第五章液壓控制閥背景

2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公1第二節(jié)方向閥一、單向閥【液壓系統(tǒng)中常用的單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種】

普通單向閥是一種只允許液流沿一個(gè)方向通過,而反向截止的方向閥。普通單向閥由閥體、閥芯和彈簧等零件組成。在這里彈簧的力很小，僅起復(fù)位的作用。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公2液控單向閥除進(jìn)出油口P1、P2外，還有一個(gè)控制油口k。當(dāng)控制油口不通壓力油而通回油箱時(shí)，液控單向閥的作用與普通單向閥一樣；當(dāng)控制油口通壓力由k時(shí)，就有一個(gè)向上的液壓力作用在控制活塞的下面推動(dòng)控制活塞克服單向閥閥芯上端的彈簧力頂開單向閥閥芯使閥口開啟，正、反向的液流均可自由通過。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公3第二節(jié)方向閥（續(xù)—換向閥）二、換向閥換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷而改變油流方向的閥。

1、分類、工作原理

按閥體連接的主油路數(shù)可分為二通、三通、四通等。

按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分為二位、三位、四位等。

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)、電液動(dòng)等。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公4二位二通閥

二位二通閥相當(dāng)于液壓開關(guān)，有常開和常閉式兩種。

圖中P為進(jìn)油腔，A接工作油腔。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)到右端位置時(shí)，接通P腔和A腔接通。當(dāng)閥芯處于左端位置時(shí)，使P腔與A腔斷開。由此可見，閥芯有兩個(gè)工作位置：

P腔與A腔斷開時(shí)，油路不通；當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)到右端位置時(shí)，P腔和

A腔接通。如圖所示:2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公5二位四通滑閥式換向閥是靠移動(dòng)閥芯，改變閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)位置來變換油流方向的。如演示圖所示：閥體孔有五條沉割槽，每條沉割槽均有通油孔，P為進(jìn)油口，A、B為工作油口，T為回油口，閥芯是有三個(gè)凸肩的圓體，閥芯與閥體相配合，并可在閥體內(nèi)軸向移動(dòng)

2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公6三位四通閥

閥芯在閥體內(nèi)有三個(gè)位置。

中間位時(shí)，油腔P、A、B、O均不相同。左位時(shí)，P和B相通，A與O相通。右位時(shí)，P和A相通，油腔B通過環(huán)槽和回油腔0相通。三位五通閥

三位五通閥的閥芯在閥體內(nèi)有三個(gè)位置。中位時(shí)，油腔P、A、B、O1、O2全部關(guān)閉。系統(tǒng)保持壓力，油缸封閉。左位時(shí)，P和B相通，A與O1相通。右位時(shí)，P和A相通，B與O2相通。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公7手動(dòng)換向閥

圖示為三位四通手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)圖。當(dāng)手柄1上端向左搬時(shí)，閥芯2右移，P和A接通，B和O接通。當(dāng)手柄右端向右搬時(shí)，閥芯2左移，則P和B接通，A通過環(huán)槽a和閥芯2的中心孔與O連通，實(shí)現(xiàn)了換位。

放松手柄1時(shí),右端的彈簧

3能夠自動(dòng)將閥芯2恢復(fù)到中間位置，使油路斷開，所以稱之為自動(dòng)復(fù)位式。

2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公8機(jī)動(dòng)滑閥

機(jī)動(dòng)滑閥又稱行程滑閥，它是利用機(jī)械的行程擋鐵或凸輪使閥芯移動(dòng)的。二位二通閥相當(dāng)于液壓開關(guān).

圖示為二位二通閥常閉式行程滑閥。其中安裝凸輪1

的目的是為了改善碰撞時(shí)的受力情況，鍵4可防止閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公9液動(dòng)滑閥液動(dòng)滑閥是靠壓力油來改變閥芯位置的換向閥。當(dāng)控制油路的壓力油從左邊油口進(jìn)入滑閥左腔時(shí)，閥芯被推向右使P與B接通，A與O接通。當(dāng)右邊油口不通壓力油時(shí)，閥芯在右端彈簧作用下恢復(fù)到左側(cè)位置。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公10二、換向閥（續(xù)）2、中位機(jī)能閥芯處于中位時(shí)的連通狀態(tài)和性能卸荷：P、T相通---H、K、M保壓：P封閉----O、Y換向精度高：A、B封閉----O、M換向平穩(wěn)：A、B與T相通----H、Y、X啟動(dòng)平穩(wěn)：A、B與T不通----O、C、P2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公112024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公12

1YA2YA121J2J液動(dòng)閥中位停留斷斷斷斷

中位、兩端控制壓力卸荷p通B通/p1通液動(dòng)閥右位斷通斷

節(jié)流右位/p通Bp通A斷通/p1通液動(dòng)閥左位斷通節(jié)流

左位/p通A2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公13第三節(jié)壓力控制閥作用：◆控制液壓系統(tǒng)的壓力大小◆以壓力的變化作為信號(hào)來控制油路的通斷類型：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公14一、溢流閥（一）直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖示為滑閥式直動(dòng)型溢流閥，主要有閥芯、閥體、彈簧、上蓋、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)螺母等零件組成。第三節(jié)壓力控制閥（續(xù)）2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公15第三節(jié)壓力控制閥（續(xù)）一、溢流閥（二）直動(dòng)式溢流閥工作原理1、直動(dòng)式溢流閥2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公16一、溢流閥（續(xù)）2、（一）先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖示為先導(dǎo)型溢流閥的常見形式，它們有先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，先導(dǎo)閥為一錐閥，實(shí)際上是一個(gè)小流量的直動(dòng)型溢流閥；主閥亦為錐閥或滑閥。

2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公17一、溢流閥（續(xù)）2、（二）先導(dǎo)式溢流閥工作原理2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公18一、溢流閥（續(xù)）溢流閥的性能（1）、靜態(tài)特性（在系統(tǒng)壓力沒有突變的穩(wěn)態(tài)情況下所控流體的壓力、流量的變化情況）流量---壓力特性啟閉特性：開啟比pk/ps≥90%

閉合比pk`/ps≥85%2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公19一、溢流閥（續(xù)）壓力穩(wěn)定性（額定流量下壓力波動(dòng)值）卸荷壓力：小于0.2MPa~0.45Pa調(diào)壓范圍（能夠保證性能的壓力使用范圍）許用流量范圍（額定流量的15%~100%）（2）動(dòng)態(tài)特性(超調(diào)量、過渡時(shí)間、壓力穩(wěn)定性一般要求其壓力振擺應(yīng)小于0.2MPa）（3）應(yīng)用(溢流、調(diào)壓、卸荷、背壓）2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公20溢流穩(wěn)壓安全溢流閥的應(yīng)用2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公21背壓卸荷溢流閥的應(yīng)用2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公22二、減壓閥1、工作原理及結(jié)構(gòu)減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(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。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公23結(jié)構(gòu)及工作原理：圖示先導(dǎo)式減壓閥與溢流閥的先導(dǎo)式相似，◆彈簧腔的泄漏油單獨(dú)引回油箱；◆主閥部分與溢流閥不同的是，閥口常開，

◆在安裝位置，主閥芯在彈簧力作用下位于最下端、閥的開口最大，不起減壓作用?！粢较葘?dǎo)閥前腔的是閥的出口壓力油，保證出口壓力定值。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公24如圖，進(jìn)口壓力油P1經(jīng)主閥閥口（減壓縫隙）流至出口，壓力降為P2。與此同時(shí)，出口壓力油P2經(jīng)閥體、端蓋上的通道進(jìn)入主閥芯下腔，然后經(jīng)主閥芯上的阻尼孔到主閥芯上腔和先導(dǎo)閥的前腔。在負(fù)載較小、出口壓力P2低于調(diào)壓彈簧所調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯阻尼孔無液流通過，主閥芯上、下兩腔壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于最下端，閥口全開不起減壓作用。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公25若出口壓力P2隨負(fù)載增大超過調(diào)壓彈簧調(diào)定的壓力時(shí)先導(dǎo)閥閥口開啟，因阻尼孔的阻尼作用，主閥上、下兩腔出現(xiàn)壓力差（P2-P3），主閥芯在壓力差作用下克服上端彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，主閥口減小起減壓作用。當(dāng)出口壓力P2下降到調(diào)定值時(shí)，先導(dǎo)閥芯和主閥芯同時(shí)處于受力平衡，出口壓力穩(wěn)定不變。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量即可調(diào)節(jié)閥的出口壓力P2。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公262、減壓閥的應(yīng)用夾緊缸工作缸◆系統(tǒng)的工作過程？◆減壓閥的狀態(tài)？2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公27三、順序閥.壓力繼電器1、順序閥直動(dòng)式順序閥結(jié)構(gòu)和工作原理以壓力為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或斷開某一支路，多用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作順序

2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公28順序閥的工作原理與溢流閥相似:

閥口常閉，由進(jìn)口壓力控制閥口的開啟。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；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，閥的開口一定，滿足壓

力流量方程。因閥的出口壓力不等于零，因此彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱，即外泄。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公29三、順序閥.壓力繼電器先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理：外控口2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公30順序閥分為：內(nèi)控外泄、內(nèi)控內(nèi)泄、外控內(nèi)泄、外控外泄四種類型。

內(nèi)控外泄用作實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作：工作原理如圖所示：外控外泄相當(dāng)于一個(gè)液控二位二通閥，除用作液動(dòng)開關(guān)閥外，類似的結(jié)構(gòu)還用在變重力負(fù)載系統(tǒng)，稱之為限速鎖。工作原理如圖所示：2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公31三、順序閥.壓力繼電器（續(xù)）2、壓力繼電器：將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公32第四節(jié)、流量控制閥分類：節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥等。作用:是對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制?！玖髁靠刂崎y是通過改變節(jié)流口面積大?。ǜ淖兙植孔枇Φ拇笮。?，實(shí)現(xiàn)通過閥的流量調(diào)節(jié)】。本節(jié)介紹流量控制閥的結(jié)構(gòu)、工作原理及其特性2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公33第四節(jié)、流量控制閥一、節(jié)流口的節(jié)流特性[共性問題]研究通過節(jié)流口的流量與所受各影響因素的關(guān)系。理論依據(jù)孔口流量公式

qT=KAT(△pT)mK為節(jié)流系數(shù)[薄壁小孔：K=Cd(2/ρ)0.5,細(xì)長孔K=d2/(32μL)]

細(xì)長孔m=1薄壁小孔m=0.5短孔2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公34第四節(jié)、流量控制閥—節(jié)流口的節(jié)流特性1、節(jié)流剛度（反映了在負(fù)載變化時(shí)保持流量穩(wěn)定的能力）結(jié)論：

壓差相同，A小時(shí)，T大。

A一定時(shí)，壓差小，T小。

減小m值，可提高剛度

油液溫度越高，粘度就越小，當(dāng)孔口為細(xì)長孔時(shí)，使K增大導(dǎo)致剛度減?。欢?dāng)孔口薄壁小孔時(shí)，則不受影響。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公35第四節(jié)、流量控制閥—節(jié)流口的節(jié)流特性2、節(jié)流口堵塞及最小穩(wěn)定流量堵塞的主要原因：①機(jī)械雜質(zhì)、氧化析出物；②帶電極化分子；③孔口電位差減輕堵塞現(xiàn)象的措施：

①選擇水力半徑大的孔口；

②精密過濾、選抗氧化性好的油液；③適當(dāng)?shù)墓?jié)流壓差、采用電位差較小的金屬材料。

薄壁小孔qmin＝20－30cm3/min2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公36第四節(jié)、流量控制閥二、節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥1、節(jié)流閥是一個(gè)最簡單又是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,即借助于改變閥口的過流面積改變流量。

其工作原理是通過旋轉(zhuǎn)閥芯,軸向移動(dòng)改變閥口的過流面積。

工作過程2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公37第四節(jié)、流量控制閥2、調(diào)速閥調(diào)速閥由定差式減壓閥串聯(lián)一個(gè)節(jié)流閥組成。（1）、工作原理調(diào)速閥工作時(shí)，壓力油p1保持定值進(jìn)入減壓閥，首先

通過其中的減壓閥，使壓力降為p2，然后通過節(jié)流閥使壓力變?yōu)閜3與外載荷相適應(yīng)。工作過程減壓口節(jié)流口2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公38當(dāng)FL↑→p3隨之↑

→（p2-p3）突然↓，因p3同時(shí)作用于減壓閥閥芯的頂端，破壞減壓閥閥芯原有的受力平衡，使閥芯下移閥口↑，減壓閥的減壓作用削弱→

p2↑，→

p2-p3基本保持不變。由于減壓閥可以保持節(jié)流閥兩端壓差為常數(shù)，因而流過節(jié)流閥的流量也就穩(wěn)定不變了，從而達(dá)到調(diào)速目的。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公39第四節(jié)、流量控制閥（2）、調(diào)速閥特性分析節(jié)流閥調(diào)速閥0.3MPa左右1MPa左右2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公402024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公41調(diào)速閥溢流節(jié)流閥效率低效率高流量穩(wěn)定性好流量穩(wěn)定性差應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用范圍較小三、調(diào)速閥與溢流節(jié)流閥的比較（3）、溢流節(jié)流閥結(jié)構(gòu)、工作原理及特性2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公42第五節(jié)邏輯閥簡介邏輯閥是以邏輯閥單元為主閥，配以適當(dāng)?shù)纳w板和不同的先導(dǎo)控制閥組合而成的具有一定控制功能（可以是壓力控制，也可以是流量控制、方向控制或復(fù)合控制）的組件。2024/11/5液壓與氣壓傳動(dòng)——主講：朱建公43邏輯閥單元為插裝式結(jié)構(gòu)，它插