液壓控制元件

液壓控制元件第一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三§4.1概述液壓控制元件用來(lái)控制液流的流動(dòng)方向、壓力大小以及流量大小，以滿足負(fù)載的工作要求。液壓控制閥的分類見(jiàn)表4-1分類方法種類詳細(xì)分類按用途分壓力控制閥溢流、減壓、順序、比例壓力控制閥、壓力繼電器流量控制閥節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥、比例流量控制閥方向控制閥單向閥、液控單向閥、換向閥、比例方向控制閥按操縱方式分人力操縱閥手把及手輪、踏板、杠桿機(jī)械操縱閥擋塊、彈簧、液壓、氣動(dòng)電動(dòng)操縱閥電磁鐵控制、電—液聯(lián)合控制按連接方式分管式連接螺紋式連接、法蘭式連接板式及疊加連接單（雙）層連接板式、集成塊連接、疊加閥插裝式連接螺紋式插裝、法蘭式插裝第二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)液壓控制閥的基本要求：（1）動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小，壽命長(zhǎng)。（2）油液通過(guò)液壓閥時(shí)壓力損失要小，密封性好，內(nèi)泄漏小，無(wú)外泄。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安裝、維護(hù)、調(diào)整方便、通用性好。第三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三§4.2方向控制閥作用：通、斷油路或改變油液流動(dòng)方向。種類：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥。一、單向閥

作用：控制油液的只能單向流動(dòng)。主要性能要求：正向流動(dòng)阻力損失小，反向時(shí)密封性能好動(dòng)作靈敏。

只能單向流動(dòng)第四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三單向閥普通單向閥單向閥中彈簧的作用：克服閥芯的摩擦力、慣性力，使單向閥工作靈敏可靠，其剛度一般選得較小，以免油液流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的壓力降。若換成剛度較大的彈簧，可將其置于回油路中作背壓閥使用。第五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三液控單向閥液控單向閥：除普通單向閥外，還有液控單向閥。如圖4-2a。普通單向閥相同，油液只能從p1→p2?？刂瓶贙通壓力油（壓力最小為主回路的30~50%）時(shí)，油液就能從p2→p1（反向也導(dǎo)通）。第六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三液控單向閥第七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、換向閥（一）換向閥的工作原理

利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。換向閥的主要性能要求：（1）油液流經(jīng)換向閥時(shí)壓力損失要??；（2）互不相通的油液間的泄漏要?。唬?）換向要平穩(wěn)，迅速且可靠。

第八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三換向閥的種類很多，其分類方式也很多：（1）按閥芯與閥體的運(yùn)動(dòng)方式分：滑閥和轉(zhuǎn)閥；（2）按操作方式分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等；（3）按閥芯工作時(shí)于閥體的位置分：二位和三位等；（4）按換向閥所控制的通路數(shù)分：二通、三通、四通和五通等。第九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三圖4-3換向閥的工作原理圖。

當(dāng)閥芯向右移動(dòng)一定的距離時(shí)，由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口→A口輸向液壓缸左腔。液壓缸右腔的油經(jīng)B口流向油箱，液壓缸活塞向右運(yùn)動(dòng)；反之，若閥芯向右移動(dòng)某一距離時(shí)，液流反向，活塞向左運(yùn)動(dòng)。第十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三方向控制回路PTABABPT溢流閥液壓泵第十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三方向控制回路PTABABPT溢流閥液壓泵第十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三方向控制回路ABPT溢流閥液壓泵PTAB第十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三換向閥：滑閥式換向閥ABPT溢流閥液壓泵PTAB第十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三換向閥：滑閥式換向閥ABPTPTAB第十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三換向閥ABPTPTAB第十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三常用的二位和三位換向閥的位和通路符號(hào)：

第十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三常用的二位和三位換向閥的位和通路符號(hào)：(續(xù))

第十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）換向閥的結(jié)構(gòu)廣泛采用滑閥式換向閥。1、手動(dòng)換向閥利用手動(dòng)杠桿來(lái)改變閥芯位置實(shí)現(xiàn)換向，如圖4-7。

b為自動(dòng)復(fù)位式；a

為另一形式，可在三個(gè)位置定位。

閥芯相對(duì)閥體的運(yùn)動(dòng)需外力操縱實(shí)現(xiàn)。常用的操縱方式有：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)（行程）、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)，符號(hào)如圖。

第十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、機(jī)動(dòng)換向閥（圖4-8）機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥，用來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的行程。工作原理：安裝在工作臺(tái)上的擋鐵或凸輪迫使閥芯移動(dòng)，從而控制油液的流動(dòng)方向。它通常為二位的，有2、3、4、5通等。其中二位二通又分為常開(kāi)和常閉兩種。圖4-8a為常閉機(jī)動(dòng)換向閥。

第二十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、電磁換向閥利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)閥芯來(lái)控制液流方向。按使用電源分：“交流”和“直流”；按銜鐵工作腔是否有油液分：“干式”和“濕式”。第二十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、液動(dòng)換向閥（類似于液控單向閥）利用控制油路的壓力油（兩腔油液的壓力差）來(lái)改變閥芯位置。如圖4-11的三位四通液動(dòng)閥，通過(guò)K1，K2接不同的控制油路來(lái)實(shí)現(xiàn)閥芯的移動(dòng)。第二十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三5、電液換向閥當(dāng)閥的流量較大時(shí)，通常將電磁閥和液動(dòng)閥組合得到電液換向閥。電磁閥起先導(dǎo)作用，改變控制液流的方向，從而改變液動(dòng)滑閥閥芯的位置。工作原理：先導(dǎo)閥（電磁閥）左（右）移，使主回路油液經(jīng)P口進(jìn)入右（左）腔，通過(guò)節(jié)流閥、單向閥流向液動(dòng)閥的右（左）腔，推動(dòng)液動(dòng)閥閥芯左（右）移，達(dá)到換向目的。第二十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（三）換向閥的性能和特點(diǎn)1、中位機(jī)能

第二十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三中位機(jī)能:對(duì)各種三位的換向滑閥，閥芯在中間位置時(shí)各油口的連通情況稱換向閥的中位機(jī)能。不同的中位機(jī)能，有不同用途。在分析和選擇中位機(jī)能時(shí)，通?？紤]以下：（1）系統(tǒng)保壓當(dāng)P口（進(jìn)油口）被堵塞時(shí)，系統(tǒng)保壓，液壓泵能用于多缸系統(tǒng)（如：O型）；當(dāng)P口（進(jìn)油口）不太通暢地與T口（進(jìn)油箱）相通時(shí)（如：X型），系統(tǒng)能保持一定的壓力供控制油路使用。（2）系統(tǒng)卸荷P口通暢地與T口相通時(shí)，系統(tǒng)卸荷（如：M型）。第二十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（3）換向平穩(wěn)性和精度當(dāng)通液壓缸的A、B兩口都堵塞時(shí)，換向時(shí)易產(chǎn)生液壓沖擊，換向不平穩(wěn)，但換向精度高；（如：O型）反之，A、B兩口都通T口時(shí)，換向時(shí)工作部件不易制動(dòng)，換向精度低，但液壓沖擊小。（如：Y型）（4）啟動(dòng)平穩(wěn)性

中位時(shí)，液壓缸某腔通油箱時(shí)，啟動(dòng)時(shí)，該腔內(nèi)無(wú)足夠油液起緩沖作用，則啟動(dòng)不平穩(wěn)。（如：Y、J型）（5）液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上的停止閥在中位時(shí)，當(dāng)A、B兩油口互通時(shí)，臥式液壓缸呈“浮動(dòng)”狀態(tài)，可利用其它機(jī)構(gòu)移動(dòng)工作臺(tái)，調(diào)整其位置。（如：U型）第二十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象一般情況下，滑閥的閥孔和閥芯之間有很小的間隙，當(dāng)縫隙均勻且縫隙中有油液時(shí)，移動(dòng)閥芯所需的力只須克服粘性摩擦力，數(shù)值是相當(dāng)小的。但在實(shí)際應(yīng)用中，特別是在中、高壓系統(tǒng)中，當(dāng)閥芯停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后（一般約5min以后），這個(gè)阻力可以大到幾百牛頓，使閥芯重新移動(dòng)十分費(fèi)力，這就是所謂的液壓卡緊現(xiàn)象。產(chǎn)生液壓卡緊的原因：贓物進(jìn)入縫隙；縫隙過(guò)小，油溫升高使閥芯膨脹。最主要原因：滑閥副幾何形狀誤差和同心度變化所引起的徑向不平衡液壓力。第二十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三§4.3壓力控制閥

在液壓系統(tǒng)中，控制油液壓力高低的液壓閥稱壓力控制閥（簡(jiǎn)稱壓力閥）。共同點(diǎn)：利用閥芯上的液壓力和彈簧力相互平衡原理。種類：（1）恒定系統(tǒng)壓力的溢流閥、減壓閥；（2）限制系統(tǒng)壓力的安全閥等。一、溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理

溢流閥的作用：對(duì)液壓系統(tǒng)（1）定壓（2）安全保壓（此時(shí)稱安全閥）。幾乎在所有的液壓系統(tǒng)中都用到它，其性能的好壞對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的正常工作有很大的作用。

第二十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）溢流閥的作用和性能要求1、溢流閥的作用作用一：維持定壓

常用于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，和流量控制閥配合使用，調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的流量，并保持系統(tǒng)的壓力基本恒定。圖4-16a）中，定量泵流量大于液壓缸所需流量時(shí)（因節(jié)流閥調(diào)節(jié)造成），油壓升高，多余的油液經(jīng)溢流閥流到油箱。

第二十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三作用二：過(guò)載保護(hù)（此時(shí)稱溢流閥為安全閥）圖4-16b）為變量泵調(diào)速系統(tǒng)。正常工作時(shí)，安全閥2關(guān)閉，不溢流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障壓力升高達(dá)到安全閥調(diào)整值時(shí)，閥口才打開(kāi)，使變量泵排出的油液經(jīng)閥2流回油箱，保證系統(tǒng)安全。

第三十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、液壓系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求（1）定壓精度高當(dāng)流過(guò)溢流閥的流量發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)中的壓力變化要小，即靜態(tài)壓力超調(diào)要小。（2）靈敏度要高如靈敏度不高，定量泵輸出的油液將不能及時(shí)排出而使系統(tǒng)壓力突然升高，并超過(guò)溢流閥的調(diào)定壓力，稱為動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)，使系統(tǒng)中各元件及輔助件受力增加，影響壽命。靈敏度越高，動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)要越小。（3）工作要平穩(wěn)且無(wú)振動(dòng)和噪聲。（4）當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)密封要好，泄漏要小。對(duì)于經(jīng)常開(kāi)啟的溢流閥，主要要求前三項(xiàng)性能；對(duì)于安全閥，主要要求第2和第4兩項(xiàng)性能。溢流閥和安全閥結(jié)構(gòu)相同，但使用要求不同，作用不同。第三十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1、直動(dòng)式溢流閥（常斷）依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作。P為進(jìn)油口，T為出油口，進(jìn)口壓力油經(jīng)過(guò)閥芯中間的阻尼孔a作用在閥芯的底部端面上，p較小時(shí)，P、T斷開(kāi)。p較大時(shí)，作用在閥芯下端的液壓力大于彈簧的壓緊力Fs，閥芯上升，閥口打開(kāi)，多余油液排到油箱。阻尼孔a作用：使閥芯動(dòng)作產(chǎn)生阻尼，提高閥的工作平衡性。螺帽作用：改變彈簧的壓緊力，調(diào)整溢流閥進(jìn)口處的油液壓力p。第三十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

當(dāng)溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)，作用閥芯上的油壓力p

、彈簧壓緊力Fs、穩(wěn)態(tài)軸向液動(dòng)力Fbs、閥芯的自重G和摩擦力Ff是平衡的，即：

（4-1）式中：p—進(jìn)油口壓力；AR—閥芯承受油液壓力的面積。若忽略液動(dòng)力、閥芯的自重和摩擦力，則（4-2）由上式知，溢流閥是利用被控制壓力作為信號(hào)來(lái)改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來(lái)達(dá)到定壓目的的。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí)，閥芯上升，閥口通流面積增加，溢流量增大，使系統(tǒng)壓力下降。第三十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、先導(dǎo)式溢流閥（可遠(yuǎn)控）

圖4-19為先導(dǎo)式溢流閥示意圖。進(jìn)油口P進(jìn)入的壓力油，經(jīng)阻尼孔3，流向先導(dǎo)閥4。若進(jìn)油壓力較小時(shí)，頂不開(kāi)先導(dǎo)閥彈簧5，則無(wú)溢流（P、T斷開(kāi)）。（K為遠(yuǎn)程控口，可接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥）阻尼孔3作用：使主閥芯上下腔形成壓力差，使閥芯能上下運(yùn)動(dòng)。阻尼孔能否加大或不開(kāi)？先導(dǎo)式溢流閥裝配動(dòng)畫(huà)第三十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

若進(jìn)油口壓力p較大，則頂開(kāi)彈簧5，壓力油→阻尼孔導(dǎo)閥→主閥芯孔→油箱。由于阻尼孔的作用，主閥芯上端p2<下端p1，當(dāng)此壓力差作用在AR面積的主閥芯上的液壓力大于或等于主閥彈簧力Fs、穩(wěn)態(tài)軸向液動(dòng)力Fbs、閥芯的自重G和摩擦力Ff時(shí)，主閥芯開(kāi)啟，從P→T流到油箱，實(shí)現(xiàn)溢流。即有：

先導(dǎo)式溢流閥有一遠(yuǎn)程控制口K，如果將K口用接到另一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，當(dāng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，可立即調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對(duì)溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。

由于主閥彈簧較軟，溢流閥P口處壓力很低，系統(tǒng)的油液在低壓下通過(guò)溢流閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。第三十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三(三)溢流閥的性能1、靜態(tài)性能（1）壓力調(diào)節(jié)范圍

調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無(wú)突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的最大和最小調(diào)定壓力。（2）卸荷壓力當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制K與油箱相連時(shí)，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。第三十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（3）啟閉特性—在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合過(guò)程中，被控壓力與溢流量之間的關(guān)系曲線（如圖4-20）。它是衡量定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo)，即開(kāi)啟比和閉合比。分別是在額定流量、調(diào)定壓力時(shí)，開(kāi)始溢流的開(kāi)啟壓力、停止溢流的閉合壓力與調(diào)定壓力的比值（比值越大，啟閉特性越好）。

圖4-20溢流閥啟閉曲線

圖4-21進(jìn)口壓力響應(yīng)曲線（t1為響應(yīng)時(shí)間，t2過(guò)渡時(shí)間）式中：ps——調(diào)定壓力；pk——開(kāi)啟壓力；pB——閉合壓力。第三十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、動(dòng)態(tài)性能（圖4-21）當(dāng)溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時(shí)，它的進(jìn)口壓力（它所控制的系統(tǒng)壓力），如圖所示那樣迅速升高并超過(guò)額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程。定義最高瞬時(shí)壓力峰值與額定壓力調(diào)定值ps的差值為壓力超調(diào)量?p。則壓力超調(diào)率為：

◎◎壓力超調(diào)率是衡量溢流閥動(dòng)態(tài)定壓誤差的一個(gè)性能指標(biāo)，性能良好的溢流閥的壓力超調(diào)率應(yīng)：第三十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、減壓閥減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進(jìn)口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。作用：降低系統(tǒng)某一回路的壓力，使同一油源供給幾個(gè)壓力輸出。分類：根據(jù)減壓閥控制壓力不同有三類，定值輸出減壓閥、定差減壓閥、定比減壓閥。第三十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）定值輸出減壓閥（常通）1、工作原理

P1、P2各為進(jìn)、出油口。閥不工作時(shí)，閥芯在彈簧作用下處于最下端，進(jìn)出油口相通，閥常通。若出口壓力加大，則閥芯上移，關(guān)小閥口。當(dāng)液壓力與彈簧力平衡時(shí)，壓力基本維持在一調(diào)定值。若出口壓力減小，閥芯就下移，開(kāi)大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調(diào)定值。圖4-22(a)直動(dòng)式減壓閥第四十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三先導(dǎo)式減壓閥原理同先導(dǎo)式溢流閥。將先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行比較，其不同點(diǎn)為：（1）減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變；（2）不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出口互通，而溢流閥則不通；（3）為保證減壓閥的出口壓力調(diào)定值恒定，導(dǎo)閥彈簧腔需通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥直接通油箱，導(dǎo)閥的彈簧腔和泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。圖4-22(b)先導(dǎo)式減壓閥第四十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、工作特性理想的減壓閥在進(jìn)口壓力p1

、流量變化或出口負(fù)載增加，出口壓力p2總是恒定不變。但并非如此。當(dāng)忽略閥芯的自重和摩擦力，當(dāng)穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力為Fbs時(shí)，閥芯上力平衡方程為式中xc—當(dāng)閥芯開(kāi)口xR=0時(shí)彈簧的預(yù)壓縮量。若忽略液動(dòng)力Fbs，且xR＜＜xc時(shí)，則有：上式就是減壓閥出口壓力能夠基本上保持定值的原因。

當(dāng)減壓閥的出油口不輸出油液時(shí)，它的出口壓力基本上保持恒定，此時(shí)有少量的油液通過(guò)減壓閥閥口經(jīng)先導(dǎo)閥和卸油管流回，保持該閥處于工作狀態(tài)。第四十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差基本不變的減壓閥。高壓油p1經(jīng)節(jié)流口xR減壓后以低壓p2流出，同時(shí)，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力傳至閥芯上腔，則其進(jìn)、出液壓力在閥芯有效作用面積上的壓力差和彈簧相平衡，即◎◎由上式可知，只要盡量減小彈簧剛度ks和閥口開(kāi)度xR，就刻使壓力差?p近似保持為定值。圖4-24定差減壓閥第四十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（三）定比減壓閥定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒定。圖4-25為其工作原理圖。閥芯穩(wěn)態(tài)時(shí)，忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、閥芯的自重和摩擦力時(shí)，得到力平衡方程：

若忽略彈簧力（則剛度較?。?，則減壓比為：

圖4-25定比減壓閥

選擇閥芯的作用面積A1和A2，便可得到所要求的壓力比，且比值近似恒定。第四十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、順序閥作用：控制系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。分類：依控制壓力的不同，分為內(nèi)控式和外控式兩種。內(nèi)控式：用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉，外控式：用外來(lái)的控制壓力油控制閥芯的啟閉（即液控順序閥）。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，直動(dòng)式用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式用于高壓系統(tǒng)。

直動(dòng)式：p1小:不通；p1大:p1p2液控式:靠K口來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷第四十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三工作原理：◎當(dāng)壓力p1較小，閥芯在彈簧作用下處于下端位置，進(jìn)、出油口不通?！虍?dāng)進(jìn)油口壓力p1大于彈簧的預(yù)緊力時(shí)，閥芯上移，閥口打開(kāi)，油液經(jīng)出油口p2流出，操縱另一執(zhí)行元件。

結(jié)構(gòu)：基本同溢流閥。但順序閥的進(jìn)、出油口均為壓力油，其泄油口需單獨(dú)外接油箱。直動(dòng)式外控順序閥、先導(dǎo)式順序閥的意義基本同前。第四十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、壓力繼電器作用：將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，即發(fā)出信號(hào)，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作，使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用等。圖4-29為壓力繼電器，利用杠桿原理進(jìn)行工作。改變3的壓縮量可調(diào)節(jié)壓力動(dòng)作。第四十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三§4.4流量控制閥作用：控制液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。原理：依靠改變閥口通流面積（節(jié)流口局部阻力）的大小或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)控制流量的液壓閥。一、流量控制原理及節(jié)流口形成節(jié)流閥的節(jié)流口通常有三種形式：薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)小孔和厚壁小孔。通過(guò)節(jié)流口的流量q及其前后壓力差Δp的關(guān)系為：三種形式的流量特性曲線如圖4-30。

圖4-30節(jié)流閥特性曲線第四十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三由圖4-30可知：（1）壓差對(duì)流量的影響（有影響）（2）溫度對(duì)流量的影響（有影響）（3）節(jié)流口的堵塞（有影響）以上影響以薄壁小孔較不明顯。為保證流量穩(wěn)定、節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想。

缺點(diǎn)：流量不穩(wěn)定→速度不穩(wěn)定。

原因：負(fù)載F變化→Δp變化→q變化→不穩(wěn)定。注：在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，節(jié)流元件與溢流閥并聯(lián)于液壓泵的出口，才能構(gòu)成恒壓油源，使泵出口的壓力恒定。

圖4-30節(jié)流閥特性曲線第五十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三節(jié)流閥可在較大范圍內(nèi)改變液阻來(lái)調(diào)節(jié)流量的元件。因此可通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的液阻，來(lái)改變進(jìn)入液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度；但若在回路中僅有節(jié)流閥而沒(méi)有與之并聯(lián)的溢流閥，則節(jié)流閥就不起到調(diào)節(jié)流量的作用（如圖b）。液壓泵輸出的液壓油全部經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸。改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，只是改變液流流經(jīng)節(jié)流閥的壓力降。節(jié)流口小，流速快；節(jié)流口大，流速慢，而總的流量是不變的，因此液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度不變。第五十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)流量控制的主要要求：（1）較大的流量調(diào)節(jié)范圍，且流量調(diào)節(jié)要均勻；（2）當(dāng)閥前、后壓力差發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)閥的流量變化要小，以保證負(fù)載運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定；（3）油溫變化對(duì)通過(guò)閥的流量影響要??；（4）油流通過(guò)全開(kāi)閥的壓力損失要??；（5）當(dāng)閥口關(guān)閉時(shí)，閥的泄漏量要小。第五十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、普通節(jié)流閥1、工作原理

普通節(jié)流閥的節(jié)流通道呈軸向三角槽式。壓力油從進(jìn)油口P1流入孔道a和閥芯1左端的三角槽進(jìn)入另一孔道b，再?gòu)某鲇涂赑2流出。調(diào)節(jié)手柄3，可通過(guò)推桿2使閥芯作軸向移動(dòng)，改變節(jié)流口的通流截面積來(lái)調(diào)節(jié)流量。閥芯在彈簧的作用下始終貼緊在推桿上，這種節(jié)流閥的進(jìn)出油口可互換。圖4-33普通節(jié)流閥

1—閥芯2—推桿3—手柄4—彈簧

第五十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、節(jié)流閥的剛性

表示抵抗負(fù)載的干擾，保持流量穩(wěn)定的能力，即當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)口量不變時(shí)，由于閥前后壓力差△p的變化，引起通過(guò)節(jié)流閥的流量發(fā)生變化的情況。流量變化越小，節(jié)流閥的剛性越大；反之，其剛性則越小。如果以T

表示節(jié)流閥的剛度，則有

將流量計(jì)算公式（1-51）帶入得：（4-14）第五十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三節(jié)流閥的剛度T

相當(dāng)于流量曲線上某點(diǎn)的切線和橫坐標(biāo)夾角β的余角，即由式（4-14）和圖4-34得出結(jié)論：（1）同一節(jié)流閥，閥前后壓力差△p相同時(shí)，節(jié)流開(kāi)口小，剛度大；（2）同一節(jié)流閥，在節(jié)流開(kāi)口一定時(shí)，閥前后壓力差△p越小，剛度越低；故應(yīng)該在某一壓力差△p下工作。（3）取小的指數(shù)m可以提高節(jié)流閥的剛度，因此在實(shí)際使用中采用薄壁小孔式節(jié)流口，即m=0.5。第五十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、節(jié)流閥的壓力和溫度補(bǔ)償

普通節(jié)流閥剛性差，使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的不穩(wěn)定。由于工作負(fù)載的變化很難避免，為了改善調(diào)速系統(tǒng)的性能，通常是對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償，即采取措施使節(jié)流閥前后壓力差在負(fù)載變化使始終保持不變?！颉蚬?jié)流閥的壓力補(bǔ)償?shù)膬煞N方式（1）定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)，組合而成調(diào)速閥；（2）穩(wěn)壓溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)，組成溢流節(jié)流閥。

原理：利用流量變動(dòng)所引起油路壓力的變化，通過(guò)閥芯的負(fù)反饋動(dòng)作，自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)流部分的壓力差，使其基本保持不變。第五十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、調(diào)速閥調(diào)速閥是在節(jié)流閥前面串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥組合而成。即：調(diào)速閥=定差減壓閥+節(jié)流閥

圖4-35調(diào)速閥1—減壓閥2—節(jié)流閥第五十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

液壓泵的出口（調(diào)速閥出口）壓力p1，由溢流閥調(diào)定（恒定）。p3由液壓缸負(fù)載F決定。油液先經(jīng)減壓閥產(chǎn)生的一次壓力降，將壓力降到p2，節(jié)流閥的出口壓力p3又經(jīng)反饋通道a作用到減壓閥的上腔b，當(dāng)減壓閥的閥芯在彈簧力Fs，油液壓力p2和p3作用下處于某一平衡位置時(shí)（忽略摩擦力和液動(dòng)力等），則有

彈簧剛度較低，且工作時(shí)減壓閥的閥芯位移很小，可以認(rèn)為Fs基本保持不變。故節(jié)流閥兩端壓力差也基本保持不變，因此保證了通過(guò)節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。式中A、A1和A2分別為減壓閥b、c、d三個(gè)腔內(nèi)的壓力油作用于閥芯的有效面積，且A=A1+A2，故第五十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、溢流節(jié)流閥（旁通型調(diào)速閥）

溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)。也是一種壓力補(bǔ)償型節(jié)流閥。溢流節(jié)流閥是通過(guò)p1隨p2的變化來(lái)使流量基本保持恒定的，它與調(diào)速閥雖都具有壓力補(bǔ)償?shù)淖饔?，但其組成的調(diào)速系統(tǒng)是有區(qū)別的，溢流節(jié)流閥具有功率損耗低，發(fā)熱量小的優(yōu)點(diǎn)。（具體計(jì)算同調(diào)速閥）工作原理：F↗p2↗a腔p2使閥芯下移動(dòng)，關(guān)小溢流口供油壓力p1↗使⊿p=p1-p2恒定。圖4-37溢流節(jié)流閥1—液壓缸2—安全閥3—溢流閥4—節(jié)流閥第五十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第六十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

當(dāng)⊿p不變時(shí)，因溫度上升而使粘度下降，K值上升，只有適當(dāng)減小節(jié)流口的開(kāi)口面積才能保證q不變。根據(jù)以上分析，對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償方法：

在節(jié)流閥閥芯和調(diào)節(jié)螺釘之間放置一溫度膨脹系數(shù)大的聚氯乙烯推桿。當(dāng)溫度上升，本來(lái)流量增大，但這時(shí)補(bǔ)償桿伸長(zhǎng)，使節(jié)流口減小，從而補(bǔ)償了溫度對(duì)流量的影響。3、溫度補(bǔ)償調(diào)速閥第六十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、同步閥◎按用途分：分流閥、集流閥、分流—集流閥

分流閥用途：將壓力油按一定流量比率分給兩缸（或馬達(dá)）而不管載荷如何變化。

集流閥用途：將壓力不同的兩分支流量按一定比率匯集起來(lái)?！虬戳髁勘嚷什煌郑旱攘渴剑☉?yīng)用多）、比例式等量式：將流量一分為二，實(shí)現(xiàn)兩缸（或馬達(dá)）同步運(yùn)動(dòng)。等量式分流閥的工作原理：壓力油p中間容腔經(jīng)等量分流口a、b分別進(jìn)入環(huán)槽g、h經(jīng)可變節(jié)流孔c、d從兩出口A、B流出。前提條件（1）閥芯尺寸嚴(yán)格、左右對(duì)稱；a、b完全相同。（2）兩出口A、B負(fù)載相同時(shí)，流量相同。第六十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三但實(shí)際情況并非如上。當(dāng)pA>pB時(shí)：

設(shè)閥芯位置不變，則：qA>qB。經(jīng)a、b造成的壓力降為p－pg≠p

－ph。因pA>pB，有：pg>ph

pg通過(guò)f與右端通，閥芯受力不平衡而左移，使節(jié)流口d變小，c變大。從而使pg↘ph↗而平衡。在新位置：則有

p－pg=p

－ph從而使qA=qB同理：pA<pB時(shí)也如此?！蛲介y的壓力損失0.5~1MPa，同步精度2%~3%第六十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三§4.5其它閥一、電液比例控制閥電液比例控制閥是在常用的人工調(diào)節(jié)或開(kāi)關(guān)控制的液壓閥基礎(chǔ)上，加上電—機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成的。它是有一定性能要求的電磁鐵，它能把電信號(hào)按比例地轉(zhuǎn)換成力或位移，對(duì)液壓閥進(jìn)行控制，因此機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。電液比例控制閥的構(gòu)成，相當(dāng)于在普通壓力閥、流量閥和方向閥的基礎(chǔ)上，裝上一個(gè)比例電磁鐵以代替原有的控制部分。按用途和工作特點(diǎn)不同，分三類：比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥。注：電液比例換向閥不僅能控制方向，還有控制流量的功能。

第六十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、電液比例壓力閥圖8-6。由壓力閥1和力馬達(dá)2組成。當(dāng)力馬達(dá)的線圈中通I電流時(shí)，產(chǎn)生推力，其大小與I成比例。圖8-6為直動(dòng)式壓力閥，可直接使用，也可以作為先導(dǎo)閥和其它閥組成先導(dǎo)式的比例溢流閥、比例減壓閥和比例順序閥等。第六十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三圖示比例溢流閥其下部為與二節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥所示的普通溢流閥相同的主閥，上部則為比例先導(dǎo)壓力閥。該閥還附有一個(gè)手動(dòng)調(diào)整的先導(dǎo)閥9，用以限制比例溢流閥的最高壓力。以避免因電子儀器發(fā)生故障使得控制電流過(guò)大，壓力超過(guò)系統(tǒng)允許最大壓力的可能性。如將比例先導(dǎo)壓力閥的回油及先導(dǎo)閥9的回油都與主閥回油分開(kāi)，則圖示比例溢流閥可做比例順序閥使用。第六十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三如圖示

動(dòng)鐵式力馬達(dá)推桿3的端部起擋板作用，擋板的位移（即力馬達(dá)的銜鐵位移）與輸入的控制電流成比例，從而改變噴嘴擋板之間的可變液阻，控制了噴嘴前的先導(dǎo)壓力。此力馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：限鐵采用左、右兩片鈹青銅彈簧片懸掛的形式，所以銜鐵可以與導(dǎo)套不接觸，從而消除了銜鐵組件運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。所以在工作時(shí)不必在力馬達(dá)的控制線圈中加入顫振信號(hào)電流，也能達(dá)到很小的滯環(huán)值。第六十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三圖示比例調(diào)速閥比例電磁鐵1的輸出力作用在節(jié)流閥芯2上，與彈簧力、液動(dòng)力、摩擦力相平衡，對(duì)一定的控制電流，對(duì)應(yīng)一定的節(jié)流開(kāi)度。通過(guò)改變輸入電流的大小，即可改變通過(guò)調(diào)速閥的流量。第六十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、電液比例換向閥它由電液比例減壓閥和液動(dòng)換向閥組成。前者作為先導(dǎo)以其出口壓力來(lái)控制液動(dòng)換向閥的正反向開(kāi)口量的大小，從而控制液流方向和流量大小。圖8-7為電液比例換向閥（略）。

圖8-7電液比例換向閥第六十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、二位二通插裝閥（插裝式錐閥）插裝式錐閥，在高壓、大流量的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，標(biāo)準(zhǔn)化元件，幾個(gè)就可組成復(fù)合閥。與普通液壓閥相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通流能力大，特別適用于大流量的場(chǎng)合，其最大通徑達(dá)200~250mm，通過(guò)的流量達(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)閥口壓力損失??；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

第七十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）插裝式錐閥的工作原理及組成

如圖4-40為插裝式錐閥的基本單元和結(jié)構(gòu)原理圖。它主要由閥芯4、閥套2、彈簧3組成，有控制口C與錐閥單元的上腔相通。將此閥單元插入有兩個(gè)通路A、B（主油路）的閥體5中，控制蓋板1對(duì)錐閥單元的啟閉起控制作用。不同蓋板實(shí)現(xiàn)不同的工作性能。上圖中，若不考慮錐閥質(zhì)量、液動(dòng)力和摩擦力等的影響。1—控制蓋板2—閥套3—彈簧4—閥芯5—閥體

第七十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三當(dāng)時(shí)，閥口關(guān)閉。A、B不通。當(dāng)時(shí)，閥口打開(kāi)。A、B接通。當(dāng)控制油口C接油箱（卸荷pc=0）時(shí)，A、B口的流向與A、B口的壓力大小有關(guān)。pa>pb，AB；pa<pb，AB。當(dāng)控制油口C接壓力油且時(shí)，A、B不通，起到邏輯元