33增量式數(shù)字閥控制系統(tǒng)框圖圖5-33增量式數(shù)字閥控制系統(tǒng)框圖脈寬調(diào)制式數(shù)字閥通過(guò)脈寬調(diào)制放大器將連續(xù)信號(hào)調(diào)制為脈沖信號(hào)并放大，然后輸送給高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥，以開(kāi)啟時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制閥的開(kāi)口大小。在需要作兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，要用二個(gè)數(shù)字閥分別控制不同方向的運(yùn)動(dòng)，這種數(shù)字閥用于控制系統(tǒng)的框圖如圖5-34所示。圖5-34脈寬調(diào)制式數(shù)字閥控制系統(tǒng)方框圖

脈寬調(diào)制式數(shù)字閥通過(guò)脈寬調(diào)制放大器將連續(xù)信號(hào)調(diào)制為脈5.8.2電液數(shù)字閥的典型結(jié)構(gòu)圖5-35為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)字式流量閥的結(jié)構(gòu)圖。圖5-35數(shù)字式流量控制閥

5.8.2電液數(shù)字閥的典型結(jié)構(gòu)圖5-35數(shù)字式流量控

歡迎提出寶貴意見(jiàn)和建議!本章結(jié)束！歡迎提出寶貴意見(jiàn)和建議!本章結(jié)束！普通單向閥(正向）

普通單向閥(正向）內(nèi)泄式液控單向閥（控制油口不通壓力油時(shí)）內(nèi)泄式液控單向閥外泄式液控單向閥外泄式液控單向閥圖5-4視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）三位四通手動(dòng)換向閥（彈簧自動(dòng)復(fù)位式）(外力作用于杠桿)

圖5-4視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）圖5-5視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）：二位三通電磁換向閥（電磁鐵得電時(shí)）圖5-5視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）：二位三通電磁換向閥圖5-6三位四通電液換向閥(右電磁鐵得電時(shí)）圖5-6三位四通電液換向閥圖5-6視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）：三位四通電液換向閥

（左電磁鐵得電時(shí)）圖5-6視頻演示（標(biāo)準(zhǔn)）：三位四通電液換向閥圖5-7視頻演示：直動(dòng)型溢流閥

圖5-7視頻演示：直動(dòng)型溢流閥圖5-11視頻演示：先導(dǎo)型減壓閥圖5-11視頻演示：先導(dǎo)型減壓閥圖5-12視頻演示：直動(dòng)型順序閥圖5-12視頻演示：直動(dòng)型順序閥圖5-15視頻演示：?jiǎn)斡|點(diǎn)柱塞式壓力繼電器圖5-15視頻演示：?jiǎn)斡|點(diǎn)柱塞式壓力繼電器圖5-17節(jié)流閥圖5-17節(jié)流閥圖5-18視頻演示：調(diào)速閥的工作原理圖5-18視頻演示：調(diào)速閥的工作原理圖5-19視頻演示：旁通型調(diào)速閥

圖5-19視頻演示：旁通型調(diào)速閥方向閥組件演示

方向閥組件演示壓力閥組件演示

壓力閥組件演示流量閥組件演示

流量閥組件演示圖5-22視頻演示：方向閥組件（正向）圖5-22視頻演示：方向閥組件（正向）圖5-22視頻演示：方向閥組件（反向）圖5-22視頻演示：方向閥組件（反向）圖5-23視頻演示：插裝式二通閥圖5-23視頻演示：插裝式二通閥圖5-23視頻演示：插裝式二通閥圖5-23視頻演示：插裝式二通閥圖5-24視頻演示：（插裝式）三通閥(電磁鐵Y不得電時(shí)）圖5-24視頻演示：（插裝式）三通閥圖5-24視頻演示：（插裝式）三通閥(電磁鐵Y得電時(shí)）圖5-24視頻演示：（插裝式）三通閥圖5-25視頻演示：（插裝式）四通閥圖5-25視頻演示：（插裝式）四通閥圖5-26視頻演示噴嘴擋板式電液伺服閥工作原理圖5-26視頻演示圖5-29視頻演示：直接檢測(cè)式比例溢流閥圖5-29視頻演示：直接檢測(cè)式比例溢流閥圖5-30視頻演示：電液比例節(jié)流閥圖5-30視頻演示：電液比例節(jié)流閥圖5-31視頻演示：電液比例流量閥圖5-31視頻演示：電液比例流量閥圖5-35視頻演示：數(shù)字式流量控制閥

圖5-35視頻演示：數(shù)字式流量控制閥第5章液壓控制閥第5章液壓控制閥章節(jié)目錄

5.1液壓閥概述5.2方向控制閥5.3壓力控制閥5.4流量控制閥5.5疊加閥和插裝閥5.6電液伺服閥5.7電液比例閥5.8電液數(shù)字閥章節(jié)目錄5.1液壓閥概述5.1液壓閥概述5.1.1液壓閥的基本共同點(diǎn)

液壓控制閥的種類(lèi)繁多，但他們?cè)谝簤合到y(tǒng)的作用主要有三個(gè)方面：控制液壓油的壓力(壓力控制閥)、流量（流量控制閥）和流動(dòng)方向（方向控制閥），保證執(zhí)行元件按照負(fù)載的需求進(jìn)行工作。

盡管液壓閥的種類(lèi)繁多，且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較大的差異，但都具有基本共同點(diǎn)：1.在結(jié)構(gòu)上，所有液壓閥均由閥體、閥芯（錐閥，滑閥或球閥）和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的元、部件組成。其中閥芯的結(jié)構(gòu)如圖5－1所示。5.1液壓閥概述5.1.1液壓閥的基本共同點(diǎn)圖5-1閥的結(jié)構(gòu)型式2.在工作原理上，所有液壓閥的開(kāi)口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。圖5-1閥的結(jié)構(gòu)型式2.在工作原理上，所有液壓閥的表5-1液壓控制閥的分類(lèi)表5-1液壓控制閥的分類(lèi)5.1.3對(duì)液壓閥的基本要求1.動(dòng)作靈敏、使用可靠、工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。2.閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失?。婚y口關(guān)閉時(shí)，密封性能好。3.所控制的參量（壓力或流量）穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。4.結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好。5.1.2液壓閥的分類(lèi)液壓閥可按不同的特征進(jìn)行分類(lèi)，如表5-1所示。

5.1.3對(duì)液壓閥的基本要求1.動(dòng)作靈敏、使用可靠、工作時(shí)5.2方向控制閥方向控制閥主要有單向閥和換向閥兩類(lèi)。5.2.1單向閥常用的單向閥有：普通單向閥和液控單向閥兩種。1.普通單向閥（單向閥）

普通單向閥的作用是只允許液流沿一個(gè)方向通過(guò)，不能反向流動(dòng)。普通單向閥如圖5-2所示。

5.2方向控制閥方向控制閥主要有單向閥和換向閥兩類(lèi)。5.圖5-2普通單向閥圖5-2普通單向閥2.液控單向閥液控單向閥除進(jìn)出油口、外，還有一個(gè)控制油口（如下圖5-3）。

2.液控單向閥液控單向閥除進(jìn)出油口、外，還有一個(gè)控制油口（普通單向閥（正向）內(nèi)泄式液控單向閥（控制油口不通壓力油時(shí)）外泄式液控單向閥

需要指出的是，控制壓力油油口不工作時(shí)，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。內(nèi)泄式液控單向閥外泄式液控單向閥5.2.2換向閥1）功能：

換向閥是利用閥芯在閥體中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、切斷或改變流動(dòng)方向，從而使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。2）分類(lèi)：（1）按結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式和球閥式。（2）按閥體連通的主油路數(shù)可分為二通、三通、四通等。（3）按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分為二位、三位，四位等。

（4）按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等。

5.2.2換向閥1）功能：（1）按結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為3．滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu)不同的通數(shù)和位數(shù)構(gòu)成了不同類(lèi)型的換向閥，所謂二位閥、三位閥是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置；二通閥、三通閥、四通閥是指其閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且與系統(tǒng)中不同油管連接的油路接口。換向閥的功能主要就是由其控制的通路數(shù)和工作位置所決定。

換向閥都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作位置，其中一個(gè)是常位，即閥芯未受外部操縱時(shí)所處的位置，繪制液壓系統(tǒng)圖時(shí)，油路一般應(yīng)連接在常位上。4．滑閥式換向閥的操縱方式滑閥式換向閥的操縱方式包括：手動(dòng)(機(jī)動(dòng))、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)等，見(jiàn)圖5-4、5-5、5-6。3．滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu)不同的通數(shù)和位數(shù)構(gòu)成了圖5-4三位四通手動(dòng)換向閥圖5-4三位四通手動(dòng)換向閥

圖5-5二位二通電磁換向閥（電磁鐵得電時(shí)）圖5-5二位二通電磁換向閥

圖5-6三位四通電液換向閥(電磁鐵不得電時(shí)）(電磁鐵得電時(shí)）圖5-6三位四通電液換向閥(電磁鐵不得電時(shí)）(電磁鐵得電Graphicssymbol（圖形符號(hào)）Simplifiedgraphics（簡(jiǎn)化圖形）Graphicssymbol（圖形符號(hào)）Simplif5.滑閥的中位機(jī)能三位閥有三個(gè)工作位置，根據(jù)需要，執(zhí)行元件可在左位或右位工作。三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，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。不同的中位機(jī)能是在閥體的尺寸不變的情況下，通過(guò)改變閥芯的形狀和尺寸得到的。常見(jiàn)的中位機(jī)能、符號(hào)及其特點(diǎn)如表5-3所列。

5.滑閥的中位機(jī)能三位閥有三個(gè)工作位置，根

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）

表5-3三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）5.3壓力控制閥5.3.1溢流閥普通的壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器，它們用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中的油液壓力或通過(guò)壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制。

溢流閥按結(jié)構(gòu)型式分：（1）直動(dòng)型；（2）先導(dǎo)型。它旁接在液壓泵的出口保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力，有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，對(duì)執(zhí)行元件起安全保護(hù)作用。5.3壓力控制閥5.3.1溢流閥1.結(jié)構(gòu)及工作原理（1）直動(dòng)型圖5-7直動(dòng)型溢流閥

1.結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-7直動(dòng)型溢流閥

直動(dòng)型溢流閥的結(jié)構(gòu)及其圖形符號(hào)如圖5-7所示。壓力油從進(jìn)口P進(jìn)入閥后，經(jīng)孔和阻尼孔后作用在閥芯4的底面上。若彈簧剛度為K，預(yù)壓縮量為，閥芯直徑為D，閥口剛開(kāi)啟時(shí)的進(jìn)口壓力為，通過(guò)額定流量時(shí)的進(jìn)口壓力為，作用在閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力為，則得：

（a）閥口剛開(kāi)啟時(shí)的閥芯受力平衡關(guān)系式（b）閥口開(kāi)啟溢流時(shí)閥芯受力平衡關(guān)系式（5-1）（5-2）直動(dòng)型溢流閥的結(jié)構(gòu)及其注意兩點(diǎn)：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開(kāi)啟壓力pk，進(jìn)而調(diào)節(jié)控制閥的進(jìn)口壓力p，此處彈簧稱(chēng)之為調(diào)壓彈簧。（c）閥口開(kāi)啟溢流的壓力流量方程（5-3）聯(lián)立求解式（5-7）和（5-8）可求得不同流量下的進(jìn)口壓力。注意兩點(diǎn)：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開(kāi)啟壓（b）直動(dòng)型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡而工作的，若壓力較高、流量較大，則要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這不僅使調(diào)節(jié)性能變差，而且結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。所以滑閥式直動(dòng)型溢流閥一般只用于低壓小流量處。

(2)先導(dǎo)型若系統(tǒng)壓力和流量較大時(shí)，通常使用先導(dǎo)型溢流閥。其常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)如圖5-8所示，它們由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。這種閥的工作原理是利用主閥上下兩端油液壓力差來(lái)使主閥閥芯移動(dòng)的。（b）直動(dòng)型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡而工作的，若壓力

圖5-8先導(dǎo)溢流閥

圖5-8先導(dǎo)溢流閥先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個(gè)方程描述：（a）主閥閥芯受力平衡方程（b）主閥閥口壓力流量方程（c）先導(dǎo)閥閥芯受力平衡方程（5-4）（5-5）（5-6）先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個(gè)方程描述：（a）主閥閥芯受力（d）先導(dǎo)閥閥口壓力流量方程（5-7）（e）流經(jīng)阻尼孔的壓力流量方程（5-8）（d）先導(dǎo)閥閥口壓力流量方程（5-7）（e）流經(jīng)阻尼孔的壓力3.溢流閥的基本性能主要有：（1）調(diào)壓范圍在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降，無(wú)壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。（2）壓力流量特性溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能稱(chēng)為壓力流量特性或啟閉特性，如圖5-9所示。

（3）壓力超調(diào)量壓力峰值與額定壓力之差稱(chēng)為壓力超調(diào)量，一般限制超調(diào)量不得大于額定值的30%。圖5-10為溢流閥由零壓、零流量過(guò)渡為額定壓力、額定流量的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)。3.溢流閥的基本性能主要有：（1）調(diào)壓范圍圖5-9溢流閥的壓力流量特性曲線(xiàn)

圖5-9溢流閥的壓力流量特性曲線(xiàn)

圖5-10溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)

圖5-10溢流閥的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)5.3.2減壓閥減壓閥是一種利用液流流過(guò)縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。

按調(diào)節(jié)要求不同有：（1）用于保證出口壓力為定值的定值減壓閥；（2）用于保證進(jìn)出口壓力差不變的定差減壓閥；（3）用于保證進(jìn)出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，又簡(jiǎn)稱(chēng)為減壓閥。

5.3.2減壓閥減壓閥是一種利用液流流過(guò)1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-11先導(dǎo)型減壓閥

1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理圖5-11先導(dǎo)型減壓閥2.減壓閥功用和特點(diǎn)比較減壓閥與溢流閥的工作原理和結(jié)構(gòu)，可以將二者的差別歸納為以下三點(diǎn)：

（l）減壓閥保持出口壓力為定值；而溢流閥則保持進(jìn)口壓力恒定。（2）閥不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)出油口相通；而溢流閥則進(jìn)出油口不通。（3）減壓閥進(jìn)出油口都有壓力，先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱；而溢流閥的出口直接接回油箱，因此先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。2.減壓閥功用和特點(diǎn)比較減壓閥與溢流閥的工5.3.3順序閥1.順序閥功能2.工作原理

順序閥是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥，因用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作順序而得名。圖5-12為直動(dòng)式順序閥的工作原理。5.3.3順序閥順序閥是一種利用壓力控圖5-12直動(dòng)型順序閥圖5-12直動(dòng)型順序閥3.順序閥的控制形式：

依控制壓力的不同，順序閥可分為內(nèi)控和外控式兩種。見(jiàn)圖5-14。圖5-14順序閥的四種控制形式

3.順序閥的控制形式：依控制壓力的不同，4.特點(diǎn)

其中內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或背壓閥；外控內(nèi)泄用作卸載閥；外控外泄相當(dāng)于一個(gè)液控二位二通閥。將其特點(diǎn)歸納如下：

內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥的相同之點(diǎn)是：閥口常閉，由進(jìn)口壓力控制閥口的開(kāi)啟。區(qū)別是內(nèi)控外泄順序閥調(diào)整壓力油去工作，當(dāng)因負(fù)載建立的出口壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，閥的進(jìn)口壓力等于出口壓力，作用在閥芯上的液壓力大于彈簧力和液動(dòng)力，閥口全開(kāi)；當(dāng)負(fù)載所建立的出口壓力低于閥的調(diào)定壓力時(shí)，閥的進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，作用在閥芯上的液壓力、彈簧力、液動(dòng)力平衡，閥的開(kāi)口一定，滿(mǎn)足壓力流量方程。

4.特點(diǎn)其中內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或5.3.4壓力繼電器1.功能

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過(guò)壓力繼電器內(nèi)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)接通或斷開(kāi)電氣線(xiàn)路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。

壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖5-15為單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器

。5.3.4壓力繼電器壓力繼電器是一圖5-15單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器

圖5-15單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器5.4流量控制閥5.4.1流量控制原理

流量控制閥是通過(guò)改變閥口大小，改變液阻實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥。普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥。(5-9)

由流體力學(xué)知識(shí)知，流經(jīng)孔口及縫隙的流量與其前后壓力差和孔口、縫隙面積有關(guān)。它可以用通用節(jié)流方程表示常用的節(jié)流口結(jié)構(gòu)形式如圖5-16所示。

5.4流量控制閥5.4.1流量控制原理流量控圖5-16幾種節(jié)流口的結(jié)構(gòu)型式

圖5-16幾種節(jié)流口的結(jié)構(gòu)型式5.4.2節(jié)流閥1.結(jié)構(gòu)與原理圖5-17節(jié)流閥

節(jié)流閥是一個(gè)最簡(jiǎn)單又最基本的流量控制閥，其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)可變節(jié)流口，即一種借助于控制機(jī)構(gòu)使閥芯相對(duì)于閥體孔運(yùn)動(dòng)改變閥口過(guò)流面積的閥。常用在定量泵節(jié)流調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)調(diào)速。5.4.2節(jié)流閥圖5-17節(jié)流閥節(jié)流2.流量特性與剛性(5-10)

剛性T越大，節(jié)流閥的性能越好。因薄壁孔型的m＝0.5，故多作節(jié)流閥的閥口。另外，Δp大有利于提高節(jié)流閥的剛性，但Δp過(guò)大，不僅造成壓力損失的增大，而且可能導(dǎo)致閥口因面積大小而堵塞，因此一般取Δp＝（0.15～0.4）MPa。一般定義節(jié)流閥開(kāi)口面積A一定時(shí)，節(jié)流閥前后壓力差的變化量與流經(jīng)閥的流量變化量之比為節(jié)流閥的剛性T，即：

2.流量特性與剛性(5-10)剛性T越大，節(jié)流閥的5.4.3調(diào)速閥通過(guò)節(jié)流閥閥口的流量因閥口前后壓力差變化而變化，剛性差，因此僅適用于執(zhí)行元件工作負(fù)載變化不大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。為解決負(fù)載變化大的執(zhí)行元件的速度穩(wěn)定性問(wèn)題，應(yīng)采取措施保證負(fù)載變化時(shí)，使節(jié)流閥前后的壓力差常量。這就是調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥的基本原理。1.調(diào)速閥圖5-18為調(diào)速閥的工作原理圖，它是在節(jié)流閥前面串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥組合而成。

3.應(yīng)用節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中，主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)口，便可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。5.4.3調(diào)速閥通過(guò)節(jié)流閥閥口的流量因閥圖5-18調(diào)速閥的工作原理

圖5-18調(diào)速閥的工作原理調(diào)速閥工作時(shí)的靜態(tài)方程為：（5-11）（5-12）（5-13）（5-14）調(diào)速閥工作時(shí)的靜態(tài)方程為：（5-11）（5-12）（5-13圖5-19旁通型調(diào)速閥

2.溢流節(jié)流閥（旁通型調(diào)速閥）溢流節(jié)流閥也是一種壓力補(bǔ)償型節(jié)流閥，圖5-19為其工作原理圖。

圖5-19旁通型調(diào)速閥2.溢流節(jié)流閥（旁通型調(diào)速閥）溢5.5插裝閥和疊加閥5.5.1疊加閥

疊加閥是以板式閥為基礎(chǔ)，將各種液壓閥的上下面都做成像板式閥底面那樣的連接面，做成疊裝式結(jié)構(gòu)稱(chēng)為疊加閥，如圖5-20a所示。

單個(gè)疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，所不同的是：每個(gè)疊加閥都有四個(gè)油口P、A、B、T貫通，它除了具有液壓閥的功能外，而且還起閥與閥之間油路通道作用。相同規(guī)格的各種疊加閥的油口位置、連接安裝尺寸都相同。組成系統(tǒng)時(shí)，將相同規(guī)格的各種功能的疊加閥，按液壓系統(tǒng)圖的一定順序疊加起來(lái)，即可組成疊加閥系統(tǒng)圖，如圖5-20b所示。

5.5插裝閥和疊加閥5.5.1疊加閥圖5-20a)疊加閥結(jié)構(gòu)圖圖5-20a)疊加閥結(jié)構(gòu)圖圖5-20b)疊加閥系統(tǒng)圖圖5-20b)疊加閥系統(tǒng)圖5.5.1插裝閥

插裝閥在高壓大流量的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。其元件已標(biāo)準(zhǔn)化，將幾個(gè)插裝式元件組合一下便可組成復(fù)合閥。與普通液壓閥相比，它有如下優(yōu)點(diǎn)：1）通流能力大，特別適用于大流量場(chǎng)合，它的最大通徑可達(dá)200～250mm，通過(guò)的最大流量可達(dá)10000L/min。2）閥芯動(dòng)作靈敏、抗堵塞能力強(qiáng)。3）密封性好，泄漏小，油液流經(jīng)閥口的壓力損失小。4）結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在一些大流量及介質(zhì)為非礦物油的場(chǎng)合，優(yōu)越性更為突出。5.5.1插裝閥插裝閥在高壓大流量1.插裝閥的工作原理和基本組件插裝閥基本組件由閥芯、閥套、彈簧和密封圈組成。根據(jù)其用途不同分為方向閥組件（圖5-21a）、壓力閥組件（圖5-21b）和流量閥組件（圖5-21c）三種。三種組件均有兩個(gè)主油口A和B、一個(gè)控制油口X。設(shè)閥芯直徑為D、閥座孔直徑為d，則油口A、B、X的作用面積AA、AB、AX分別為：面積比1.插裝閥的工作原理和基本組件插裝閥基本組件圖5-21插裝閥基本組件

圖5-21插裝閥基本組件2.先導(dǎo)閥與蓋板先導(dǎo)閥通過(guò)蓋板安裝在閥塊上，并經(jīng)蓋板上的油道來(lái)控制插裝閥組件控制腔X的通油方式，從而控制閥口的開(kāi)啟和關(guān)閉。其中方向閥組件的先導(dǎo)閥可以是電磁滑閥，也可以是電磁球閥。壓力閥組件的先導(dǎo)閥包括壓力先導(dǎo)閥、電磁滑閥等，其控制原理與普通溢流閥完全相同。流量閥組件的先導(dǎo)閥除電磁滑閥外，還需在蓋板上裝閥芯行程調(diào)節(jié)桿，以限制、調(diào)節(jié)閥口開(kāi)度大小，即改變閥口通流面積（見(jiàn)圖5-21c）。3.插裝閥的應(yīng)用舉例（1）插裝式閥作單向閥將方向閥組件的控制油口X通過(guò)閥塊和蓋板上的通道與油口A或B直接溝通，可組成單向閥。其中圖5-22b所示結(jié)構(gòu)，反向（A→B）關(guān)閉時(shí)，控制腔的壓力油可能經(jīng)過(guò)閥芯上端與閥套孔之間的環(huán)形間隙，向油口B泄漏，密封性能不及圖5-22a所示的連接形式。

2.先導(dǎo)閥與蓋板先導(dǎo)閥通過(guò)蓋板安裝在閥塊上，并經(jīng)蓋板圖5-22插裝式單向閥

正向演示反向演示圖5-22插裝式單向閥正向演示反向演示(2)插裝式閥作二位二通閥

如圖5-23所示，由二位三通先導(dǎo)電磁滑閥控制方向閥組件控制腔的通油方式。如圖5-23a所示，電磁鐵失電時(shí)，控制腔x通過(guò)二位三通閥的常位通油箱，因此，無(wú)論A口來(lái)油，還是B口來(lái)油均可將閥口開(kāi)啟通油。電磁鐵得電，二位三通閥右位工作，控制腔X與油口A接通，從B口來(lái)油可頂開(kāi)閥芯通油，而A口來(lái)油則閥口關(guān)閉，相當(dāng)于B→A的單向閥。與圖5-23a不同，圖5-23b所示結(jié)構(gòu)在二位三通閥處于右位工作時(shí)，因梭閥的作用，控制腔X的壓力始終為A、B兩油口中壓力較高者。因此，無(wú)論是A口來(lái)油，還是B口來(lái)油，閥口均處于關(guān)閉狀態(tài)，油口A與B不通。(2)插裝式閥作二位二通閥如圖5-2圖5-23二通閥

圖5-23二通閥(3)插裝式閥作二位三通閥圖5-24中三通插裝閥由兩個(gè)方向閥組件并聯(lián)而成，對(duì)外形成一個(gè)壓力油口P，一個(gè)工作油口A和一個(gè)回油口T。兩組件的控制腔的通油方式由一個(gè)二位四通電磁滑閥（先導(dǎo)閥）控制。在電磁鐵Y失電時(shí)，二位四通閥左位（常位）工作，閥1的控制腔接回油箱，閥口開(kāi)啟；閥2的控制腔接壓力油p，閥口關(guān)閉。于是油口A與T通，油口P不通。(4)插裝式閥作四通閥

四通插裝閥由兩個(gè)三通閥并聯(lián)而成。如圖5-25所示，用四個(gè)二位三通電磁閥分別控制四個(gè)方向閥組件的開(kāi)啟和關(guān)閉，可以得到圖示十二種機(jī)能。實(shí)際應(yīng)用最多的是一個(gè)三位四通電磁閥成組控制閥1、閥2和閥3和閥4的開(kāi)啟和關(guān)閉的三位四通閥。(3)插裝式閥作二位三通閥圖5-24中三圖5-24三通閥

（電磁鐵Y不得電時(shí)）（電磁鐵Y得電時(shí)）圖5-24三通閥（電磁鐵Y不得電時(shí)）（電磁鐵Y得電圖5-25插裝式四通閥

圖5-25插裝式四通閥5.6電液伺服閥電液伺服閥將電信號(hào)傳遞處理的靈活性和大功率液壓系統(tǒng)控制相結(jié)合，可對(duì)大功率、快速響應(yīng)的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)控制。同時(shí)它也是將小功率的電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能（壓力和流量）輸出，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制的一種裝置。因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

圖5-26所示為噴嘴擋板式電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖，電液伺服閥通常由三部分組成。5.6電液伺服閥電液伺服閥將電信號(hào)傳遞處圖5-26噴嘴擋板式電液伺服閥

圖5-26噴嘴擋板式電液伺服閥圖5-27液壓放大器

圖5-27液壓放大器（3）反饋和平衡機(jī)構(gòu)

是使電液伺服閥輸出的流量或壓力獲得與輸入電信號(hào)成比例的特性。如圖5-27所示，它是由固定節(jié)流孔g、噴嘴2、擋板1（兼作放大器的力反饋彈簧）組成。在這里，滑閥是它的執(zhí)行元件。

（1）電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置

用來(lái)將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線(xiàn)位移輸出，輸出轉(zhuǎn)角的裝置稱(chēng)為力矩馬達(dá)，輸出直線(xiàn)位移的裝置稱(chēng)為力馬達(dá)。

（2）液壓放大器

實(shí)現(xiàn)液壓油控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。液壓放大器如圖5－27所示。

（3）反饋和平衡機(jī)構(gòu)是使電液伺服閥輸出的流5.7電液比例閥

電液比例閥是一種性能介于普通液壓控制閥和電液伺服閥之間的新閥種，它既可以根據(jù)輸入的電信號(hào)大小連續(xù)地成比例地對(duì)液壓系統(tǒng)的參量（壓力、流量及方向）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計(jì)算機(jī)控制，又在制造成本、抗污染等方面優(yōu)于電液伺服閥。但其控制性能和精度不如電液伺服閥，廣泛應(yīng)用于要求不是很高的液壓系統(tǒng)中。5.7.1電液比例壓力閥圖5-28所示為電液比例壓力先導(dǎo)閥，它與普通溢流閥、減壓閥、順序閥的主閥組合可構(gòu)成電液比例溢流閥、電液比例減壓閥和電液比例順序閥。

5.7電液比例閥電液比例閥是