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64-1,第五章 液压控制阀,第一节 方向控制阀 第二节 压力控制阀 第三节 流量控制阀 第四节 其他类型的液压控制阀,71-2,方向控制阀的工作原理较简单。从本质上讲，它是利用阀心和阀体间相对位置的改变来实现阀内部某些油路的接通和断开，以满足液压系统中各换向功能的要求。 方向控制阀可分为单向阀和换向阀两类。 一、单向阀 二、换向阀 三、其他类型的换向阀,第一节 方向控制阀,71-3,1.普通单向阀,液压系统中常用的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。,71-4,2.液控单向阀,液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的情况，也用于防止立式液压缸在自重作用下下滑等。,71-5,内泄式液控单向阀,71-6,双向液压锁,a)结构图 b)原理图1阀体 2控制活塞 3卸荷阀心 4锥阀(主阀心),71-7,二、换向阀,换向阀是利用阀心相对于阀体的相对运动，达到特定的工作位置，使不同的油路接通、关闭，从而变换液压油流动的方向，改变执行元件的运动方向。,换向阀类型,71-8,1.转阀式换向阀(转阀),a)工作原理图 b)应用1阀心 2阀体,71-9,2.滑阀式换向阀(滑阀),滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛，所以本章主要以滑阀式换向阀为主介绍换向阀的各项工作性能。,71-10,换向阀图形符号,1）用方框表示换向阀的工作位置； 2）一个方框的上边和下边与外部连接的接口数即为通路数； 3）方框内的箭头表示此位置上油路的通断状态，但箭头的方向并不一定代表油液实际流动的方向； 4）一般用P表示进油口，T或O表示回油口，A、B、C等表示与执行元件连接的油口，用K表示控制油口； 5）方框内的“”“”表示此通路被阀心封闭，即该路不通。,71-11,换向阀主体部分的结构型式,71-12,换向阀操纵形式,71-13,换向阀结构,以三位四通换向阀为例说明其结构,a)结构原理图 b)图形符号1阀体 2阀心 3定位套 4对中弹簧 5挡圈 6推杆 7环 8线圈 9衔铁 10导套 11插头组件,71-14,二位三通电磁换向阀,71-15,三位四通电液换向阀,71-16,三位四通手动换向阀,71-17,三位四通换向阀中位机能,71-18,换向阀中位机能-特点,系统保压：当进油口断开，泵卸荷，系统保压，用于多个换向阀并联工作；系统卸荷：当进油口通畅地与回油口接通时，系统卸荷；换向平稳性和精度：当液压缸的两个工作油口都与油箱相通，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小；起动平稳性：中位时，若某个油口同油箱，故该腔内因无油液起缓冲作用，起动不平稳；液压缸浮动：当两个工作油口相通，卧式液压缸处于浮动状态，科推动；任意位置停止：两个工作油口断开或都与进油口相通（非差动连接）液压缸可在任意位置停下；,71-19,1.电磁球阀,特点：今年来发展起来的一种电磁换向阀，以电磁铁推动钢球实现油路的通断；密封好，换向频率高，反应速度快达250次/分；可以应用在高压系统中，抗污染能力强，不易产生液压卡紧而且换向可靠；注意：球阀两侧的平衡,71-20,2.手动阀,手动阀是汽车自动变速器液压控制系统中使用的一种换向阀，其相当于油路的总开关，由驾驶室内的换挡手柄控制。,1主油路 2倒挡油路 3、7泄油孔 4阀心 5前进挡油路 6前进低挡油路,71-21,3.换挡阀,在自动变速器的换挡操纵手柄位于前进挡位或闭锁挡位(S、L或2、1)时，可根据车辆行驶的不同工况自动地调节挡位。它是通过主油路的压力油作用于换挡阀，在换挡阀的控制下进入不同的挡位油路来得到不同的挡位 。,71-22,换挡阀工作原理,a)电磁阀断开 b)电磁阀接通1换挡电磁阀 2换挡阀 3主油路压力油 4至换挡执行机构,69-23,第二节 压力控制阀,在液压系统中，用来控制液压油压力和利用液压油压力来控制其他液压元件动作的阀统称为压力控制阀。此类阀的工作是利用液压力和弹簧力相平衡的原理。 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 一、溢流阀 二、减压阀 三、顺序阀 四、压力继电器,69-24,一、溢流阀,溢流阀是通过对油液的溢流，使液压系统的压力维持恒定，从而实现系统的稳压、调压和限压。根据结构不同，溢流阀可分为直动式和先导式两类。,69-25,先导式溢流阀（二级同心）,69-26,先导式溢流阀（三级同心）,69-27,溢流阀的静态特性,当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的力是平衡的。以右图为例：,在一般情况下，可略去重力和摩擦力，则,又有,69-28,溢流阀的静态特性,69-29,溢流阀的静态特性,进一步我们设弹簧的压缩量为 弹簧的刚度为 那么上式变为：,其他重要指标：开启压力：阀口将开未开时的进口压力全流压力或调定压力：当溢流阀通过额定流量时的进口压力调压偏差：全流压力和开启压力之差,69-30,溢流阀的静态特性,调压偏差：全流压力和开启压力之差,69-31,溢流阀的压力流量特性,当溢流阀开启后，随着阀口开度的增大，其压力、流量也随之变化，压力和流量之间的变化关系称为压力流量特性。,69-32,二、减压阀,减压阀是利用液体流过缝隙产生压降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求的不同，减压阀可分为定值减压阀、定比减压阀和定差减压阀三种。 其中，定差减压阀应用较广，简称减压阀。,69-33,减压阀,69-34,性能参数,若忽略稳态液动力则：,69-35,三、顺序阀,顺序阀是利用油液压力作为控制信号来控制油路通断，保证液压系统中多个执行元件的动作有一定的先后顺序。,69-36,四、压力继电器,压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作。,69-37,四、压力继电器,主要性能：1、调压范围：能发出电信号的最低工作压力和最高工作压力的范围2、灵敏度：继电器接通电信号的压力（开启压力）与切断电信号的压力（闭合压力）之差为压力继电器的灵敏度3、通断调节区间:为避免压力波动时继电器时通时断,要求开启压力和闭合压力间存在一个可调节的一定的差值.4、重复精度：在一定的设定压力下多次升压或降压的过程中，开启压力和闭合压力本身的差值。应用很广，主要有超载停车或故障自动停车或自动换接等。,64-38,第三节 流量控制阀,流量控制阀(简称流量阀)是在一定的压差下通过改变节流口通流面积的大小，改变通过阀口流量的阀。 在液压系统中，控制流量的目的是对执行元件的运动速度进行控制，因此液压系统流量控制回路又常称为速度控制回路或调速回路。 常见的流量控制阀有节流阀、调速阀等。 一、节流阀 节流阀主要起节流调速、负载阻尼和压力缓冲作用。 二、调速阀,64-39,流量控制原理,64-40,节流口的节流特性,节流口的节流特性是指液体流经节流口时，通过节流口的流量受到的影响因素与流量之间的关系，以及分析提高流量的稳定性的措施。节流口的流量取决于节流口的结构形式。节流口对流量稳定性的控制质量影响极大。 节流方程,64-41,影响节流口流量稳定的因素,节流口前后的压差 为进一步分析压差对流量的影响可引入节流刚度。节流刚度是节流口前、后压力差的变化量与通过阀流量变化量之比，即,64-42,节流口的节流特性曲线,结论：T越大，越小，节流阀性能越好。即节流口通流面积越小，节流口两端的压差越大，越有利于提高节流阀刚度；但太大，造成压力损失也越大，而且可能造成阀口太小而堵塞，一般压差为0.150.4MPa。,64-43,液压油温度 油的粘度随液压油的温度发生变化，节流阀的流量受到影响。 油液粘度对细长孔式节流口的流量影响较大，对薄壁孔式节流口的流量几乎没有影响。因此，性能好的节流阀一般采用薄壁孔类的节流口。,64-44,节流口的形状 流量阀在工作时，节流口的通流断面通常是很小的，当系统速度较低时更是这样。因此节流口很容易被油液中所含的机械杂质、胶质沉淀物和氧化物等杂质堵塞，另外油液中的极化分子和金属表面吸附作用会破坏节流口的形状、大小。 在节流口被堵塞的瞬间，油液断流，压力很快升高，直到把堵塞的小孔冲开，流量又突然加大。该过程不断重复，造成了时多时少的流量脉动，严重时完全断流，使节流阀丧失工作能力。上述现象称为节流阀的堵塞现象。,64-45,4.节流口的形式,64-46,5.节流阀的典型结构,（1）普通节流阀,a)结构图 b)职能符号1阀体 2阀心 3调节手轮,64-47,（2）单向节流阀,a)结构图 b)职能符号1弹簧 2阀心 3阀体 4顶杆 5螺母,64-48,6.最小稳定流量及其物理意义,节流阀的最小稳定流量是指在不发生节流口堵塞现象的条件下又能正常工作的最小流量。如果稳定流量的值越小，就说明节流阀节流口的通流性越好，允许系统的执行元件工作的最低速度就越小。 实际回路中，节流阀的最小稳定流量必须比系统执行元件工作的最低速度所决定的流量值（一般流量控制阀最小稳定流量为0.05L/min）小，这样执行元件在低速工作时，才能保证速度的稳定性。这就是节流阀最小稳定流量的物理意义，这也是选用节流阀的一个主要原则。,64-49,二、调速阀,节流阀的刚性较差，当节流调速回路的负载变化时，节流阀压差随之变化，流量也发生变化，即流量受负载变化影响，从而不能使执行元件速度保持稳定。 必须采取压力补偿的办法使节流阀前后的压差保持在一个稳定的值上，使流量不变。这种带压力补偿的流量阀称为调速阀。 有两种具体结构：其一是将减压阀串联在节流阀之前，称为调速阀；其二是将定压溢流阀与节流阀并联，称为溢流节流阀。,64-50,调速阀的工作原理,a)工作原理图 b)职能符号 c)简化职能符号,64-51,减压阀心的受力分析,64-52,调速阀的静态特性分析,调速阀能保持流量稳定，主要是由于在节流阀之前串联了减压阀，而减压阀具有压力补偿作用，这样就使节流阀口前后的压差保持近似不变，而使流量保持近似恒定。,正常工作时，如果,太小，那么阀芯处在最下端，阀口全开，起不到压力补偿作用，一般压差为0.3-0.5MPA，高压调速阀需1.0MPA.只有在调速阀的压力差大于一定的数值后流量才稳定。,64-53,3.溢流节流阀,溢流节流阀是节流阀与定压溢流阀并联组成的，它也能补偿阀两端的压差变化，使通过溢流节流阀的流量基本不受负载变化的影响。,a)原理图 b)职能符号 c)简化职能符号1溢流阀心 2节流阀心 3-溢流阀,64-54,4.调速阀与溢流节流阀的比较,1）调速阀应用范围较广。调速阀可安装在执行元件的进、回油路和旁油路上，而溢流节流阀只能安装在节流调速回路的进油路上组成进油路节流调速回路。 2）采用溢流节流阀的系统效率较高。 3）调速阀较溢流节流阀流量稳定性好。,64-55,第四节 其他类型的液压控制阀,一、插装阀二、叠加阀三、电液伺服阀四、电液比例控制阀,64-56,一、插装阀,插装阀又称为二通插装阀、逻辑阀、锥阀，是一种以二通型单向元件为主体、采用不同的盖板组成的插装阀系统。,1插装件 2控制盖板 3先导控制阀 4集成块 5弹簧 6密封圈,64-57,1.插装方向控制阀,（1）插装单向阀,64-58,（2）液控单向阀,64-59,（3）二位二通换向阀,64-60,(4)二位三通插装换向阀,64-61,(5) 二位四通插装换向阀,64-62,2.插装压力控制阀,64-63,3.插装流量控制阀,64-64,集成阀,64-65,二、叠加阀,l推杆 2、5弹簧 3锥阀心 4锥阀座 6主阀心,64-66,三、电液伺服阀,伺服阀是为闭环控制使用设计的。电液伺服阀是一种将电信号变为液压能以实现流量或压力控制的转换装置，电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。输入的小功率电信号与输出的大功率液压能（压力和流量）保持对应关系，从而实现对执行元件的位移、速度、加速度及力的控制。应用领域广。 根据输出液压量的不同，电液伺服阀可以分为流量伺服阀和压力伺服阀两大类。,64-67,1.电液伺服阀工作原理,64-68,2.电液伺服阀的应用,由于电液伺服阀的控制精度高、响应速度快，所以应用范围很广，常被用来实现电液位置、速度、加速度和力的控制。电液伺服阀的正确使用将会直接影响到系统的性能、工作可靠性及使用寿命。,64-69,四、电液比例控制阀,电液比例控制阀用于开环控制（闭环控制时需用内反馈元件），可根据输入的电信号成正比连续地对液压系统的参量（压力、流量及方向）实现远距离计算机控制，并可以防止液压冲击。 电液比例控制阀是一种性能介于普通液压控制阀和电液伺服阀之间的新阀种，在制造成本和抗污染等方面优于电液伺服阀。,64-70,1.电液比例压力阀,64-71,2.电液比例流量阀,64-72,3.电液比例方向阀,64-73,直接控制式电液比例方向节流阀,1位移传感器 2、5比例电磁铁 3阀体 4阀心 6比较放大器 7、8对中弹簧,
