第4章 液壓控制元件

1、第4章 液壓控制閥（Hydraulic control valves） 液壓控制閥的功用液壓控制閥是液壓系統(tǒng)中用來控制液流方向、壓力和流量的元件。借助于這些閥，便能對液壓執(zhí)行元件的啟動和停止、運動方向和運動速度、動作順序和克服負載的能力等進行調(diào)節(jié)與控制，使各類液壓機械都能按要求協(xié)調(diào)地工作。 液壓控制閥的類型1按用途分類液壓控制閥可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。2按控制方式分類液壓控制閥可分為開關(guān)閥、電液比例控制閥、伺服閥和數(shù)字閥等。開關(guān)閥在調(diào)定后只能在調(diào)定狀態(tài)下工作，它是液壓系統(tǒng)中使用最為普遍的元件；電液比例控制閥的輸出量與輸入量之間保持一定的比例關(guān)系，它根據(jù)輸入信號連續(xù)或按比例控制

2、液壓控制閥的參數(shù)，一般多用于開環(huán)液壓控制系統(tǒng)；電液伺服閥一般情況是采用輸入信號和反饋信號的偏差來連續(xù)地控制液壓控制閥的輸出參數(shù)，多用于要求精度高、響應(yīng)快的閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)；電液數(shù)字閥則用數(shù)字信息直接控制液壓閥的動作。3按安裝連接形式分（1）管式連接閥 又稱螺紋連接閥，液壓控制閥的油口攻螺紋，用螺紋管接頭連接管路。（2）板式連接閥 如圖4.1a，液壓控制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應(yīng)油口的連接板上，再用管接頭和管道及其它元件連接；或者，把幾個閥用螺釘固定在一個具有連接孔道的集成塊的不同側(cè)面上，溝通各閥組成回路。由于拆卸時無需拆卸與之相連的其它元件，故這種安裝連接方式應(yīng)用

3、較廣。（3）疊加式連接閥 疊加式連接閥連接時，最下面一般為連接板，最上面液壓閥的下表面，中間液壓閥的上、下面為連接結(jié)合面，各油口分布在結(jié)合面上，同規(guī)格閥的油口連接尺寸相同。每個閥除其自身的功能外，還起油路通道的作用，閥相互疊裝便組成回路，無需管道連接，故結(jié)構(gòu)緊湊，壓力損失較小。（4）插裝式連接閥 這類閥無單獨的閥體，由閥芯和閥套等組成的單元體插裝在插裝塊體的預(yù)制孔中，用蓋板和螺紋等固定，通過塊體中的通道連接組成回路。它是近幾年適應(yīng)于液壓系統(tǒng)集成化和大流量控制等要求而發(fā)展起來的一種新的安裝連接方式，其連接方法見插裝控制閥一節(jié)。 對液壓控制閥的要求液壓系統(tǒng)中所采用的液壓控制閥應(yīng)滿足如下要求：1）動

4、作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小，壽命長。2）油液流過時壓力損失小。3）密封性能好。4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性強。 液壓控制閥的性能參數(shù)閥的規(guī)格大小用通徑 Dg（單位mm）表示。Dg是閥進、出油口的名義尺寸，它和實際尺寸不一定相等。對于不同類型的各種閥，也有使用其它參數(shù)表征其工作性能的。一般有額定壓力、流量，以及壓力損失、開啟壓力、允許背壓、最小穩(wěn)定流量等。同時在產(chǎn)品樣本中給出若干條特性曲線，供使用者確定不同狀態(tài)下的性能參數(shù)值。(Direction control valves)方向控制閥主要用來控制液壓系統(tǒng)中各油路的通、斷或改變油液流動方向。它包括單向閥和換向閥。4

5、.2.1 單向閥(Check valve)單向閥有普通單向閥和液控單向閥等。1普通單向閥普通單向閥是只允許液流單方向流動而反向截止的元件。液壓系統(tǒng)中對普通單向閥的要求主要是液流正向通過閥時壓力損失小；反向截止時密封性能好；動作靈敏，工作時沖擊和噪聲小等。如圖，分別是管式連接的直通式單向閥和板式連接的直角式單向閥。這里為了使看圖方便，沒有畫出管式連接的螺紋和板式連接的密封圈安放槽等（以下同）。當(dāng)液流從P1口流入時，作用在閥芯上的壓力油液克服彈簧力頂開閥芯2，流向P2，實現(xiàn)正向?qū)?；?dāng)液流從P2口流入時，由于閥芯上開有徑向孔，液流流進閥芯內(nèi)部，閥芯在液壓力和彈簧力的作用下關(guān)閉閥口，實現(xiàn)反向截止。

6、從工作原理可知，單向閥的彈簧在保證克服閥芯和閥體的摩擦力及閥芯的慣性力MPa。在液壓系統(tǒng)中有時也將普通單向閥作為背壓閥使用，這時一般要換上剛度較大的彈簧，此時單向閥的開啟壓力一般為 0.20.6MPa。2液控單向閥除普通單向閥外，還有液控單向閥，它是液壓系統(tǒng)經(jīng)常使用的液壓元件。如圖4.3，液控單向閥由閥體2、閥芯5、彈簧6、控制活塞3、推桿4等組成。閥芯為一般錐芯，彈簧的剛度較小。當(dāng)液流從P1口流入時，液壓力頂開閥芯，導(dǎo)通P1至 P2油路，實現(xiàn)正向?qū)?；?dāng)液流從P2口流入時，液壓油將閥芯5推壓在閥座上，封閉油路，實現(xiàn)反向截止，這和普通單向閥的作用一樣。當(dāng)要求反向?qū)〞r，需在控制油口通以壓力油，

7、推動控制活塞3，通過推桿4將閥芯5頂離閥座，解除反向截止作用。由于控制活塞的面積較大，所以控制油壓力不必很大，為其主油路壓力的3050%即可。 液控單向閥按控制活塞背壓腔的泄油方式不同，分為內(nèi)泄式和外泄式。內(nèi)泄式如圖，控制活塞的背壓腔通過內(nèi)泄油孔a連通單向閥的P1口；外泄式如圖，控制活塞的背壓腔通過外泄油孔a直接通油箱。一般情況下在反向出油口的壓力P1較低時采用內(nèi)泄式，較高時采用外泄式，以減小所需控制壓力。液控單向閥按結(jié)構(gòu)特點還可分為簡式如圖和卸載式如圖兩類。卸載式液控單向閥帶有卸載閥，當(dāng)控制活塞向右運動時首先頂開卸載閥的小閥芯，使主油路油壓P2卸壓，繼續(xù)運動再頂開單向閥芯，反向?qū)ㄓ吐?。這樣

8、可大大減小控制壓力，實際應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)的液控單向閥可以使控制壓力與工作壓力之比降低到4.5左右，常用于高壓系統(tǒng)。在工程實際中，常常需要對執(zhí)行機構(gòu)的進、回油路同時采用液控單向閥進行鎖緊控制，保證系統(tǒng)的安全等，如工程車的支腿油路系統(tǒng)。如圖4.6，兩個液控單向閥共用一個閥體和控制活塞，這樣組合的結(jié)構(gòu)稱為液壓鎖。當(dāng)從A1通入壓力油時，在導(dǎo)通A1與A2油路的同時推動活塞右移，頂開右側(cè)的單向閥，解除B2到B1的反向截止作用；當(dāng)B1通入壓力油時，在導(dǎo)通B1與B2油路的同時推動活塞左移，頂開左側(cè)的單向閥，解除A2到A1的反向截止作用；而當(dāng)A1與B1口沒有壓力油作用時，兩個液控單向閥都為關(guān)閉狀態(tài)，鎖緊油路。液壓鎖

9、的圖形符號如圖4.6b。4.2.2 換向閥(Reverse valve)換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運動，控制與閥體相連的各油路實現(xiàn)通、斷或改變液流方向的元件。對換向閥的基本要求是：液流通過閥時壓力損失??；互不相通的油口間的泄漏?。粨Q向可靠、迅速且平穩(wěn)無沖擊。4.2.2.1 換向閥的工作原理圖4.7為滑閥式三位五通換向閥的工作原理。液壓閥由閥體和閥芯組成。閥體的內(nèi)孔開有五個沉割槽，對應(yīng)外接5個油口，稱為五通閥。閥芯上有三個臺肩與閥體內(nèi)孔配合。在液壓系統(tǒng)中，一般情況設(shè)P、T（T1、T2）為壓力油口和回油口；A、B為接負載的工作油口（下同）。在圖示位置（中間位置），各油口互不相通；若使閥芯右

10、移一段距離，則P、A相通，B、T2相通，液壓缸活塞右移；若使閥芯左移，則P、B相通，A、T1相通，液壓缸活塞左移。4.2.2.2 換向閥的分類換向閥的應(yīng)用十分廣泛，種類很多，分類方法也不同，一般可以按下表分類：表4-1 換向閥的分類分 類 方 法類 型按閥的結(jié)構(gòu)形式分滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式按閥的操縱方式分手動、機動、電磁、液動、電液動、氣動按閥的工作位置數(shù)和控制通路數(shù)分二位二通、二位三通、二位四通、三位四通等4.2.2.3 滑閥式換向閥1. 閥體和閥芯的幾種配合形式上面以五槽三臺肩三位五通換向閥為例介紹了換向閥的工作原理。實際應(yīng)用時，常常在閥體內(nèi)將兩個T口溝通后封閉其中一個，成為四通閥

11、，如圖4.8a。對于這類具有代表性的閥，閥體和閥芯之間可以具有多種配合形式。如圖4.8b，是三槽二臺肩的換向閥，其油口通斷情況很明顯，它的結(jié)構(gòu)簡單，但回油壓力直接作用在閥芯兩端，對兩端密封要求較高；如圖4.8c，是五槽四臺肩換向閥，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜些；如圖4.8d，為四槽四臺肩換向閥，它將兩個T口的連通從閥體改到閥芯。無論結(jié)構(gòu)上如何變化，其油口通斷的工作原理是相同的，都用4.8e的圖形符號表示。2位置數(shù)、通路數(shù)及中位機能（1）換向閥的位置數(shù)位置數(shù)是指正常工作時換向閥受外力操縱所能實現(xiàn)的工作位置數(shù)目。如圖4.8e，在圖形符號中，“位”數(shù)用粗實線方格（或長方格）表示，有幾位即畫幾個格；（2）換向閥的通路

12、數(shù)通路數(shù)是指換向閥外連工作油口的數(shù)目。在圖形符號中，用“T”表示油路被閥芯封閉，用“”或“”表示油路連通，以箭頭表示流動方向，但箭頭一般并不重要。一個方格內(nèi)油路與方格的交點數(shù)即為通路數(shù)，幾個交點就是幾通。表4.2列出了幾種常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理及圖形符號。（3）換向閥的中位機能換向閥都有兩個或兩個以上工作位置，其中未受到外部操縱作用時所處的位置為常態(tài)位。對于三位閥，圖形符號的中間位置為常態(tài)位，在這個位置其油口連通方式稱為中位機能。換向閥的閥體一般設(shè)計成通用件，對同規(guī)格的閥體配以臺肩結(jié)構(gòu)、軸向尺寸及內(nèi)部通孔等不同的閥芯可實現(xiàn)常態(tài)位各油口的不同中位機能。表4.3列出了常用的幾種中位機能的名稱、結(jié)構(gòu)原

13、理、圖形符號和中位特點。從表中可以看出，不同的中位機能具有各自特點。因為液壓閥是連接動力元件和執(zhí)行元件的，就是說一般情況下，換向閥的入口接液壓泵，出口接液壓馬達或液壓缸。分析中位表4.2 換向閥的結(jié)構(gòu)原理及圖形符號名 稱結(jié) 構(gòu) 原 理 圖符 號二位二通二位三通二位五通二位四通三位四通表4.2 三位四通換向閥的中位機能舉例中位型式結(jié) 構(gòu) 原 理 圖符 號中位特點O液壓閥從其它位置轉(zhuǎn)換到中位時，執(zhí)行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大；液壓執(zhí)行元件停止工作后，油液被封閉在閥后的管路及元件中，重新啟動時較平穩(wěn)；在中位時液壓泵不能卸荷。H換向平穩(wěn)，液壓缸沖出量大，換向位置精度低；執(zhí)行元件浮動；重

14、新啟動時有沖擊；液壓泵在中位時卸荷。YP口封閉，A、B、T導(dǎo)通。換向平穩(wěn)，液壓缸沖出量大，換向位置精度低；執(zhí)行元件浮動；重新啟動時有沖擊；液壓泵在中位時不卸荷。PT口封閉，P、A、B導(dǎo)通。換向平穩(wěn)，液壓缸沖出量大，換向位置精度低；執(zhí)行元件浮動（差動液壓缸不能浮動）；重新啟動時有沖擊；液壓泵在中位時不卸荷。M 液壓閥從其它位置轉(zhuǎn)換到中位時，執(zhí)行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大；液壓執(zhí)行元件停止工作后，執(zhí)行元件及管路充滿油液，重新啟動時較平穩(wěn)；在中位時液壓泵卸荷。機能的特點，就是要分析液壓閥在中位時或在液壓閥中位與其它工作位置轉(zhuǎn)換時對液壓泵和液壓執(zhí)行元件工作性能的影響。通?？紤]以下幾個因

15、素：1）系統(tǒng)保壓與卸荷。當(dāng)液壓閥的P 口被堵塞時，系統(tǒng)保壓，這時的液壓泵可以用于多缸系統(tǒng)。如果液壓閥的P口與T口相通，這時液壓泵輸出的油液直接流回油箱，沒有壓力，稱為系統(tǒng)卸荷。2）換向精度與平穩(wěn)性。若A、B油口封閉，液壓閥從其它位置轉(zhuǎn)換到中位時，執(zhí)行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大，換向不平穩(wěn)；反之，若A、B油口都與T相通，液壓閥從其它位置轉(zhuǎn)換到中位時，執(zhí)行元件不易制動，換向位置精度低，但液壓沖擊小。3）啟動平穩(wěn)性。若A、B油口封閉，液壓執(zhí)行元件停止工作后，閥后的元件及管路充滿油液，重新啟動時較平穩(wěn)；若A、B油口與T相通，液壓執(zhí)行元件停止工作后，元件及管路中油液泄漏回油箱，執(zhí)行元件重

16、新啟動時不平穩(wěn)。4）液壓執(zhí)行元件“浮動”。液壓閥在中位時，靠外力可以使執(zhí)行元件運動來調(diào)節(jié)其位置，稱為“浮動”。如A、B油口互通時的雙出桿液壓缸；或A、B、T口連通時情況等。3. 幾種常用的換向閥（1）機動換向閥機動換向閥又稱行程閥。這種閥需安裝在液壓缸的附近，在液壓缸驅(qū)動工作部件的行程中，靠安裝在預(yù)定位置的擋塊或凸輪壓下滾輪通過推桿使閥芯移位，換向閥換向。圖4.9b為其圖形符號。機動換向閥結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，換向位置精度高。但由于必須安裝在液壓執(zhí)行元件附近，所以連接管路較長，使液壓裝置不緊湊。（2）手動換向閥手動換向閥是用手動杠桿操縱閥芯換位的換向閥。按換向定位方式不同，分為彈簧復(fù)位式4.10

17、a和鋼球定位式4.10b。前者在手動操縱結(jié)束后，彈簧力的作用使閥芯能夠自動回復(fù)到中間位置；后者由于定位彈簧的作用使鋼球卡在定位槽中，換向后可以實現(xiàn)位置的保持。手動換向閥結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠。一般情況下還可以人為地控制閥開口的大小，從而控制執(zhí)行元件的速度，在工程機械中得到廣泛應(yīng)用。（3）電磁動換向閥電磁動換向閥簡稱電磁換向閥。是靠通電線圈對銜鐵的吸引轉(zhuǎn)化而來的推力操縱閥芯換位的換向閥。閥芯為二臺肩結(jié)構(gòu)的三位四通O型中位機能的電磁換向閥。閥體的兩側(cè)各有一個電磁鐵和一個對中彈簧。圖示為電磁鐵斷電狀態(tài)，在彈簧力的作用下，閥芯處在常態(tài)位（中位）。當(dāng)左側(cè)的電磁鐵通電吸合時，銜鐵通過推桿將閥芯推至右端，則P、

18、A和B、T分別導(dǎo)通，換向閥在圖形符號的左位工作；反之，右端電磁鐵通電時，換向閥就在右位工作。電磁鐵不僅有交流和直流之分，而且有干式和濕式之別。交流電磁鐵結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，啟動力大，動作快，但換向沖擊大，噪聲大，換向頻率不能太高（約 30次min），當(dāng)閥芯被卡住或由于電壓低等原因吸合不上時，線圈易燒壞。直流電磁鐵需直流電源或整流裝置，但換向沖擊小，換向頻率允許較高（最高可達240次min），而且有恒電流特性，電磁鐵吸合不上時線圈也不會燒壞，故工作可靠性高。還有一種本整型（本機整流型）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。干式電磁鐵不允許油液進入電磁鐵內(nèi)部

19、，推動閥芯的推桿處要有可靠的密封，摩擦阻力大，運動有沖擊，噪聲大，使用壽命較短（一般只能工作50到60 萬次）；濕式電磁鐵如圖4.11，其中裝有隔磁套4，回油可以進入隔磁套內(nèi)，銜鐵在隔磁套內(nèi)運動，閥體內(nèi)沒有運動密封，閥芯運動阻力小，油液對銜鐵的潤滑和阻尼作用，使閥芯的運動平穩(wěn)，噪聲小，使用壽命長（可以工作1000萬次以上）。但其價格較貴。（4）液動換向閥電磁換向閥動作靈敏，易于實現(xiàn)自動控制，但電磁鐵吸力有限。當(dāng)液壓閥規(guī)格較大，通過的流量大時，產(chǎn)生的液動力就很大，這時電磁力很難滿足換向要求。實際上，當(dāng)換向閥的通徑大于10mm時，常采用液壓力來操縱閥芯換位。采用液壓力操縱閥芯換位的液壓閥稱為，K1

20、、K2為液控口。（5）電液動換向閥驅(qū)動液動換向閥的液壓油可以采用機動閥、手動閥或電磁換向閥來進行控制。采用電磁換向閥控制液動換向閥的組合稱為電液動換向閥，簡稱電液換向閥，它集中了電磁換向閥和液動換向閥的優(yōu)點。這里，電磁換向閥起先導(dǎo)控制作用，稱為先導(dǎo)閥，其通徑可以很?。灰簞訐Q向閥為主閥，控制主油路換向。液動換向主閥主要采用彈簧對中方式（也有采用液壓對中方式的，應(yīng)用較少，這里不介紹），如圖4.13，作為先導(dǎo)閥的電磁換向閥的中位需采用Y型機能，保證在電磁鐵不通電時，液動換向閥的左、右控制腔連通油箱，消除液壓力影響，保證彈簧力可靠對中。在電液換向閥的先導(dǎo)閥和主閥之間，常設(shè)一對阻尼調(diào)節(jié)器，它們可以是疊加

21、式單向節(jié)流閥。當(dāng)控制油進入主閥芯的控制腔時經(jīng)過單向閥，控制油流出時經(jīng)過節(jié)流閥（出油節(jié)流調(diào)速），通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口，控制閥芯的換位速度。對于以內(nèi)控方式工作的電液換向閥（先導(dǎo)閥的控制油取自主閥的P口），如果主閥的中位機能是使泵卸荷的狀態(tài)（M、H、K等機能），即使先導(dǎo)閥動作，主閥的控制油由于沒有油壓而無法推動閥芯換位，電液換向閥也就不能工作。這時就需要在主閥的進油口處增設(shè)一個預(yù)壓閥（如具有較硬彈簧的單向閥），使換向閥在中間位置（卸荷）時，P口保持一定的壓力，以滿足換向需要，如圖4.14b。4.2.2.4 轉(zhuǎn)閥三位四通轉(zhuǎn)閥（轉(zhuǎn)動式換向閥）的工作原理。它是通過閥芯和閥體的相對旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)油路的通、斷和換

22、向的。在圖示位置P、A相通，B、T相通；當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動到中間位置時，P、A、B、T均不相通；當(dāng)轉(zhuǎn)到右位時，P、B相通，A、T相通。圖b為其圖形符號。如果用擋塊操縱轉(zhuǎn)閥，它便成為機控閥。轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但密封性能差，一般應(yīng)用在低壓、小流量場合，作為先導(dǎo)閥或小型換向閥使用。4.2.2.5 球式換向閥電磁球閥是近幾年發(fā)展起來的一種換向閥。它是以電磁鐵的推力為動力，推動鋼球閥芯運動來實現(xiàn)油路通斷和切換的。圖示4.16為二位三通電磁球閥的結(jié)構(gòu)原理。主要由左、右閥座，閥芯鋼球，彈簧，閥芯推桿，電磁鐵，操縱推桿，杠桿等組成。圖示為其常態(tài)位，通道a使閥芯兩端所受的液壓力平衡，彈簧作用力使鋼球壓向左閥座，P、A

23、導(dǎo)通，A、T封閉；當(dāng)電磁鐵通電時，杠桿推動閥芯壓縮彈簧，使鋼球壓向右閥座， P、A封閉，A、T導(dǎo)通，實現(xiàn)換向。電磁球閥的密封性能好，反應(yīng)速度快，換向頻率高，對工作介質(zhì)粘度的適應(yīng)范圍廣；沒有滑閥所需承受的液壓卡緊力，換向和復(fù)位所需的力量小，可用于高壓系統(tǒng)；靠球式閥芯密封換向，抗污染能力強。但目前電磁球閥可供選用的機能少，規(guī)格較小。電磁球閥主要應(yīng)用在高壓小流量系統(tǒng)中，或在大流量系統(tǒng)中作先導(dǎo)控制元件使用。(Pressure control valves )在液壓系統(tǒng)中控制油液壓力高低或利用壓力變化實現(xiàn)某種動作的閥通稱為壓力控制閥。常見的壓力控制閥按功用分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。4.3

24、.1 溢流閥(Overflow valves or relief valves)溢流閥有多種用途，主要是運用溢流的方法使液壓泵的供油壓力得到調(diào)整并保持基本恒定。溢流閥按其結(jié)構(gòu)原理可分為直動型和先導(dǎo)型兩種。對溢流閥的要求主要是調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，動作靈敏；過流能力強；工作時噪聲小等。1直動式溢流閥(1)普通直動式溢流閥圖4.17為錐閥式和滑閥式普通直動型溢流閥的結(jié)構(gòu)原理。對于錐閥式溢流閥，圖4.17a，當(dāng)進油口P的油液壓力不高時，錐閥芯2被彈簧3壓緊在閥座上，閥口關(guān)閉。當(dāng)進口油壓P升高到能克服彈簧阻力時，便推開錐閥芯使閥口打開，油液就從回油口T流回油箱（溢流），進油壓力P也就不會繼續(xù)升高。對

25、于滑閥式直動溢流閥圖4.17b，其工作原理與錐閥式類似，進口的壓力油通過閥體內(nèi)的通道a引入閥芯下端，直接與上端的彈簧相互作用，彈簧腔的泄漏油與出油口相連。當(dāng)進口油壓升高到能克服彈簧阻力時，便推動閥芯運動，油液就由進油口P流入，從回油口T流回油箱。當(dāng)通過溢流閥的流量變化時，閥口開度變化，彈簧壓縮量也隨之改變。在彈簧壓縮量變化甚小的情況下，可以認為閥芯在液壓力和彈簧力作用下保持平衡，溢流閥進口處的壓力P基本保持在彈簧調(diào)定值。擰動調(diào)壓手輪4改變彈簧的預(yù)壓縮量便可調(diào)整溢流閥的溢流壓力。這種溢流閥因為其作用在閥芯上的液壓力直接和調(diào)壓彈簧力抗衡，所以稱為直動式溢流閥。由于液壓力直接作用于彈簧的結(jié)構(gòu)原因，需

26、要的彈簧剛度很大，當(dāng)溢流量較大時，閥口開度增大，彈簧的壓縮量增大，控制的油液壓力波動大，手輪調(diào)節(jié)所需力量也大。所以普通直動型溢流閥適用于低壓小流量系統(tǒng)。 （2）新型直動式溢流閥插裝型錐閥式結(jié)構(gòu)。閥芯的為局部放大圖。在錐閥的下部有側(cè)面銑扁的阻尼活塞4，通過銑扁處將壓力油引到活塞的底部，該活塞除增加運動阻尼提高閥的工作穩(wěn)定性外，還可以為其錐閥芯導(dǎo)向，在開啟后不會發(fā)生偏斜。此外，在錐閥的上部還有一個偏流盤，盤的上面支撐著彈簧，下側(cè)表面開環(huán)形槽用來控制回油的射流方向。因為液流方向改變產(chǎn)生一個與彈簧方向相反的射流力，當(dāng)閥的開口增大時，彈簧的壓縮量增大，這時射流力也增大，可以部分相互抵消；這樣閥的工作壓力

27、就不會因為溢流量變化導(dǎo)致的彈簧壓縮量變化而產(chǎn)生較大的波動。2先導(dǎo)式溢流閥圖4.19為某先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理。它由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。主閥由主閥體、主閥芯、小彈簧等組成；先導(dǎo)閥是普通直動式錐閥芯溢流閥。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥的進油口P通入壓力油時，壓力油可通過主閥芯上的阻尼孔R進入左側(cè)油腔，并通過先導(dǎo)閥體上的孔道進入先導(dǎo)閥的下腔。當(dāng)溢流閥進油口P處的壓力較小，不足以頂開先導(dǎo)閥芯時，主閥芯上的阻尼孔只起通油作用，這時主閥芯左、右兩腔的液壓力相等，而左腔又有一個小彈簧力的作用，必使主閥芯處在右端極限位置，封閉P到T的溢流通道；當(dāng)壓力增大到先導(dǎo)錐閥芯的開啟壓力時，先導(dǎo)錐閥芯打開，油液可以經(jīng)過主閥芯上的泄

28、油孔道b流回主閥的回油腔T，實行內(nèi)泄。由于阻尼孔R的液阻很大，靠流動阻力的作用產(chǎn)生壓力降，使主閥芯所受的液壓力不平衡，當(dāng)入口處的液壓力達到溢流閥的調(diào)定壓力，這時溢流閥閥芯右側(cè)作用的液壓力大于左側(cè)的液壓力與小彈簧的作用力之和，主閥芯開始向左運動，打開P到T的通道而產(chǎn)生溢流，實現(xiàn)溢流穩(wěn)壓的目的。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓手輪，便能調(diào)整溢流壓力；更換不同剛度的調(diào)壓彈簧，便能得到不同的調(diào)壓范圍。先導(dǎo)式溢流閥上開有一個遠程控制口K，它和主閥芯的左腔相聯(lián)，圖示為控制口封閉狀態(tài)。當(dāng)要實行遠程控制時，在此口連接一個調(diào)壓閥，相當(dāng)于給溢流閥的調(diào)壓部分并聯(lián)一個先導(dǎo)調(diào)壓閥，溢流閥工作壓力就由溢流閥本身的先導(dǎo)調(diào)壓閥和遠程控制口上

29、連接的調(diào)壓閥中較小的調(diào)壓值決定。調(diào)節(jié)遠程控制口上連接的調(diào)壓閥（調(diào)節(jié)壓力小于溢流閥本身先導(dǎo)閥的調(diào)定值）可以實現(xiàn)對于溢流閥的遠程控制或使溢流閥卸荷。如不使用其功能，如圖堵上遠程控制口即可。在先導(dǎo)型溢流閥中，先導(dǎo)閥的作用是控制和調(diào)節(jié)溢流壓力，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力也不大，因此調(diào)壓彈簧的剛度不必很大，壓力調(diào)整也比較輕便；主閥芯的兩端均受油壓作用，主閥彈簧也只需很小剛度，這樣，當(dāng)溢流量變化而引起彈簧壓縮量變化時，進油口的壓力變化不大。故先導(dǎo)型溢流閥的穩(wěn)壓性能優(yōu)于普通直動型溢流閥。但先導(dǎo)型溢流閥是二級閥，其靈敏度低于直動型閥。上面介紹的溢流閥常稱為三節(jié)同心溢流閥，因

30、為閥芯和閥體有三處同心配合要求；還有一種二節(jié)同心溢流閥，如圖4.20，其工藝要求的同心配合處有兩個，降低了加工的難度。在這個閥上具有三個阻尼孔。分析工作原理起作用的是R阻尼孔，工作原理與三節(jié)同心溢流閥類似。阻尼孔1主要對先導(dǎo)閥芯開啟起阻尼作用，以降低振動等；阻尼孔2對主閥芯的啟閉產(chǎn)生阻尼，提高溢流閥工作的穩(wěn)定性。3溢流閥的性能溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動態(tài)性能，在此作簡單介紹。（1）靜態(tài)性能1）壓力調(diào)節(jié)范圍 壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降時的最大和最小調(diào)定壓力，在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象。溢流閥的最大允許流量為其額定流量，在額定流量下工

31、作時溢流閥應(yīng)無噪聲；溢流閥的最小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的15%。2）啟閉特性 啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力PS時，開始溢流的開啟壓力PK及停止溢流的閉合壓力PB分別與PS的百分比來衡量，前者稱為開啟比，后者稱為閉合比，顯然，上述兩個百分比越大，則二者越接近，溢流閥的啟閉特性就越好。直動式和先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性曲線如圖4.21示。 3）卸荷壓力 當(dāng)溢流閥的遠程控制口K與油箱相連時，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。（2）動態(tài)性能當(dāng)

32、溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時，它的進口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖4.22所示的那樣迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動態(tài)過渡過程。定義最高瞬時壓力峰值與額定壓力調(diào)定值的差值P為壓力超調(diào)量，它是衡量溢流閥動態(tài)定壓誤差的一個重要指標(biāo)。1稱之為響應(yīng)時間，t2稱之為過渡時間。t1越小，溢流閥的響應(yīng)越快；t2越小，動態(tài)響應(yīng)過程時間越短。4.3.2 順序閥(Sequence valves)順序閥是利用油路中壓力的變化來控制閥口啟閉，以實現(xiàn)各工作部件依次順序動作的液壓元件，常用在控制多個執(zhí)行元件的順序動作，故名順序閥。順序閥按結(jié)構(gòu)不同分為直動式

33、和先導(dǎo)式兩種，一般先導(dǎo)式用于壓力較高的場合。當(dāng)順序閥利用外來液壓力進行控制時，稱液控順序閥。不論是直動式還是先導(dǎo)式順序閥都和對應(yīng)的溢流閥原理相類似，主要不同為溢流閥的調(diào)壓彈簧腔的泄漏油和出油口相連，而順序閥單獨接回油箱。對順序閥的主要要求是調(diào)壓范圍大；動作可靠，不因壓力波動等原因產(chǎn)生誤動作，保證系統(tǒng)安全；過流能力強，工作時噪聲小等。1直動式順序閥3為直動式順序閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它分內(nèi)控式和外控式33b）壓力油的壓力沒有達到調(diào)定壓力時，順序閥關(guān)閉，當(dāng)達到調(diào)定壓力時順序閥開啟。圖4.23c和4.23d分別為內(nèi)控式和外控式的圖形符號。4為直動式內(nèi)控順序閥。通過轉(zhuǎn)動下閥蓋180度，去掉絲堵2做外控口，可

34、實現(xiàn)外控順序閥功能；原狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動上閥蓋180度后用絲堵封閉泄油口實現(xiàn)溢流閥功能的液壓閥原理。它從原理上說明了溢流閥和順序閥相通的特點，最大的差別為調(diào)壓彈簧腔的泄漏油是接出油口還是單獨接回油箱，進而關(guān)系到出口油壓是否影響到入口油壓。2先導(dǎo)式順序閥5為某先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)先導(dǎo)式順序閥的入口通入壓力油時，油液經(jīng)過主閥芯的徑向孔，右側(cè)通閥芯右腔，左側(cè)經(jīng)阻尼孔R通主閥彈簧腔，并作用在先導(dǎo)調(diào)壓閥的調(diào)壓閥芯上。當(dāng)順序閥的進油壓力低于調(diào)定壓力時，調(diào)壓先導(dǎo)錐閥關(guān)閉，主閥芯左、右所受的液壓力平衡，靠主閥彈簧作用，順序閥口閉合；達到錐閥開啟壓力時，壓力油頂開先導(dǎo)錐閥，其泄漏油經(jīng)L單獨接回油箱；當(dāng)進油壓力

35、達到順序閥預(yù)先調(diào)定壓力時，順序閥口開啟，油液從順序閥出油口P2輸出，使下一級液壓元件(液壓缸等)動作。先導(dǎo)式順序閥也可以通過遠程控制口進行遠程控制。4.3.3 減壓閥(Pressure reducing valves)減壓閥是使出口壓力低于進口壓力的一種壓力控制閥。利用減壓閥可降低系統(tǒng)提供的壓力，使同一系統(tǒng)具有兩個或兩個以上的壓力回路。減壓閥根據(jù)功用的不同可以分為定值減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。1定值減壓閥定值減壓閥的功用是獲得比進口壓力低但穩(wěn)定的出口工作壓力。常用在夾緊油路或潤滑油路中。對定值減壓閥主要要求是：維持出口壓力穩(wěn)定，受入口壓力和通過流量變化影響小。（1）直動式減壓閥6為直動式

36、減壓閥的結(jié)構(gòu)原理。P1為進油口，P2為出油口，閥芯上端彈簧腔的泄漏油經(jīng)L單獨接回油箱。減壓閥沒有工作時，由于彈簧力的作用，閥芯處在下端的極限位置，閥口是常通的。減壓閥正常工作時，其出口液壓力（出口壓力油通過閥內(nèi)通道a引入，作用在閥芯下端向上的作用力）和彈簧調(diào)定壓力相平衡，維持節(jié)流降壓口H為固定值。當(dāng)出口壓力增大時，作用在閥芯下端的液壓力大于彈簧的調(diào)定值時，閥芯上移，減小節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用增強；反之，出口的壓力減小時，閥芯下移，增大節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用減弱，控制出口的壓力維持在調(diào)定值。閥芯的受力平衡方程為： （4.1）其中，A為閥芯的有效作用面積，K為彈簧的剛度，x0為彈簧正常工作

37、時的壓縮量，x為壓力變化時彈簧壓縮量的變化量，其值很小，所以可認為P2為定值。（2）先導(dǎo)式減壓閥7為某先導(dǎo)減壓閥的結(jié)構(gòu)原理。減壓閥沒有工作時，由于彈簧力的作用，閥芯處在右端的極限位置，閥口是常通的。在減壓閥通入壓力油時，壓力油減壓口減壓后從出口流出，經(jīng)減壓的出口壓力油經(jīng)閥體上的孔道引入閥芯的左端，通過主閥芯上的阻尼孔R進入主閥芯的左側(cè)油腔，并通過先導(dǎo)閥體上的孔道進入先導(dǎo)閥的下腔。當(dāng)減壓閥出口的壓力較小，不足以頂開先導(dǎo)閥芯時，主閥芯上的阻尼孔R只起通油作用，使主閥芯左、右兩腔的液壓力相等，而左腔又有一個小彈簧力的作用，必使主閥芯處在右端極限位置，使節(jié)流降壓口H大開，減壓閥不起減壓作用；當(dāng)壓力增大

38、到先導(dǎo)錐閥芯的開啟壓力時，先導(dǎo)錐閥芯打開，泄漏油液可以經(jīng)過泄油孔道單獨流回油箱，實行外泄。減壓閥在調(diào)定壓力下正常工作時，由于出口壓力與先導(dǎo)閥溢流壓力和主閥芯彈簧力的平衡作用，維持節(jié)流降壓口H為定值。當(dāng)出口壓力增大，由于阻尼孔流動阻力的作用產(chǎn)生壓力降，主閥芯所受的力不平衡，使閥芯左移，減小節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用增強；反之，出口的壓力減小時，閥芯右移，增大節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用減弱，控制出口的壓力維持在調(diào)定值。同樣，先導(dǎo)減壓閥具有遠程控制口K，通過它可以實現(xiàn)遠程控制。2定差減壓閥定差減壓閥可使閥的進出口壓力差保持為定值。如圖4.26，進油口的高壓油P1經(jīng)節(jié)流口減壓后以出口的低壓P2流出，同

39、時出口的低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力P2傳至閥芯的上腔，其進出油壓在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡： （4.2）K為彈簧剛度（Nm），x0彈簧正常工作時的壓縮量（m）；x為壓力差波動時彈簧壓縮量的變化量，D、d分別為閥芯的有效直徑（m）。由式4-23可知，在工作中若彈簧的壓縮量變化不大（實際情況就是如此），則此減壓閥的進出口壓力差就基本保持恒定。3定比減壓閥定比減壓閥可使閥進出口壓力間保持一定的比例關(guān)系。圖4.27為定比減壓閥的結(jié)構(gòu)原理。閥芯的作用力平衡關(guān)系為： （4.3）這里，彈簧的剛度很小，幾乎可以沒有，所以，進出口壓力之間的關(guān)系約為： （4.4）即如果忽略剛度很小的彈簧的作用，就可

40、以認為這個液壓閥的進、出口壓力比為大、小柱塞的斷面積之比。4.3.4 壓力繼電器(Hydraulic pressure relay)壓力繼電器是將液壓訊號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦柕囊环N訊號轉(zhuǎn)換元件，它根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力變化自動接通和斷開有關(guān)電路，借以實現(xiàn)程序控制和安全保護作用。圖4.30為壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理。當(dāng)P口連接的壓力油壓力達到壓力繼電器動作的調(diào)定壓力時，通過柱塞1推動杠桿3壓動微動開關(guān)4發(fā)出電訊號。本例為增壓控制發(fā)訊繼電器，相應(yīng)還有降壓控制發(fā)訊的。(Flow control valves)流量控制閥是液壓系統(tǒng)中靠改變閥口的通流面積大小或通流通道長短來控制流量的液壓元件。分普通節(jié)流閥、調(diào)速閥和溢流

41、節(jié)流閥等。對流量控制閥的要求主要是足夠的流量調(diào)節(jié)范圍；能保證的最小穩(wěn)定流量?。粶囟扰c壓力對流量的影響小及調(diào)節(jié)方便等。4.4.1 節(jié)流閥(Flow control valve)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理如圖4.31a。由閥體1、閥芯3、彈簧2、調(diào)節(jié)手輪4等基本結(jié)構(gòu)組成。節(jié)流閥的節(jié)流口有多種形式，本閥采用三角槽式結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)手輪可以調(diào)節(jié)節(jié)流口的通流面積，即可以調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量。在結(jié)構(gòu)上，節(jié)流閥的閥芯上開有中心小孔，使閥芯的兩端所受的液壓力相平衡，調(diào)節(jié)手輪可以方便地對閥芯進行調(diào)節(jié)（改變節(jié)流口）。閥芯上所開的三角形節(jié)流閥口采用倒三角結(jié)構(gòu)，即節(jié)流閥的油液是從上面流入，從下面流出的，使閥在小流量（閥口很?。r

42、不易堵塞。節(jié)流閥的流量調(diào)節(jié)規(guī)律符合流體流過小孔的流量特性公式。這樣，當(dāng)節(jié)流閥進出口壓差發(fā)生變化時，流量也會發(fā)生變化，其所受的壓差流量特性曲線如圖3。所以節(jié)流閥調(diào)速的速度負載特性不好。為了獲得穩(wěn)定的調(diào)速性能，需采用調(diào)速閥。4.4.2 調(diào)速閥(Pressure compensated flow control valves)1調(diào)速閥（1）調(diào)速閥調(diào)速閥在特定的工作條件下，其調(diào)定的速度（流量）可以不受負載變化的影響。圖4.30為調(diào)速閥結(jié)構(gòu)原理。將差壓式減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)在一起，減壓閥入口的壓力為P1，經(jīng)過減壓口H減壓后的壓力為Pm，Pm同時為節(jié)流閥的入口壓力，節(jié)流閥出口的壓力為P2，由外負載決定。調(diào)速

43、閥正常工作時，DP=PmP2基本恒定。當(dāng)外負載增大時，P2增大，減壓閥彈簧腔壓力增大，閥芯原先的平衡被打破，閥芯向左移動，開大減壓口H，使Pm增大，維持DP=PmP2基本恒定；當(dāng)外負載減小時，閥芯運動情況正好相反，同樣維持壓差基本恒定。圖4.32b為其圖形符號，圖4.32c為簡化的圖形符號。分析調(diào)速閥中減壓閥芯的受力情況，同樣可以得出這樣的結(jié)論。 （4.5） （4.6）A1為閥芯左腔面積，A2為閥芯環(huán)形腔面積，A為閥芯右腔面積。工作時，彈簧的壓縮量變化x很小，從而保證了節(jié)流閥進出口壓差DP=PmP2基本恒定，使通過的流量恒定。2的限位螺釘3，其作用是使調(diào)速閥（減壓閥）在不工作時將減壓閥芯限定在

44、工作位置附近，防止啟動時減壓閥的節(jié)流降壓口開口過大而出現(xiàn)流量瞬時失調(diào)現(xiàn)象。3為節(jié)流閥和調(diào)速閥的壓差流量特性曲線?？梢钥闯?，當(dāng)調(diào)速閥的進、出口壓力差達到一定值時，流量維持恒定。在調(diào)速閥進、出口壓力差DP較小時，調(diào)速閥和節(jié)流閥的特性曲線重合，這是因為在進、出口壓力差較小時，調(diào)速閥內(nèi)的減壓閥不起作用，實際工作的只是其節(jié)流閥。調(diào)速閥正常工作所需的壓力差因調(diào)速閥的壓力系列不同而異，一般低壓調(diào)速閥約為0.5MPa；高壓調(diào)速閥為1MPa。（2）溫度補償調(diào)速閥溫度補償調(diào)速閥與普通調(diào)速閥的不同是其上的節(jié)流閥調(diào)節(jié)螺釘和節(jié)流閥口之間增加了自動溫度補償桿，圖4.34為這部分的局部圖。溫度補償桿的材料為溫度膨脹系數(shù)較大

45、的聚氯乙烯材料。當(dāng)溫度升高時，液壓油的運動粘度降低，通過節(jié)流口的流量要增加，這時補償桿膨脹使閥芯移動關(guān)小節(jié)流口的通流面積，補償由于油溫升高后粘度變小而使流量增大的影響。2旁路型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）溢流節(jié)流閥也是一種壓力補償型流量閥。它由溢流閥和節(jié)流閥組成。進油口處的高壓油一部分經(jīng)過節(jié)流閥供給系統(tǒng)，一部分經(jīng)溢流閥的溢流口回油箱。溢流閥的作用是保證節(jié)流閥口進、出口壓力差基本恒定。溢流閥芯左、右兩端分別與節(jié)流閥的進、出口壓力油相通。當(dāng)負載力變化，出油口壓力P2增大時，溢流閥彈簧腔油壓增大，溢流閥芯左移，關(guān)小溢流口，溢流阻力增大，節(jié)流閥進口壓力Pm隨之增加，保證節(jié)流口壓差基本不變化，當(dāng)外負載減小時，閥

46、芯的運動情況正好相反，同樣保證節(jié)流口壓差基本不變化。溢流閥閥芯的力平衡關(guān)系為： （4.7） （4.8）A為閥芯有效斷面積，其它符號同前。從上式中可以看出，節(jié)流閥的前后的壓力差DP=PmP2基本不變化。這種閥上一般還附有如圖所示的安全閥7，用以防止系統(tǒng)過載。溢流節(jié)流閥與調(diào)速閥不同，必須安裝在執(zhí)行元件的進口油路上。這樣，溢流節(jié)流閥的進口壓力就隨負載的變化而變化，其功率利用比較合理，系統(tǒng)的損失??；但溢流節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性不如調(diào)速閥。(Insert valves)4.5.1 插裝閥概述插裝閥是70年代初研制開發(fā)出的一種較新型的液壓元件，這種液壓控制閥通用化程度高，通流能力強，密封性能好，能組成多種邏輯

47、機能（又稱為邏輯閥），在高壓、大流量系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。4.5.2 插裝閥組成如圖6a為插裝閥的結(jié)構(gòu)原理。它由控制蓋板5、插裝閥單元（閥套2、閥芯3、彈簧4、及密封件等組成）、插裝塊體1和先導(dǎo)元件6等組成。圖4.36b為插裝閥的基本圖形符號。4.5.3 插裝閥單元如圖4.37a為插裝閥基本單元。就工作原理而言，插裝閥相當(dāng)于液控單向閥。A、B為插裝閥主油路的兩個僅有的工作油口，所以又稱為二通邏輯單元。X口為控制油口。通過控制油口X的啟閉和對壓力大小的控制，即可控制主閥芯的啟閉和油口A、B的流向與壓力等。圖4.37為幾種插裝閥芯的結(jié)構(gòu)原理。圖7a常用做方向閥插裝單元；圖7b采用錐閥芯，并在錐閥芯上

48、開阻尼孔，常用做溢流、順序閥插裝單元；圖7c采用滑閥結(jié)構(gòu)，在滑閥芯上開阻尼孔，常用做減壓閥插裝用單元。4.5.4 插裝方向控制閥插裝閥可以組合成各式方向控制閥。1 作單向閥88b，將x腔和A或B腔連通，即成為單向閥。連接方法不同，其導(dǎo)通方式也不同。若在控制蓋板上如圖8c連接一個二位三通液動換向閥，即可組成液控單向閥。本書為方便看圖，畫出了對應(yīng)普通液壓元件的圖形符號（以下同）。2作二位二通閥如圖99c連接二位三通閥，即可組成二位二通電液閥。3作二位三通閥如圖4.40連接二位四通閥，即可組成二位三通電液換向閥。4作二位四通閥如圖4.41連接二位四通閥，即可組成二位四通電液換向閥。5作三位四通閥O型

49、換向閥如圖2連接三位四通閥換向閥和單向閥，即可組成三位四通閥中位為O型電液換向閥。6作多機能四通閥如圖3連接換向閥，利用對電磁換向閥的控制實現(xiàn)多機能功能。先導(dǎo)閥控制狀態(tài)下的機能如表4-4。電磁鐵的帶電狀態(tài)用符號“+”表示；斷電狀態(tài)用“-”表示。表4-4 先導(dǎo)閥控制的滑閥機能1YA2YA3YA4YA中位機能1YA2YA3YA4YA中位機能4.5.5 插裝壓力控制閥對插裝閥的x腔進行壓力控制，便可構(gòu)成壓力控制閥。1作溢流閥或順序閥如圖4a，在壓力型插裝閥芯的控制蓋板上連接先導(dǎo)調(diào)壓閥（溢流閥），當(dāng)出油口接油箱，此閥起溢流閥作用；當(dāng)出油口接另一工作油路，則為順序閥。2作卸荷閥 如圖4b連接二位二通換向

50、閥，當(dāng)電磁鐵通電時，出口接油箱，則構(gòu)成卸荷閥。3作減壓閥采用插裝閥芯和溢流閥如圖4c連接，則構(gòu)成減壓閥。液壓油從P1流入P2流出，出口油液通過閥芯上的中心阻尼孔、蓋板和先導(dǎo)閥接通。當(dāng)減壓閥出口的壓力較小，不足以頂開先導(dǎo)閥芯時，主閥芯上的阻尼孔只起通油作用，使主閥芯上、下兩腔的液壓力相等，而上腔又有一個小彈簧作用，必使主閥芯處在下端極限位置，減壓閥芯大開，不起減壓作用；當(dāng)壓力增大到先導(dǎo)閥的開啟壓力時，先導(dǎo)閥打開，泄漏油液單獨流回油箱，實行外泄。減壓閥在調(diào)定壓力下正常工作時，由于出口壓力與先導(dǎo)閥溢流壓力和主閥芯彈簧力的平衡作用，維持節(jié)流降壓口為某定值。當(dāng)出口壓力增大，由于阻尼孔液流阻力的作用產(chǎn)生壓

51、力降，主閥芯所受的力不平衡，使閥芯上移，減小節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用增強；反之，出口的壓力減小時，閥芯下移，增大節(jié)流降壓口，使節(jié)流降壓作用減弱，控制出口的壓力維持在調(diào)定值。4.5.6 插裝流量控制閥插裝流量閥同樣有節(jié)流閥和調(diào)速閥等型式。1作節(jié)流閥在方向控制插裝閥的蓋板上安裝閥芯行程調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)閥芯和閥體間節(jié)流口的開度便可控制閥口的通流面積，起節(jié)流閥的作用5a。實際應(yīng)用時，起節(jié)流閥作用的插裝閥芯一般采用滑閥結(jié)構(gòu)，并在閥芯上開節(jié)流溝槽。2作調(diào)速閥插裝式節(jié)流閥同樣具有隨負載變化流量不穩(wěn)定的問題。如果采取措施保證節(jié)流閥的進、出口壓力差恒定，則可實現(xiàn)調(diào)速閥功能。如圖5b連接的減壓閥和節(jié)流閥就起到這樣的

52、作用。伺服控制閥(Servo control valves)4.6.1 概述在液壓系統(tǒng)中，伺服控制閥有機液伺服閥和電液伺服閥等。機液伺服閥如液壓泵一章中介紹的柱塞泵變量機構(gòu)所采用的伺服變量閥。本節(jié)主要介紹電液伺服閥。電液伺服控制閥是一種將小功率電信號轉(zhuǎn)換為大功率液壓能輸出，實現(xiàn)對流量和壓力控制的轉(zhuǎn)換裝置。它集中了電信號具有傳遞快，線路連接方便，便于遙控，容易檢測、反饋、比較、校正和液壓動力具有輸出力大、慣性小、反應(yīng)快等優(yōu)點，而成為一種控制靈活、精度高、快速性好、輸出功率大的控制元件。4.6.2 電液伺服閥的分類及組成1電液伺服閥的分類（1）按電-機械轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，可分為動圈式（動圈式力馬達常與

53、作為前置級要求行程較長的小型滑閥式液壓伺服閥配合使用）和動鐵式（動鐵式力矩馬達常與作為前置級的工作行程較小的噴嘴擋板式及射流管式液壓伺服閥配合使用）伺服閥兩種。（2）按液壓前置放大器的結(jié)構(gòu)形式，可分為滑閥式、噴嘴擋板式（雙噴嘴或單噴嘴）和射流管式伺服閥三種。（3）按液壓放大器的串聯(lián)級數(shù)，可分為單級、二級和三級伺服閥。（4）按伺服閥的功用，可分為流量（用于控制輸出的流量）和壓力（用于力或壓力控制系統(tǒng)）伺服閥兩種。（5）按反饋方式，可分為沒有反饋、機械反饋、電氣反饋、力反饋、負載壓力反饋、負載流量反饋伺服閥等數(shù)種。（6）按液壓能源，可分為恒壓源式（即進入液壓放大器的液壓源的壓力為恒值，而流量是可變

54、的）和恒流源式（即進入液壓放大器的能源流量是恒值，而壓力是可變的）伺服閥兩種。2電液伺服閥的組成電液伺服閥由電-機械轉(zhuǎn)換器（力矩馬達或力馬達）和液壓放大器組成。4.6.3 電液伺服閥放大器的結(jié)構(gòu)形式電液伺服閥中常用的液壓放大器有滑閥式、噴嘴擋板式和射流管式三種。1滑閥式液壓放大器（簡稱滑閥）根據(jù)滑閥的控制邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)）的不同，可分為單邊、雙邊和四邊滑閥控制式三種類型，6。圖6a為單邊滑閥，它只有一個控制邊（可變節(jié)流口），有負載口和回油口共二個通道，故又稱為二通伺服閥。由于只有一個負載通道，只能用來控制差動缸。一般使缸的有桿腔與供油腔常通（以產(chǎn)生固定的回程液壓力），還必須和一個固定節(jié)

55、流孔R配合使用，才能控制無桿腔的油壓。當(dāng)滑閥向左（或向右）移動時，控制邊的開口XS增大（或減小），控制了缸中的液壓力和流量，從而改變缸的運動速度和方向。圖6b為雙邊滑閥，有兩個控制邊（可變節(jié)流口），它有供油口、回油口和負載口共三個通道，故又稱為三通伺服閥。因只有一個負載通道，也只能用來控制差動缸，故應(yīng)使缸的有桿腔與供油壓力常通（形成固定的回程液壓力）。壓力油經(jīng)滑閥控制邊XS1的開口與缸的無桿腔相通，并經(jīng)XS2的開口回油箱。當(dāng)滑閥向右移動時，XS1增大，XS2減少；滑閥向左移動時，XS1減小，XS2增大。這樣，就控制了液壓缸無桿腔的回油阻力，從而改變差動缸的運動速度和方向。圖6c為四個控制邊的四

56、邊滑閥，它有供油口、回油口和兩個負載口，共四個通道，故又稱為四通伺服閥。因它有兩個負載通道，故能控制各種液壓執(zhí)行元件?？刂七匵S1和XS2是控制壓力油進入執(zhí)行元件左、右油腔的，XS3和XS4是控制左、右油腔通向油箱的。當(dāng)力矩馬達驅(qū)動滑閥向右移動時，XS1和XS4增大，XS2和XS3減??；向左移動時，情況相反。這樣，就控制了進入執(zhí)行元件左、右腔的液壓力和流量，從而控制了執(zhí)行元件的運動速度和方向。從控制角度，四邊滑閥性能最好，雙邊滑閥居中，單邊滑閥最差。從加工角度，單邊滑閥容易、成本低，雙邊滑閥居中，四邊滑閥加工困難、成本高。通常，四邊滑閥用于精度和穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)；單邊和雙邊滑閥用于一般精度的系統(tǒng)。根據(jù)滑閥在零位（中間位置）時的開口形式，可分為負開口（正遮蓋）、零開口（