第四章液壓控制調(diào)節(jié)元件

第五章液壓控制調(diào)節(jié)元件

5.1控制閥的分類

方向控制閥（1）按用途分壓力控制閥

流量控制閥（2）按操作方式分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)。

（3）安裝方式分：管式、板式、疊加式、集成塊式

5.2方向控制閥

5.2.1單向閥

（1）普通單向閥

功能：只容許油液一個(gè)方向流動(dòng)，而不能反向流動(dòng)。

①

結(jié)構(gòu)

閥芯、閥體、彈簧

②原理

③特點(diǎn)：

1）只容許油液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，反向密封性好；

2）彈簧軟，開啟壓力為0.3~0.1MPa。圖5-1普通單向閥單向閥工作原理.exe

（2）液控單向閥

①結(jié)構(gòu)

普通單向閥+微型油缸

②工作原理

當(dāng)控制口不通壓力油時(shí)它的工作機(jī)理與普通單向閥相同；當(dāng)控制口通壓力油時(shí)，液體可以兩方向自由流動(dòng)。

③應(yīng)用

執(zhí)行元件需要長(zhǎng)時(shí)間的保壓、鎖緊的墻況下構(gòu)成鎖緊回路。如：汽車起重機(jī)的液壓自支腿。圖5-2液控單向閥機(jī)構(gòu)原理圖液控單向閥.exe

5.2.2換向閥(滑閥式換向閥）

作用:利用閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使閥所控制的一些油口接通或斷開，從而改變液體的流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向或速度換接。圖5-3雙向液壓鎖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖5-4起重機(jī)液壓支腿雙向液壓鎖回路液壓鎖回路.exe

（1）滑閥式換向閥的工作原理和職能符號(hào)①結(jié)構(gòu)圓柱形閥芯

（多段環(huán)形槽）

閥體

（開若干個(gè)沉割槽）控制元

②工作原理

通過閥芯在閥體內(nèi)的移動(dòng)改變個(gè)油口的通斷狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)換向。圖5-5換向閥的主體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖換向閥工作原理.exe

③職能符號(hào)

圖5-6換向閥的換向原理圖5-7換向閥的位置數(shù)和通路數(shù)圖5-8換向閥的操縱方式符號(hào)

（2）典型結(jié)構(gòu)

①手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥.exe

②機(jī)動(dòng)換向閥

③電磁換向閥

圖5-10二位二通常閉式行程換向閥二位二通機(jī)動(dòng)換向閥.exe電磁換向閥結(jié)構(gòu).exe

④液動(dòng)換向閥

圖5-12二位三通電磁換向閥圖5-13液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥.exe

⑤電液換向閥

（3）換向閥的滑閥機(jī)能

換向閥在常態(tài)位各油口的連通方式。

換向回路.exe

5.3壓力控制閥

作用；是用來控制液壓系統(tǒng)的壓力或用壓力作為信號(hào)控制其它元件動(dòng)作的閥。

按功能和用途分：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器

5.3.1溢流閥主要作用：

在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中起定壓溢流的作用；

在系統(tǒng)中起安全閥的作用。圖5-15溢流閥在液壓系統(tǒng)中的作用

（1）直動(dòng)式溢流閥

①結(jié)構(gòu)

閥芯

（滑閥、錐閥、球閥）

閥體、調(diào)壓彈簧

調(diào)壓手柄

圖5-16直動(dòng)式溢流閥..\直動(dòng)式溢流閥工作原理.exe結(jié)構(gòu)圖

②工作原理閥芯上的兩個(gè)力：

彈簧力：

液壓力：當(dāng)時(shí)，閥芯不動(dòng)，

p—o不通；

當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)，閥芯上移，p—o相通，溢流閥開始溢流。閥芯上移x，平衡方程為：

圖5-17直動(dòng)式溢流閥原理圖...\直動(dòng)式溢流閥工作原理1.exe

A0是薄壁小孔的面積，為，當(dāng)溢流量有變化時(shí)，也就是閥處于不同工作位置時(shí)，x是不同的，溢流壓力有變化。然而，x相對(duì)于x0是很小的，可認(rèn)為溢流壓力p基本保持不變。

說明：

a、直動(dòng)式溢流閥是利用閥芯上端的彈簧力直接與下端的液壓力相平衡來控制溢流壓力的；

b、不同溢流量時(shí)，閥口大小有變化，即壓力有變化，調(diào)壓不穩(wěn)。

主要用于：低壓，溢流量不大的溢流閥或安全閥。

（2）先導(dǎo)式溢流閥

①

結(jié)構(gòu)

圖5-18先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖

主閥+先導(dǎo)閥

②工作原理當(dāng)p較低時(shí)，

導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥上端的壓力p1與下端的壓力p相等，主閥在軟彈簧力的作用下壓向下端，p—o不通。

當(dāng)時(shí)，先導(dǎo)閥打開，壓力油通過閥口，壓力為：

圖5-19先導(dǎo)式溢流閥的工作原理圖..\先導(dǎo)式減壓閥工作原理1.exe

此時(shí)，主閥上端的壓力p1＜p，當(dāng)時(shí)，主閥上移，p—0相通，實(shí)現(xiàn)溢流。此時(shí)，閥芯的的受力平衡方程式為：由于先導(dǎo)閥的流量時(shí)主閥流量的1%，先導(dǎo)閥彈簧的x01變量很小，p1決定于x00，p1定值。

③遠(yuǎn)程控制口

在此口接一個(gè)先導(dǎo)閥，此閥可以遠(yuǎn)離主閥，當(dāng)此閥的調(diào)節(jié)壓力低于主閥中先導(dǎo)閥的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，可以通過它調(diào)節(jié)主閥的溢流壓力，即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓，另接的先導(dǎo)閥為遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。

..\遠(yuǎn)程調(diào)壓閥工作原理.exe二級(jí)調(diào)壓回路2.exe兩級(jí)調(diào)壓回路.exe

（3）溢流閥的主要性能

①壓力流量特性[q=f(p)]

調(diào)壓偏差：

開啟壓力比：圖5-20溢流閥的流量-壓力特性曲線圖5-21溢流閥的啟閉特性

②壓力損失

當(dāng)調(diào)壓彈簧全部放松，閥通過額定流量時(shí)，進(jìn)油腔壓力與回油腔壓力的差值為閥的壓力損失。

③卸荷壓力

當(dāng)先導(dǎo)閥式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口直接回油箱，當(dāng)閥通過額定流量時(shí)，閥的進(jìn)口壓力與回油腔壓力的差值為卸荷壓力

（4）職能符號(hào)

（5）溢流閥的應(yīng)用和調(diào)壓回路

①作溢流閥用②作安全閥用③遠(yuǎn)程調(diào)壓回路圖5-22圖5-23圖5-24

④多級(jí)調(diào)壓回路圖5-25多級(jí)調(diào)壓回路

5.3.2減壓閥

作用；起減壓作用，使局部油路得到一個(gè)降低的穩(wěn)定的壓力油。

圖5-26

（1）結(jié)構(gòu)和工作原理

①結(jié)構(gòu)圖5-27減壓閥的結(jié)構(gòu)圖減壓閥結(jié)構(gòu)圖12..\減壓閥結(jié)構(gòu).exe

先導(dǎo)式：先導(dǎo)閥+主閥

②工作原理

利用油液經(jīng)過縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進(jìn)口壓力并保持恒定。

a、減壓作用

當(dāng)時(shí)，導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥在軟彈簧的作用下處于最下端，h全開。

當(dāng)時(shí)，導(dǎo)閥打開，壓力油經(jīng)過錐閥回油箱，使圖5-28減壓閥工作原理圖..\先導(dǎo)式減壓閥工作原理1.exe

當(dāng)時(shí)，主閥上移，h減小，p2下降，主閥上的液壓力與彈簧力在新的位置上平衡。

力的平衡方程式為：

由于

由于

b、穩(wěn)壓作用

瞬時(shí)，，增加，閥芯上移，h減小，閥芯在外力作用下在新的位置上平衡，保持穩(wěn)定。

當(dāng)，，閥芯下移，，，使，閥芯在新的位置平衡，保持穩(wěn)定。

③職能符號(hào)

（2）減壓回路

圖5-29一級(jí)減壓回路圖5-30二級(jí)艦壓回路..\減壓回路.exe

5.3.3順序閥

是以壓力作為信號(hào)，在一定的控制壓力作用下能自動(dòng)接通或斷開某一油路的壓力閥。

（1）結(jié)構(gòu)和工作原理①結(jié)構(gòu)圖5-31順序閥的結(jié)構(gòu)..\順序閥原理.exe

結(jié)構(gòu)、工作原理、職能符號(hào)和溢流閥基本相同。

②差別

a、出油口與其它油路相接；

b、泄油口單獨(dú)接油箱。

（2）順序閥的應(yīng)用

①使兩個(gè)或兩個(gè)以上的執(zhí)行元件按預(yù)定的順序動(dòng)作。圖5-32定位夾緊順序動(dòng)作回路..\順序閥控制的順序動(dòng)作回路.exe

②作卸荷閥構(gòu)成卸荷回路③用順序閥組成平衡回路5.3.4壓力繼電器

是將液壓系統(tǒng)中的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。圖5-33卸荷回路圖5-34平衡回路..\平衡回路.exe..\雙泵供油液壓回路.exe作用；根據(jù)系統(tǒng)中的壓力變化，通過壓力繼電器的微動(dòng)開關(guān)，自動(dòng)接通或斷開有關(guān)電路，以實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作或安全保護(hù)。

（1)結(jié)構(gòu)和工作原理

①結(jié)構(gòu)壓力閥+微動(dòng)開關(guān)②原理③職能符號(hào)

圖5-33壓力繼電器結(jié)構(gòu)原理圖..\壓力繼電器工作原理.exe

（2）壓力繼電器的應(yīng)用圖5-34壓力繼電器的應(yīng)用..\壓力繼電器回路.exe

5.4流量控制閥

定義：控制進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，從而控制執(zhí)行元件速度的閥。

5.4.1調(diào)速原理

液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度：液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速:

改變輸入執(zhí)行元件的流量的兩種方法：

a、定量泵：用節(jié)流元件調(diào)節(jié)輸入執(zhí)行元件的流量。

b、變量泵：調(diào)節(jié)泵的排量，調(diào)節(jié)輸出流量。

圖5-35

5.4.2通過小孔的流量

（1）細(xì)長(zhǎng)孔：

（2）薄壁小孔：統(tǒng)一分析式：

對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔：m=1，薄壁小孔：m=0.5,厚壁孔:m=1-0.5。（3）流量穩(wěn)定性分析

①的影響

結(jié)論：細(xì)長(zhǎng)孔受的影響大；薄壁小孔受的影響小。

②溫度的影響細(xì)長(zhǎng)孔：薄壁小孔：流量不受溫度的影響。③雜質(zhì)的影響

雜質(zhì)越多，對(duì)流量的影響越大，甚至堵塞閥口，水利半徑越大，越不易堵塞。

結(jié)論：為了減少壓差和溫度對(duì)通過節(jié)流閥流量的影響，最好選擇薄壁小孔為節(jié)流口。

④節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量

節(jié)流閥在最小開口量和一定壓差的作用下能夠長(zhǎng)時(shí)期保持

其調(diào)節(jié)的流量恒定。

5.4.3節(jié)流口形式

圖5-36節(jié)流口的形式

（1）針閥式節(jié)流口；（2）偏心式節(jié)流口（3）軸向三角槽式節(jié)流口；（4）周向縫隙式，（5）軸向縫隙式

5.4.4普通節(jié)流閥

（1）結(jié)構(gòu)閥芯+閥體+調(diào)節(jié)手柄

（2）職能符號(hào)圖5-37普通節(jié)流閥節(jié)流閥工作原理.exe節(jié)流閥結(jié)構(gòu).exe進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路.exe

5.4.5調(diào)速閥

說明，通過普通節(jié)流閥的流量是壓差的函數(shù)，在負(fù)載變化的液壓系統(tǒng)，使用這種節(jié)流閥不可能使通過閥的流量保持恒定，這時(shí)，如果要獲得基本上穩(wěn)定的流量，必須使用調(diào)速閥。

（1）結(jié)構(gòu)

定差減壓閥+節(jié)流閥

圖5-38調(diào)速閥工作原理圖調(diào)速閥工作原理.exe

（2）工作原理

p1是由液壓泵提供的，由溢流閥調(diào)定，基本恒定。

p3是由負(fù)載決定的，如何使在節(jié)流閥開口A不變的情況下為恒定值？

處在平衡位置上的平衡方程式為：

圖5-39減壓閥芯受力簡(jiǎn)圖

當(dāng)，使，閥芯下移，閥的開口增大，使基本不變，q穩(wěn)定。當(dāng)，使，閥芯上移，閥的開口減小，使，恒定。由于某種原因，當(dāng)，瞬間，閥芯上移，閥的開口變小，使，恒定。

總之，無論調(diào)速閥出口壓力還是進(jìn)口壓力變化，由于定差減壓閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)液阻，節(jié)流閥前后的壓差總能保持不變

（3）特性比較要使調(diào)速閥正常工作，必須使

5-40特性比較5-1畫出下列各種名稱的方向閥的圖形符號(hào)：（1）二位四通電磁換向閥；（2）二位二通行程換向閥（常開）；（3）三位四通P型機(jī)能的電磁換向閥；（4）二位五通手動(dòng)換向閥；（5）二位三通液動(dòng)換向閥；（6）液控單向閥；（7）三位四通M型機(jī)能的電液換向閥；5-2電液換向閥中的電磁先導(dǎo)閥為什么采用Y型中位機(jī)能？能否用O型、P型或其它型機(jī)能？5-3在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)工作部件停止運(yùn)動(dòng)后，使泵卸荷有什么好處？你能提出哪些卸荷方法？5-4試分析圖示中液控單向閥的作用。5-5圖為采用行程換向閥A、B以及帶定位機(jī)構(gòu)的液動(dòng)換向閥組成的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路，試說明其工作原理。二位二通機(jī)動(dòng)換向閥.exe液動(dòng)換向閥.exe手動(dòng)換向閥.exe5-6試說明圖所示回路中液壓缸往復(fù)移動(dòng)的工作原理。為什么無論是進(jìn)還是退，只要負(fù)載G一過中線，液壓缸就會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)停頓的現(xiàn)象？為什么換向閥一到中位，液壓缸便左右推不動(dòng)？5-7直動(dòng)式溢流閥的阻尼孔起什么作用？如果它被堵塞將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如果彈簧腔不和回油腔相接，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？5-8用先導(dǎo)式溢流閥調(diào)節(jié)液壓泵的壓力，但不論如何調(diào)節(jié)手輪，壓力表顯示的泵壓力都很低。把閥拆下檢查，看到各零件都完好無損，試分析液壓泵壓力低的原因。如果壓力表顯示的泵壓力都很高，試分析液壓泵壓力高的原因。

5-9如圖所示，先導(dǎo)式溢流閥遠(yuǎn)程控制口和二位二通電磁閥之間的管路上接一壓力表，試確定在下列不同工況時(shí)，壓力表所指示的壓力。（1）二位二通電磁閥斷電，溢流閥無溢流；（2）二位二通電磁閥斷電，溢流閥有溢流；（3）二位二通電磁閥通電。

5-10試確定圖示回路（各閥的調(diào)定壓力在閥的一側(cè)）在下列情況下，液壓泵的最高出口壓力。（1）全部電磁閥斷電；（2）電磁鐵2DT通電；（3）電磁鐵2DT斷電，1DT通電。

5-11圖示兩個(gè)系統(tǒng)中，各溢流閥的調(diào)整壓力分別是批pA=4Mpa，pB=3Mpa，pc=2Mpa，如果系統(tǒng)的外負(fù)載趨于無窮大，泵的工作壓力各為多少？對(duì)圖a系統(tǒng)，請(qǐng)說明溢流量是如何分配的？5-15圖示回路中，py=5Mpa，pJ=2.5Mpa，試分析下列各種情況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？1)當(dāng)泵壓力時(shí)，夾緊缸使工件夾緊后，A、C點(diǎn)的壓力多少？2）當(dāng)泵壓力由于工作缸快進(jìn)，壓力降到時(shí)（工件原先處于夾緊狀態(tài)）A、C點(diǎn)的壓力為多少？3）夾緊缸在未夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？5-16圖示回路中，pY=5Mpa，pJ=1.5Mpa，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)載壓力為1Mpa，其損失不計(jì)，試求：（1）活塞在運(yùn)動(dòng)期間和碰到死檔鐵后A、B處壓力；（2）如果減壓閥的外泄油口堵死，