《液壓傳動》液壓控制閥

1、6.1 概 述 1. 閥的功能 液壓系統(tǒng)中用以控制系統(tǒng)的流體壓力、流量和流動方向壓力、流量和流動方向的控制元件，總稱液壓控制閥(或液壓閥、控制閥)，它們性能很大程度上決定了整個液壓系統(tǒng)性能。它們的共同之處：(1)在結(jié)構(gòu)上都由閥體、閥芯、操縱部件等三個主要部分組成；(2)在工作原理上都是利用閥的開口（簡稱閥口）的變化（大小或通斷）來控制液流壓力、流量和方向的，因此閥口的通流性能決定了它的性能。閥口的流量、壓差和開口面積之間的關(guān)系符合小孔流量公式。第六章第六章 液壓控制閥液壓控制閥 2. 閥的分類3. 閥的基本性能要求： 1) 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊小、振動小、噪音小，具有一定的使用壽命；

2、2) 油液通過閥時所產(chǎn)生的壓力損失盡量小;3)具有良好的密封性能，內(nèi)、外泄漏小;4)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝、調(diào)整、維護(hù)方便。 另外，液壓控制閥也應(yīng)實(shí)行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。目前的液壓閥正在向高壓化、小型化、集成化的方向發(fā)展。 6.2 方向控制閥 方向控制閥在油路的主要作用是用來通斷或改變油液流動的方向。 1. 單向閥 僅允許液體向一個方向流動，而不能反向流動（反向截止）的閥。有普通型單向閥和液控單向閥兩種。普通單向閥的工作原理是利用座閥（錐閥或球閥）的單向通流特性實(shí)現(xiàn)的。 單向閥在油路中主要用來限制液流流向。正向時要求它阻力小、壓降損失小、動作靈敏可靠；反向時泄漏小。 單向閥的主要用途是:裝在

3、液壓泵的出油液口，在液壓泵卸荷或意外停轉(zhuǎn)時，防止系統(tǒng)中的高壓油液倒流入液壓泵而影響它的工作1 活塞 2 頂桿 3 閥芯 液控單向閥 允許液體單向通過，反向時關(guān)閉或按預(yù)定液壓控制信號開放單向閥，稱液控單向閥。液控是在普通單向閥的基礎(chǔ)上，增加一個液控口，以適應(yīng)油液反向流動的需要。 當(dāng)控制口K不通壓力油時，液控單向閥與普通單向閥一樣，油液只能正向流動，反向截止。而當(dāng)控制口K通入壓力油時，活塞1被推向右邊，克服彈簧彈力、液壓力等阻力，通過頂桿2推動閥芯3右移，閥口打開，液控單向閥反向?qū)?，油液可以從原出油口P2通過閥口流向原進(jìn)油口P1 液控單向閥常用于保壓、鎖緊和平衡等回路2、換向閥 換向閥是利用閥芯

4、和閥體的相對位移關(guān)閉或接通油路，從而改變液流方向，使執(zhí)行元件停止、啟動或改變運(yùn)動方向。 根據(jù)閥芯和閥體的相對位移方式，可分為換向滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類。 換向滑閥是利用閥芯相對閥的往復(fù)直線位移改變內(nèi)部通道連通方式控制油路通斷和改變液流方向的，而轉(zhuǎn)閥是利用柱狀閥芯與閥體的旋轉(zhuǎn)位移實(shí)現(xiàn)上述作用的。不加特別說明的換向閥即換向滑閥。 （a） （b） （c） 圖（c）是對應(yīng)圖（a）、（b）換向閥的圖形符號，從左至右的三個方框分別代表換向閥閥芯所處的左位、中位和右位三個工作位置。方框內(nèi)的引線表示通路狀態(tài)，其中“”或“”表示閥口關(guān)閉，箭頭連線表示所連接的口相通。圖形符號中，外引線在常態(tài)（不通電）位置畫出，圖（c）

5、中的常態(tài)位置是中位，有五條外引線，表示閥的五個油口。因該閥有三個工作位置，五個油口，稱為“三位五通換向閥”。 中位機(jī)能是對三位換向閥而言的。在非控制狀態(tài)時，中間位置所表示的閥內(nèi)部油路連通方式稱中位機(jī)能。根據(jù)中位油路的連通方式不同，可分為O、P、M、H、X、U、Y型多種，可參看表6.2-2 三位五通換向滑閥 ：位數(shù)、通路數(shù)、中位機(jī)能 換向閥閥芯的控制方式、定位和復(fù)位方式： 控制方式即是使閥芯位移的方式和方法。常見的控制方式（參見表6.2-3）有：手動控制、機(jī)械控制、液壓控制、電磁控制及復(fù)合控制，它們分別是利用人工方法、機(jī)械方法、液壓力和通電線圈產(chǎn)生的電磁力控制閥芯與閥體的相對位移的，復(fù)合控制通常

6、是電液聯(lián)合控制，即利用電磁力控制導(dǎo)閥，進(jìn)而使液壓力控制主閥芯位移從而達(dá)到換向目的。 在液壓回路或液壓系統(tǒng)中，換向閥的圖示位置為靜態(tài)（自然）在液壓回路或液壓系統(tǒng)中，換向閥的圖示位置為靜態(tài)（自然）位置。位置。 使閥芯相對閥體在工作位置或零位固定的方法稱定位方式。常見的定位方式有彈簧定位和機(jī)械定位，其中機(jī)械定位是最可靠的。 使閥回到原始狀態(tài)的方法，稱復(fù)位方式，常見的復(fù)位方式有彈簧復(fù)位、彈簧對中復(fù)位、液壓對中復(fù)位，后兩者是對三位閥而言的。三位五通換向滑閥 ：表6.2-1. 換向滑閥結(jié)構(gòu)與圖形符號 二位二通閥 接通與切斷油路，相當(dāng)于一個油路開關(guān)。 二位三通閥 改變液流流向，從一條油路轉(zhuǎn)換到另一條油路。

7、二位四通閥 進(jìn)油和回油不變的情況下，切換二個出油口的流向。 三位四通閥 二位五通閥 三位五通閥 左、右位與二位四通閥作用相同。中位時關(guān)斷所有通油口。 切換二個出油口的流向，有二種回油方式。 左、右位與二位五通閥作用相同。中位時關(guān)斷所有通油口 表6.2-3 換向閥操縱方式圖形符號 手柄式 機(jī)動滾輪式 機(jī)動頂桿式 電磁式 液壓式 彈簧 液壓先導(dǎo)控制 電磁-液壓先導(dǎo)控制 表6.2-2 三位換向滑閥的中位機(jī)能轉(zhuǎn) 閥 1 手柄 2 閥體 3 閥芯 （a） （b） （c） （d） 轉(zhuǎn)閥的閥芯是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如圖所示，扳動手柄1，閥芯3在閥體2內(nèi)作轉(zhuǎn)動。（a）、（b）、（c）分別是閥芯在左、中、右三個位置的情

8、形 三位四通手動換向閥結(jié)構(gòu)三位四通手動換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動換向閥結(jié)構(gòu) 3、換向滑閥的結(jié)構(gòu)介紹三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu) 1-閥芯 2-彈簧3-推桿 4-線圈 5-導(dǎo)套 6-銜鐵 7-壓桿 8-檢查按鈕 三位四通液動換向閥結(jié)構(gòu)三位四通液動換向閥結(jié)構(gòu)（彈簧對中型）（彈簧對中型） 當(dāng)控制油路的壓力油從K1口進(jìn)入滑閥的左腔、滑閥的右腔通過K2通油箱時，液壓力克服彈簧力等阻力，推動閥芯右移，P與A相通，B與T相通，換向閥處于左位狀態(tài)。反之，K2口通入壓力右時，換向閥處于右位狀態(tài)，P與B相通，A與T相通。當(dāng)K1、K2都不通入壓力油時，閥芯在二端的彈簧力作用下，處于

9、中位，四個油口均不相通。 電液動換向閥結(jié)構(gòu)（彈簧對中型）電液動換向閥結(jié)構(gòu)（彈簧對中型） 通電，使電磁閥處于右位，則主閥也隨之切換至右位，P、B相通，A、T相通。當(dāng)二個電磁閥均斷電時，主閥芯在復(fù)位彈簧的作用下，回到中位，P、T、A、B四個均互不相通。 電液動換向閥由主閥和先導(dǎo)控制閥組成。主閥是液動換向閥，允許通過較大流量的液流。 5. 5. 多路換向閥多路換向閥 多路換向閥是由二個以上的換向閥為主的組合閥（屬于疊加閥），根據(jù)工作要求的不同，還可以組合上安全溢流、單向閥和補(bǔ)油閥。和其它閥相比，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、移動滑閥阻力小、多位性能、壽命長、制造簡單等優(yōu)點(diǎn)。 主要用于起重機(jī)械、工程機(jī)械

10、及其它行走機(jī)構(gòu)，進(jìn)行多個執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）的集中控制。它的操縱方式多為手動操縱，也有機(jī)動、液動、氣動以及電磁-氣動等形式； 若按閥體結(jié)構(gòu)分，有分片式和整體式二類；若按連接方式分，有并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)三類。1）并聯(lián)油路多路換向閥 這類多路換向閥進(jìn)口壓力油可以直接通到各聯(lián)滑閥的進(jìn)油口，各聯(lián)滑閥的回油口又都直接通到多路換向閥的總回油口。當(dāng)采用這種油路連通方式的多路換向閥同時操作多個執(zhí)行元件同時工作，壓力油總是先進(jìn)入負(fù)載壓力較低的執(zhí)行元件。因此只有各執(zhí)行元件進(jìn)油口的壓力相等時，它們才能同時動作。）串聯(lián)油路多路換向閥 每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通，即前聯(lián)回油口都和后聯(lián)滑閥的中位

11、進(jìn)油口相通，這樣，可使串聯(lián)油路內(nèi)的數(shù)個執(zhí)行元件同時動作，其條件是串聯(lián)回路多路換向閥的進(jìn)油口P的壓力要大于所有同時動作的執(zhí)行元件的各腔壓力之和。因此，并聯(lián)油路多路換向閥的進(jìn)口P的壓力比較高，損失相應(yīng)也較大。 3）串并聯(lián)油路多路換向閥 每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通，每聯(lián)回油口都直接與總回油口連接，即各滑閥的進(jìn)油口串聯(lián)，回油口并聯(lián)。串并聯(lián)油路多路換向閥的特點(diǎn)是：當(dāng)某聯(lián)滑閥換向時，其后各聯(lián)滑閥的進(jìn)油道當(dāng)即被切斷。因此，一組多路換向閥中只能有一個滑閥工作，即滑閥之間具有互鎖功能，可以防止誤動作。6.3壓力控制閥 以液壓力與彈簧力相平衡而進(jìn)行壓力控制的元件稱壓力控制閥，簡稱壓力閥。壓力閥在

12、油路的主要作用是用控制液流壓力高低的。 1、溢流閥 以液壓力與彈簧力相平衡而維持進(jìn)口壓力近于恒定，系統(tǒng)中多余流體通過該閥回油箱的壓力控制閥，稱溢流閥。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥主要有直動式和先導(dǎo)式兩種。 溢流閥在液壓系統(tǒng)中主要起穩(wěn)定壓力或安全保護(hù)的作用。它是液壓系統(tǒng)中最重要的元件之一，幾乎所有的系統(tǒng)都要用到溢流閥，其性能的好壞對液壓系統(tǒng)的正常工作有重大影響。溢流閥在油路中的使用比較靈活，可以有不同的用途。 （1）直動式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu) 1-手柄 2-彈簧 3-閥芯 根據(jù)閥芯形狀不同，直動式溢流閥有3種：球芯式、錐芯式和滑閥式溢流閥。球芯式應(yīng)用較少；錐芯式動作靈敏，適于作安全閥；而滑閥式溢流閥

13、壓力穩(wěn)定性好，適用作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力。進(jìn)口壓力p基本上由彈簧力決定 AFpS 閥體上阻尼孔1的作用是對閥芯的運(yùn)動產(chǎn)生阻尼，以提高閥芯的穩(wěn)定性。P為進(jìn)油口(液壓泵出口的分支管路接口)，T為回油箱接口。轉(zhuǎn)動調(diào)手柄5，使調(diào)壓彈簧7預(yù)壓縮量為x。 1）直動式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu) 1-手柄 2-彈簧 3-閥芯 起穩(wěn)定壓力作用的溢流閥實(shí)際上是一個負(fù)反饋系統(tǒng)，反饋信號取自進(jìn)口壓力p，稱為控制壓力，在圖形符號中用虛線表示。穩(wěn)壓時閥口雖有一定的開口量x，但常態(tài)下（進(jìn)口無壓力）P與T不通，故圖形符號中箭頭偏向一邊。另外，溢流閥的出口T通常接通油箱，所以圖形符號中也將油箱畫出。直動式滑閥式溢流閥的結(jié)構(gòu)

14、1-手柄 2-彈簧 3-閥芯a-阻尼孔 xR-閥口進(jìn)入進(jìn)油口P的壓力油通過閥芯3的徑向孔和阻尼孔a作用在閥芯底部，該液壓力與彈簧2的彈簧力平衡，溢流流量從開口xR流向T口，為防止泄漏，需要一定的重疊長度L。 這種滑閥式結(jié)構(gòu)的溢流閥一般只能用于壓力小于2.5MPa的小流量場合。較新型的直動式溢流閥采用錐閥式或球閥式，可以直接用于高壓、大流量的場合。 2）先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由兩部分組成：先導(dǎo)閥部分（錐芯式直動式溢流閥）和主閥部分。壓力油從P口進(jìn)入，通過阻尼孔3到達(dá)主閥芯上腔，再經(jīng)直通道到達(dá)先導(dǎo)閥芯的前腔，作用在先導(dǎo)閥芯4的前面（錐面），當(dāng)進(jìn)口壓力p較低時，液壓力不能克服先導(dǎo)彈簧5的彈簧力，先

15、導(dǎo)閥關(guān)閉。如果進(jìn)口壓力p升高，P1隨之升高，當(dāng)作用在先導(dǎo)閥芯4上的液壓力能克服彈簧5時，先導(dǎo)閥芯4打開，液流通過阻尼孔3、先導(dǎo)閥閥口和主閥閥芯軸向通孔流回油箱。由于液流通過阻尼孔時產(chǎn)生壓降p= P-P1，使主閥下腔的液壓力PA大于上腔的液壓力P1A，當(dāng)液壓力差pA大于主彈簧1的彈力和其它阻力時，主閥芯2上移，主閥開啟，部分油液經(jīng)過主閥口（T）溢流回油箱。 3）溢流閥的應(yīng)用（1）作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力 在圖(a)的定量泵系統(tǒng)中，節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)，泵輸出流量QS，節(jié)流閥用以調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量QL。 QS的選擇原則是QS QL ，以滿足執(zhí)行元件最大速度。在正常工作時， QS 顯著大于QL ，多

16、余流量經(jīng)溢流閥溢流回油箱。因而在正常工作時，溢流閥總是開啟的（常開），因而保證了系統(tǒng)工作壓力穩(wěn)定。調(diào)節(jié)節(jié)流閥口的開度，可調(diào)整節(jié)流閥和溢流閥的通流量。 由于溢流閥在通流量變化很大時進(jìn)口壓力變化甚微，這就保證了系統(tǒng)工作壓力的穩(wěn)定性。3）溢流閥的應(yīng)用（2）作安全閥以限定系統(tǒng)最高壓力，保障系統(tǒng)安全 在(b)的變量泵系統(tǒng)中，泵輸出流量可根據(jù)執(zhí)行元件的需要而自動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)正常工作時無多余流量經(jīng)溢流閥旁路溢流回油箱，溢流閥是閉合的（常閉），只有當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過溢流閥設(shè)定壓力（一般為最高工作壓力的110）時，溢流閥才開啟溢流，以限制系統(tǒng)的最高工作壓力，保障了系統(tǒng)的安全。3）溢流閥的應(yīng)用（3）作卸荷閥和遠(yuǎn)程調(diào)

17、壓閥 在圖（c）的定量泵系統(tǒng)中，調(diào)壓閥為先導(dǎo)式溢流閥，在其先導(dǎo)閥控制口處并聯(lián)二位二通閥。當(dāng)二位二通閥通電而處上工位時，先導(dǎo)閥控制壓力為零，使泵卸載。將圖中的二位二通閥換成錐心式溢流閥，則可作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。但只有遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力低于主閥調(diào)節(jié)壓力時，才起遠(yuǎn)程調(diào)壓作用。3)溢流閥的應(yīng)用（4）作背壓閥 溢流閥還可用作背壓閥，這時一般用直動式溢流閥，將它串接在系統(tǒng)的回油路上，以產(chǎn)生一定的回油阻力，改善執(zhí)行元件運(yùn)動的平穩(wěn)性。 安裝在液壓缸出口的一端,在液壓缸伸出運(yùn)動時形成一個背壓,以防止液壓缸活塞桿突然伸出。2.減壓閥 用節(jié)流的方法使出口壓力低于進(jìn)口壓力的控制閥稱減壓閥1) 定值減壓閥： 在出口獲得低于

18、進(jìn)口壓力的穩(wěn)定壓力。這種減壓閥最為常用，有時直接稱為減壓閥。2) 定差減壓閥： 保持進(jìn)、出油口之間的壓力差不變。3) 定比減壓閥： 保持進(jìn)、出油口之間的壓力比不變。1）定值減壓閥 （1）直動式定值減壓閥 圖a為工作原理圖，圖b為圖形符號。P1是進(jìn)油口，P2是出油口。常態(tài)時閥芯在彈簧的作用下處于閥腔底部、開口最大，P1、P2相通，即閥芯是常開的。壓力為P1的高壓液體從進(jìn)液口P1經(jīng)減壓閥口降為P2并從P2輸出，同時P2通過內(nèi)部通道進(jìn)入閥芯下端，對閥芯作用一個向上的與調(diào)壓彈簧力平衡的液壓力AP21）定值減壓閥 （1）直動式定值減壓閥 若此刻減壓閥口開度為x，則閥芯上力平衡方程為：)(m02xxxkA

19、p)(const )(0m02xxxxxAkp或者 表明減壓閥出口壓力基本保持不變。該閥是直動式定值減壓閥，其單獨(dú)應(yīng)用較少。1）定值減壓閥 （2）先導(dǎo)式定值減壓閥 減壓閥中常見的為先導(dǎo)式定值減壓閥， 它由先導(dǎo)閥（錐芯式直動溢流閥）和直動減壓閥（主閥）兩部分組成。P1口進(jìn)入經(jīng)過常開的減壓閥口壓力降為p2并從出液口P2流出，同時壓力p2作用于主閥芯底部，并經(jīng)阻尼孔a壓力降為p3作用主閥芯上端和先導(dǎo)閥閥芯左端。當(dāng)先導(dǎo)閥前腔液壓力小于或等于導(dǎo)閥預(yù)壓彈簧力時，導(dǎo)閥關(guān)閉，這時P3=P2=P1，主閥芯位于閥腔底部，減壓閥口處最大開度狀態(tài)，不起減壓作用。1）定值減壓閥 （2）先導(dǎo)式定值減壓閥 當(dāng)導(dǎo)閥開啟，導(dǎo)閥

20、回液單獨(dú)回油箱,由于阻尼孔a的作用，導(dǎo)閥泄漏流量Q使主閥芯上下腔產(chǎn)生壓力差P2-P3，當(dāng)主閥芯下端的液壓力大于主閥芯彈簧預(yù)壓力時主閥芯上移，閥口開度減小，起減壓作用并保持P2近于恒定。當(dāng)出口壓力大于調(diào)定值時，閥口開度將減小，使閥口阻力增大，出口壓力便下降；當(dāng)出口壓力小于調(diào)定值時，閥口開度將增大，使閥口阻力減小，出口壓力便上升。這樣，減壓閥利用閥口開度的自動變化來使出口壓力保持基本穩(wěn)定。1）定值減壓閥 先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥相比較，有如下不同：1）減壓閥保持出口壓力基本不變，控制油液來自出油口；而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變，控制油液來自進(jìn)口。2）在自然狀態(tài)下，減壓閥進(jìn)、出口相通（常開），而溢

21、流閥的進(jìn)、出口不通（常閉）。3）減壓閥的先導(dǎo)閥泄漏油液須通過泄油口單獨(dú)外接油箱，而溢流閥的出油口是與油箱直接相接的，所以它的先導(dǎo)閥的泄漏油可通過閥體上的通道和出口相通，不必單獨(dú)外接回油管道。2）定差減壓閥 定差減壓閥可保持進(jìn)、出油口的壓力差穩(wěn)定不變，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。進(jìn)口壓力P1作用在閥芯的臺階端面上，并通過減壓節(jié)流口x流出壓力降為P2,同時P2通過閥芯中心孔作用在閥芯上腔。閥芯是在進(jìn)、出口壓力差P和彈簧力的作用下平衡（忽略摩擦力和穩(wěn)態(tài)液動力），平衡方程式為)(4)(22cc21dDxxkppp定差式減壓閥主要用在組合閥中，以保證節(jié)流閥的進(jìn)、出口壓力差恒定，從而獲得穩(wěn)定的流量。3）定比減壓

22、閥 定比減壓閥能使進(jìn)、出口壓力的比值保持穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，忽略穩(wěn)態(tài)液動力、摩擦力，閥芯的平衡方程式為22cc11)(ApxxkAp由于彈簧剛度kc設(shè)計得很小，彈簧力可以忽略，上式簡化為2112AApp3. 順序閥 當(dāng)控制壓力達(dá)到預(yù)定值時，閥芯開啟、使流體通過以控制下一個執(zhí)行元件順序動作的壓力控制閥稱順序閥。其主要作用是控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作先后順序。 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理與溢流閥相似。根據(jù)壓力控制方式，順序閥可分為內(nèi)控式和外控式，前者用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉，后者用外來控制壓力控制閥芯的啟閉；也可按結(jié)構(gòu)不同分為兩種：直動式和先導(dǎo)式，前者一般用于低壓系統(tǒng)，后者用于中、高壓系統(tǒng)

23、。按泄漏方式不同，也可分為內(nèi)泄式和外泄式，前者需要單獨(dú)的管道，以將泄漏油液流回油箱，后者是泄漏油液與閥出口油液一起回油箱，不需單獨(dú)泄漏管道。這時閥的作用是使系統(tǒng)卸荷，而不是控制執(zhí)行元件順序工作。3. 順序閥 如圖a所示，當(dāng)進(jìn)油口壓力P1小于彈簧調(diào)定壓力時，閥芯在彈簧作用下處于最下位置，進(jìn)油口和出油口不通；當(dāng)P1壓力升高并達(dá)到或超過彈簧調(diào)定壓力時，克服彈簧力使閥芯上移，閥口打開，P1與P2相通，則出口油液P2推動回路中下一個執(zhí)行元件工作。 圖a的順序閥的閥芯開啟的控制壓力來自液進(jìn)口，稱為內(nèi)控式順序閥。如果另外設(shè)置一控制口K，使用其它的油路作為控制油液，則稱為外控式順序閥，如圖b所示。3. 順序閥

24、 先導(dǎo)式順序閥的原理見圖6.3-18，與圖6.3-3的先導(dǎo)式溢流閥原理相比，基本相同。差別僅僅在于前者出口P2一般接工作回路，而后者的出口T則接油箱，所以前者需要另外的泄漏口L。3. 順序閥 順序閥的應(yīng)用 順序閥相當(dāng)于一個液控開關(guān)閥（或液控二位二通閥），可以根據(jù)控制口的壓力變化來接通或關(guān)閉進(jìn)、出口之間的油路。順序閥可以有多種用途： 可以使多個執(zhí)行元件按壓力順序自動實(shí)現(xiàn)順序動作； 可以用來作為回路的背壓閥或系統(tǒng)卸荷閥； 與單向閥并聯(lián)組成的一體式閥稱為單向順序閥，它可以作為平衡閥，用于防止執(zhí)行元件在放下重物負(fù)載時可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。4. 壓力繼電器 壓力繼電器：是將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液

25、控制元件。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時即發(fā)出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸荷、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動作，或關(guān)閉電動機(jī)，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用等。 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 單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器。主要零件有柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動開關(guān)3。液壓力作用在柱塞底部，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到調(diào)壓彈簧的調(diào)定值時，液壓力便直接壓縮彈簧，推動柱塞上移而壓下微動開關(guān)觸頭，發(fā)出電信號6.4流量控制閥 在一定壓力差下，通過改變閥口通流面積（節(jié)流口局部阻力）大小或通流通道的長短來控制流量的液壓控制閥稱流量控制閥。 常見的類型有普通節(jié)流閥、調(diào)

26、速閥 、溢流節(jié)流閥、比例節(jié)流閥等。1 1 流量控制原理和節(jié)流口形式流量控制原理和節(jié)流口形式 流量控制閥是利用小孔節(jié)流原理工作的。作為節(jié)流口的小孔通常有3種形式：薄壁小孔、短孔和細(xì)長孔。 這3種孔的流量公式均可表示如下mT pKAQ 6.4流量控制閥 節(jié)流閥的流量與節(jié)流口形狀、壓差、油液的性質(zhì)相關(guān)，具體如下（1） 壓差對流量的影響 ：節(jié)流閥兩端壓差p變化時，通過它的流量也發(fā)生變化。（2） 溫度對流量的影響：油溫的變化影響到油液的粘度。對細(xì)長孔，粘度對流量的影響最大。（3） 節(jié)流口堵塞：節(jié)流口可能因?yàn)橛鸵褐械碾s質(zhì)或由于油液氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等而發(fā)生局部堵塞，使節(jié)流口通流面積變小，流量發(fā)生變化，

27、尤其是當(dāng)開口較小時，這一影響更為突出，嚴(yán)重時會完全堵塞而出現(xiàn)斷流現(xiàn)象mT pKAQ 為保證流量穩(wěn)定，節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想 6.4流量控制閥 節(jié)流閥在回路中的節(jié)流作用是有條件的，它需與溢流閥配合使用。如圖a，節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)在液壓泵的出口，構(gòu)成恒壓源，使泵出口的壓力恒定。此時節(jié)流閥和溢流閥相當(dāng)于兩個并聯(lián)的液阻。定量泵輸出流量不變，流經(jīng)節(jié)流閥的的流量和流經(jīng)溢流閥的流量決定于節(jié)流閥和溢流閥液阻的相對大小。若節(jié)流閥的液阻大于溢流閥的液阻，則QLQ ；反之QLQ 。節(jié)流閥是一種可在較大范圍內(nèi)以改變液阻來調(diào)節(jié)流量的元件。但若在回路中僅有節(jié)流閥而沒有與之并聯(lián)的溢流閥，如圖b所示，則節(jié)流閥就起不到

28、節(jié)流流量的作用。液壓泵輸出的油液全部經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸。改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，只是改變節(jié)流閥的壓力降，而流量是不變的。6.4流量控制閥 2 2 普通節(jié)流閥普通節(jié)流閥 圖a為普通（L型）節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。這種節(jié)流閥的節(jié)流口是軸向三角槽式，壓力油從進(jìn)油口P1進(jìn)入節(jié)流閥，經(jīng)孔a流至環(huán)形槽，再經(jīng)過閥芯1左端狹小的軸向三角槽（節(jié)流口）通過孔b，由出油口P2流出。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄3，可使推桿、閥芯1左移，彈簧4被壓縮，節(jié)流口變小。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，進(jìn)出口可以互換；但負(fù)載變化時對流量穩(wěn)定性影響較大，因此只適用于負(fù)載變化不大或?qū)?zhí)行元件運(yùn)動速度穩(wěn)定性要求低的液壓系統(tǒng)。6.4流量控制閥 2 2 普通

29、節(jié)流閥普通節(jié)流閥節(jié)流閥的應(yīng)用（1）起節(jié)流調(diào)速作用 節(jié)流閥用在定量泵系統(tǒng)中與溢流閥一起組成節(jié)流調(diào)速回路，可以調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動速度。這是節(jié)流閥的主要作用，具體請參節(jié)流調(diào)速回路章節(jié)。（2）起負(fù)載阻尼作用 對某些液壓系統(tǒng)，流量是一定的，因此改變節(jié)流閥的開口面積將導(dǎo)致閥的前后壓力差改變。此時，節(jié)流閥起負(fù)載阻尼作用，稱之為液阻，節(jié)流孔面積越小液阻越大。節(jié)流閥的液阻作用主要用于液壓元件的內(nèi)部控制。（3）起壓力緩沖作用 在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件，可以延緩壓力的影響，起保護(hù)作用，最典型的例子是開關(guān)可調(diào)式壓力表，其開關(guān)的阻尼比可有效緩和壓力沖擊。6.4流量控制閥 3 3 調(diào)速閥調(diào)速閥 由于普通節(jié)

30、流閥的剛性差，在節(jié)流口開度一定下，通過它的流量受工作負(fù)載變化的影響，而工作負(fù)載的變化是難以避免的，僅使用普通節(jié)流閥不能滿足對運(yùn)動速度穩(wěn)定性的要求。為了改善調(diào)速系統(tǒng)的性能，通常的做法是對節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償以保持節(jié)流閥前后壓力差不變，從而達(dá)到流量穩(wěn)定之目的。 對節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償?shù)姆绞接袃煞N： 一種是調(diào)速閥：將定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)，由定差減壓閥保持節(jié)流閥前后壓力差穩(wěn)定； 另一種是溢流閥節(jié)流閥：將定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)，由定差溢流閥來保持節(jié)流閥前后壓力差恒定。6.4流量控制閥 3 3 調(diào)速閥調(diào)速閥 調(diào)速閥由定差減壓閥1和節(jié)流閥2串聯(lián)組成。液壓源輸出油液壓力為p1，p1自閥的進(jìn)油口P1進(jìn)入并流入定差

31、減壓閥閥芯處的環(huán)形腔，再經(jīng)定差減壓閥出口流向節(jié)流閥入口，壓力由p1降為p2，經(jīng)通道e進(jìn)入d腔，作用于主閥芯下端，并且經(jīng)通道f進(jìn)入C腔，作用于主閥芯大端的下部的環(huán)形面積上； 經(jīng)節(jié)流閥2閥口后，壓力降為p3（p3大小由執(zhí)行元件負(fù)載決定），p3輸向執(zhí)行元件，并經(jīng)過通道a作用于主閥芯上部（b腔），以進(jìn)行壓力補(bǔ)償，使節(jié)流閥輸出流量穩(wěn)定。6.4流量控制閥 3 3 調(diào)速閥調(diào)速閥定差減壓閥閥芯上平衡方程為常數(shù)AFppFApApApAp/S32S322212 無論當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)口或出口壓力發(fā)生變化時，由于無論當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)口或出口壓力發(fā)生變化時，由于定差減壓閥的自動調(diào)節(jié)作用，節(jié)流閥前后的壓差總能定差減壓閥的自動調(diào)節(jié)作用

32、，節(jié)流閥前后的壓差總能保持不變，從而保持流量穩(wěn)定。圖中，橫坐標(biāo)保持不變，從而保持流量穩(wěn)定。圖中，橫坐標(biāo)pp指指整個閥的進(jìn)出油口壓力差，普通節(jié)流閥的流量隨壓力整個閥的進(jìn)出油口壓力差，普通節(jié)流閥的流量隨壓力差變化較大，而調(diào)速閥在壓力差大于一定數(shù)值后，流差變化較大，而調(diào)速閥在壓力差大于一定數(shù)值后，流量基本保持恒定。調(diào)速閥需要達(dá)到一定的壓力差后才量基本保持恒定。調(diào)速閥需要達(dá)到一定的壓力差后才能正常工作，因?yàn)楫?dāng)壓力差很小時，彈簧力大于液壓能正常工作，因?yàn)楫?dāng)壓力差很小時，彈簧力大于液壓力，減壓閥閥芯被彈簧力推至最下端，減壓閥閥口全力，減壓閥閥芯被彈簧力推至最下端，減壓閥閥口全開，起不到穩(wěn)定節(jié)流閥前后壓力差

33、的作用，故這時調(diào)開，起不到穩(wěn)定節(jié)流閥前后壓力差的作用，故這時調(diào)速閥的性能與節(jié)流閥相同速閥的性能與節(jié)流閥相同6.4流量控制閥 4 4 溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥 由定差溢流閥、節(jié)流閥和安全閥構(gòu)成，定差溢流閥為壓力補(bǔ)償閥，由定差溢流閥、節(jié)流閥和安全閥構(gòu)成，定差溢流閥為壓力補(bǔ)償閥，它與節(jié)流閥并聯(lián)，共同控制閥流量的穩(wěn)定性，又稱并聯(lián)壓力補(bǔ)償節(jié)流閥，它與節(jié)流閥并聯(lián)，共同控制閥流量的穩(wěn)定性，又稱并聯(lián)壓力補(bǔ)償節(jié)流閥，其中的安全閥用于控制負(fù)載的最高工作壓力，保障元件和系統(tǒng)的安全其中的安全閥用于控制負(fù)載的最高工作壓力，保障元件和系統(tǒng)的安全。6.4流量控制閥 4 4 溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥 來自液壓泵的壓力為P1，油液繞過

34、定差溢流閥1的閥芯d腔到節(jié)流閥4入口，并且經(jīng)過f、g孔作用在閥芯下端（e腔）及大端閥芯下部（b腔）； 經(jīng)節(jié)流閥4閥口后壓力降為P2，推動負(fù)載并作用在安全閥2的錐形閥芯上及主閥芯上部（a腔）。 當(dāng)負(fù)載壓力P2升高時，使定差溢流閥3閥芯下移，溢流口變小，進(jìn)口壓力P1升高，壓力差保持不變。反之P2降低，主閥芯上移，溢流口變大，進(jìn)口壓力降低，壓力差同樣保持不變。這樣，不管負(fù)載壓力如何變化，壓力補(bǔ)償閥上、下腔壓力差即節(jié)流閥口前后壓力差總保持不變，節(jié)流閥口流量即定差溢流閥輸出流量穩(wěn)定。6.4流量控制閥 4 4 溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥 溢流節(jié)流閥流量穩(wěn)定性與調(diào)速閥沒有明顯差別，但在具體使用中是有區(qū)別的。 調(diào)速

35、閥可安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路或回油路上；而溢流節(jié)流閥只能安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上。 使用調(diào)速閥時，液壓泵出口壓力保持恒定；使用溢流節(jié)流閥時，液壓泵出口壓力隨負(fù)載而變化，因而有較高的效率。 溢流節(jié)流閥通常要附帶一個安全閥（安全閥2）以避免系統(tǒng)過載。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥 疊加閥是在板式閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新穎液壓閥。每個疊加閥不僅起到液壓閥的功能，還起到油液通路的作用。由疊加閥組成液壓系統(tǒng)時，只要將相應(yīng)的疊加閥疊合在底板與標(biāo)準(zhǔn)板式換向閥（或標(biāo)準(zhǔn)頂板）之間，用螺栓結(jié)合即成。疊加閥的工作原理與一般液壓閥基本相同，但在具體結(jié)構(gòu)和連接尺寸上不相同。每個疊加閥都有4個

36、油口（P、A、B、T），它們上下貫通，構(gòu)成油路。同一規(guī)格（通徑）的疊加閥的連接安裝尺寸一致，互相疊加時，組成各種不同功能的液壓系統(tǒng)。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥用疊加閥組成的液壓系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。（2） 安裝簡便、裝配周期短。（3） 適應(yīng)性強(qiáng)。液壓系統(tǒng)如需變化，改變工況時，組裝方便迅速。（4） 元件之間實(shí)現(xiàn)無管連接，消除了因油管、管接頭等引起的泄漏、振動和噪聲。（5） 外觀整齊，維護(hù)、保養(yǎng)容易。（6） 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和集成化程度高。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥1） 疊加式溢流閥：壓力油從進(jìn)油口P進(jìn)入主閥3右端

37、腔a，并通過阻尼孔c進(jìn)入主閥芯3左端腔，這樣主閥芯3左、右端面便形成壓力差，與主閥彈簧平衡。主閥左腔的壓力油通過小孔d作用于先導(dǎo)閥芯5的錐面，與調(diào)壓彈簧7平衡。如果壓力P較小不足以打開先導(dǎo)閥，則主閥左、右腔的壓力差很小，也不能使主閥打開，疊加溢流閥不起溢流作用。如果壓力P較大打開先導(dǎo)閥，則主閥左、右腔的壓力差增大，使主閥芯3左移、打開，疊加溢流閥開始溢流到T。先導(dǎo)閥的回油經(jīng)通道b流向回油口T。閥體1上有四個通孔e，用于裝配螺栓6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥2）疊加式單向調(diào)速閥 當(dāng)液流從A口進(jìn)入時，單向閥10反向關(guān)閉，

38、液流通過通道a、b等進(jìn)入定差減壓閥的入口，定差減壓閥使節(jié)流閥口前后的壓力差保證恒定，從而保證節(jié)流流量的穩(wěn)定，節(jié)流后的液流經(jīng)c從A口流出。如果液流從A口進(jìn)入時，則單向閥10正向打開，液流直接經(jīng)過單向閥從A口流出，此時調(diào)速閥不起作用。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥基本組件 又稱二通插裝閥，在高壓大流量液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用?；窘M件由閥芯、閥套、彈簧和密封圈構(gòu)成，根據(jù)用途不同分為方向閥組件、壓力閥組件與流量閥組件3種。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥作方向閥 插裝閥用作方向控制閥時閥芯選用方向閥組件，通過對控制口C施加不同的控制，

39、就可以組成各種方向控制閥。（1） 作單向閥 將C腔與A或B連通即稱為單向閥，連接方法不同其導(dǎo)通方式也不同。在控制C上連接一個二位二通液動閥來變換C的壓力，如圖c所示即成為液控單向閥。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥作方向閥（2） 作二位二通閥 用一個二位三通電磁閥來轉(zhuǎn)換C腔的壓力，就成為一個二位二通閥，如圖a所示。當(dāng)二位三通閥斷電（圖示位置）時，只允許液流從A向B流通，反向則不通。更完善的二位二通功能如圖b所示。在A、B、C口之間加接一個相當(dāng)于兩個單向閥的梭閥，這樣當(dāng)二位三通電磁閥斷電時，無論壓力方向如何，A、B口都不相通。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝

40、閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥作方向閥（3）作二位三通閥： P口接壓力油，二位四通電磁閥用來轉(zhuǎn)換二組插裝閥控制口C的控制壓力。當(dāng)電磁閥斷電時，插裝閥組件1、2都接成單向閥形式，若A口壓力高于T口壓力，則組件1閥芯導(dǎo)通，A、T相通；同時組件2閥芯關(guān)閉，A、P不通。反之，當(dāng)電磁閥通電時，組件1控制口通壓力油，使之關(guān)閉，A、T不通，而組件2處于正向，P口壓力油流向A口。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥作方向閥（4）作二位四通閥：4個方向閥插裝組件組成二位四通閥。電磁閥斷電時，組件1、3的控制口接油箱，組件2、4的油口通壓力油，所以，A、T相通，B、P相通。當(dāng)電磁閥通電時，情況則相反，即組件1、3的油口通壓力油，組件2、4的油口通油箱，所以，A、P相通，B、T相通。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥作方向閥（5） 作多機(jī)能四通閥： 根據(jù)四個電磁閥的通斷情況，理論上有16種組合，但其中的5種是相同的，實(shí)際只有12種組合，具體見表6.5-1。表中“1”表示電磁閥通電狀態(tài)，“0”表示電磁閥斷電狀態(tài)?？梢姡绻褷顟B(tài)9、13作為等效換向閥的左、右位，其余作為中位，則圖6.5-8相當(dāng)于一個多中位機(jī)能的三位四通換向閥。6.4流量控制閥 5 5 疊加閥與插裝閥疊加閥與插裝閥3）插裝閥用