液壓傳動

李杞超液壓傳動

李杞超05液壓控制閥5.3壓力控制閥基本原理：壓力控制閥利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作，以滿足執行元件對力或扭矩的要求。工作狀態：油液壓力和彈簧力不同大小關系，使閥處于不同的工作狀態。壓力控制閥：在液壓系統中，穩定、調節和控制液壓系統壓力，或利用壓力信號控制其它動作的液壓控制閥，統稱為壓力控制閥，簡稱壓力閥。5液壓控制閥5.3壓力控制閥基本原理：壓力控制閥利用油液壓力閥的分類壓力閥按功能分為按閥芯結構按工作原理溢流閥減壓閥順序閥壓力繼電器平衡閥卸荷閥直動式先導式滑閥球閥錐閥壓力閥的分類壓力閥按功能分為按閥芯結構按工作原理溢流閥溢流閥的作用溢流閥溢流閥是通過閥口的溢流，維持系統壓力恒定，實現穩定、調節或限制系統最高壓力，并溢出多余油液，防止系統過載。一般并聯于主油路，出口接油箱，采用進口壓力負反饋。溢流閥與減壓閥在系統中都起穩壓作用，但其差別是：

溢流閥穩定進口壓力，而減壓閥是穩定出口壓力。溢流閥的結構

由控制部分和調節部分組成，其中：控制部分：由閥芯、閥體、彈簧等組成。調節部分：由調節手輪、彈簧、錐閥、遙控口等組成。溢流閥按照其結構原理可分為：直動式和先導式兩種溢流閥。溢流閥的分類溢流閥的作用溢流閥溢流閥是通過閥口的溢流，（1）直動式溢流閥結構實物圖片剖面圖可知：直動溢流閥是由閥體、閥芯、彈簧和調節旋鈕組成的。（1）直動式溢流閥結構實物圖片剖面圖可知：

直動型溢流閥因閥口和測壓面結構型式不同，形成了三種基本結構。無論何種結構，均是由調壓彈簧和調壓手柄、溢流閥口、測壓面等三個部分構成。

滑閥式溢流口，端面測壓

錐閥式溢流口，端面測壓

錐閥式溢流口，錐面測壓直動型溢流閥因閥口和測壓面結構型式不同，形成直動型溢流閥與符號的對應關系

溢流閥的符號閥口閥口測壓面測壓孔直動型溢流閥溢流閥的符號閥閥口測壓面測壓孔職能符號方框－表示溢流閥的閥體；實線－表示各油路；箭頭－表示內部通路及方向；虛線－表示控制油路，連在進油路，表示由進油控制；彈簧－表示與液壓力相平衡來控制閥芯；U－表示下部回油箱。職能符號方框－表示溢流閥的閥體；工作原理直動式滑閥閥芯溢流閥原理液壓力與彈簧力相平衡的原理工作，不同壓力和彈簧力的大小，溢流閥對應不同的工作狀態。液壓力低于調壓彈簧力，閥口關閉。液壓力高于調壓彈簧力，閥口開啟。直動溢流閥工作過程力平衡方程——彈簧預壓縮量（m）——閥開口量（m）當時工作原理直動式滑閥閥芯溢流閥原理液壓力與彈簧特點1）液壓油液直接作用在閥芯上，結構簡單，靈敏度高。2）當溢流閥流量變化時，閥口開度即彈簧壓縮量也隨之變化。3）當溢流閥工作時，可認為FS=Fp,即

p=k（x0+x）/A由上式可知：當彈簧壓縮量變化x很小時,可認為溢流閥進口壓力基本保持不變。4）適用于低壓、小流量的系統中。如果壓力大或流量大，則需要剛度k大的彈簧，因此，手動調節困難，且當閥口開度有較小變化，將引起較大壓力波動。５）有彈簧調節手柄，出口必須接油箱。特點1）液壓油液直接作用在閥芯上，結構簡單，靈敏度高。（2）先導式溢流閥結構實物圖片剖面圖可知：先導溢流閥是由主閥和先導閥組合而成的，協調工作。

（1）先導閥及其彈簧是穩定、控制和調節壓力的。（2）主閥是溢流的，而彈簧主要是起開閥后復位作用。（2）先導式溢流閥結構實物圖片剖面圖可知：先導溢流閥工作原理

先導式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡原理工作的。主閥狀態是由油液壓力和先導閥調定壓力大小所決定的，當主閥打開時，壓力滿足下式：

pA=k（x0+x)+p'A'式中，p'為主閥上端壓力，即先導閥調定壓力,p'A'等先導閥的預壓緊力。A'為先導閥作用面積，

A為主閥有效作用面積。

出油先導溢流閥原理圖工作原理先導式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡原理工作的1）三節同芯先導型溢流閥

主要特點：由主閥芯負責控制系統的壓力，先導級負責向主閥提供指令力，作用在主閥芯上的主油路液壓力與先導級所輸出的“指令壓力”相平衡。閥口處同芯活塞處同芯導向處同芯黑三角代表先導型液壓控制工作過程封閉過程開啟過程溢流過程1）三節同芯先導型溢流閥主要特點：由主閥芯出油口P2進油口P1主閥芯主閥口導閥芯先導級固定節流孔調壓手柄調壓彈簧主閥彈簧出油口P2進油口P1主閥芯主閥口導閥芯先導級固調壓手柄調壓彈YF型先導式溢流閥原理圖閥口主級測壓面主級指令導閥比較主閥比較：半橋式先導控制部分YF型先導式溢流閥原理圖閥主級測壓面主級指令導主閥比較：半橋二節同芯先導式溢流閥2）二節同芯先導型溢流閥

閥口處同芯導向處同芯結構特點結構簡單，加工和裝配方便通流面積大主閥芯與閥套通用化，便于批量生產二節同芯先導式溢流閥2）二節同芯先導型溢流閥閥口處同芯導向YF型先導式溢流閥原理圖主級測壓面主級指令導閥比較主閥比較：半橋式先導控制部分節流孔2、4串聯等價于1個孔節流孔3構成動態阻尼，穩定主閥YF型先導式溢流閥原理圖主級測壓面主二節同芯型先導式溢流閥主級測壓面導閥芯閥口固定節流孔工作過程二節同芯型先導式溢流閥主級測壓面導閥芯閥固定節流孔工作過程電磁溢流閥3）電磁溢流閥

是電磁換向閥與先導式溢流閥的組合，用于系統的多級壓力控制或卸荷。電磁閥部分先導式溢流閥部分電磁溢流閥3）電磁溢流閥是電磁換向閥與先電磁溢流閥原理圖電磁閥通電卸壓先導式溢流閥部分PT符號電磁溢流閥原理圖電磁閥通電卸壓先導式溢流閥部分PT符號T遠程調壓原理先導式溢流閥部分P先導式溢流閥部分遠程調壓閥遠程調壓閥25MPa25MPa32MPa32MPa輸出25MPaT遠程調壓原理先導式溢流閥部分P先導式溢遠程調壓閥遠程調壓閥有兩個閥協調工作，其中，先導閥控制和調節溢流壓力，主閥溢流控制口開閉的油液來自進油口，漏油回油采用內泄方式溢流閥并聯于系統回路中，不工作時，閥芯常閉；工作時，閥芯常開彈簧剛度k比較小，閥前的壓力p隨流量變化較小，即壓力穩定性比直動式要好（最大壓力偏差小于0.2MPa）特點溢流閥的代號：

例如，溢流閥YF-L10B,其中，各個符號的含義為：YF－溢流閥L－連接方式（L--螺紋連接，B--板式連接，F--法蘭連接）10－公稱直徑10mm通徑B－工作壓力范圍有兩個閥協調工作，其中，先導閥控制和調節溢流壓力，主閥溢流（3）直動式與先導式溢流閥比較

直動式與先導式溢流閥在結構、特性、適用場合都存有不同之處。結構:閥的個數不同，直動式溢流閥只有主閥，而先導式有主閥和先導閥組成；彈簧剛度：直動式的彈簧剛度大，而先導式的彈簧剛度小。特性:(a)先導式溢流閥的穩壓性比直動式要好，更接近于理想特性曲線；(b)先導式溢流閥特性曲線由兩段組成，而直動式是由一段曲線組成的；(c)先導式溢流閥的開啟比通常比直動式大，靜態調壓偏差比直動式要小。(d)先導式溢流閥是二級閥，其靈敏度低于直動式。適用場合：直動式僅適合于低壓、低流量的場合；先導式不僅可以穩壓和溢流，而且還可用于卸荷和遠程控制。控制方式：直動式為內部控制；而先導式可內控，也可外控。（3）直動式與先導式溢流閥比較直動式與先導式溢流閥在結1）穩壓油路

（4）應用及實例在定量泵節流調速系統中，液壓泵輸出的壓力油只有一部分進入油缸，多余的經溢流閥流回油箱，溢流閥是常開的，這樣使系統壓力保持恒定。先導溢流閥在溢流穩壓狀態時，對于主閥，油液壓力應滿足以下關系式

p=k（x0+x）/A+p1［分析］：由于主閥較軟，k較小，因此，p變化小。1）穩壓油路（4）應用及實例在定量泵節2）安全油路

液壓系統都要裝安全用的溢流閥，以限制系統的最高壓力，超過時，安全溢流閥打開溢流。注意：溢流閥的調整值應比系統的最高工作壓力高10-20%，以免溢流閥打開溢流影響系統正常工作。3）調壓和背壓油路溢流閥作背壓，回油路具有一定壓力，使執行元件運行平穩。

調壓溢流閥在工作時是處于溢流的狀態，此時油路的壓力由溢流閥的調壓彈簧力決定。通過調整先導閥彈簧預壓縮量Δx'或改變彈簧剛度k'，可以調整先導型溢流閥的溢流壓力p。

p=k（x0+x）/A+p1＝k（x0+x）/A＋k'Δx'/A'

式中，A'是先導閥的承壓面積。2）安全油路注意：溢流閥的調整值應比系統的最高工作壓力高4）遠程調壓油路

先導溢流閥１的遠程控制口K

，與先導溢流閥２連接，構成遠程調壓控制油路。先導溢流閥１入口處的壓力，由先導閥２控制。這樣可利用閥２在較大范圍內任意調節閥１前壓力，實現遠程壓力控制。２１要求：（１）閥１必須為大規格先導閥。（２）閥２大小規格均可，直動、先導均可。4）遠程調壓油路先導溢流閥１的遠程控制口K，與先導溢流5）系統卸荷油路將先導型溢流閥１的閥體上的遠程控制口K，通過二位二通閥２接通油箱，實現系統卸荷。

[分析]：當遠程控制口K與油箱連通時，主閥芯左端彈簧腔的壓力接近于０。因此，主閥芯在很小壓力下，便可移動到左端，閥口開度達到最大，使系統油液在很低壓力下通過閥口流回油箱，實現卸荷。5）系統卸荷油路將先導型溢流閥１的閥體上的遠程控制（5）溢流閥性能指標

溢流閥性能包括：靜態特性和動態特性靜態特性－－是指系統在穩定工作狀態時溢流閥的性能動態特性－－是指系統在瞬時工作狀態時溢流閥的性能壓力－流量特性

溢流閥的“壓力－流量”特性又稱為溢流特性，表征進口壓力隨溢流量的變化情況，即溢流閥穩壓性能。理想的“壓力－流量”特性曲線，應是平行于流量坐標軸的水平直線。即不論溢流量多大，壓力始終保持不變。1）溢流閥靜態特性（5）溢流閥性能指標溢流閥性能包括：靜態特性和動態特性壓

當溢流閥穩定工作時，作用在閥芯上的力是平衡的，即摩擦力軸向穩態液動力閥芯重力彈簧作用力一般情況可忽略則上式可簡化為（１）（２）（a）直動溢流閥特性方程

當溢流閥穩定工作時，彈簧預壓縮量為x0，而閥口開度為x，則上式可表示為：（3）當溢流閥穩定工作時，作用在閥芯上的力是平衡的，即

當溢流閥剛開始溢流時，即閥口開度為x＝０，此時的壓力稱為溢流閥的開啟壓力Pc，即（4）

全流壓力－－對應溢流閥額定流量qn的壓力pn

靜態調壓差－全流壓力pn與開啟壓力Pc之差，即（pn-

Pc）

開啟比－開啟壓力與全流壓力之比，即Pc／pn

將式（３）和（４）代入小孔（面積＝W

x）流量與壓力之間關系式，便可得到直動溢流閥特性方程，即（５）式中，W為閥的開口寬度，Cd為流量系數。

隨著溢流量增加，x增加和壓力p也將隨之增加。當溢流閥剛開始溢流時，即閥口開度為x＝０，此時的壓力

對于先導式溢流閥，還應考慮先導閥的調定壓力，因此，先導式溢流閥的壓力可表示為（６）式中，F'為先導閥的調定壓力，是由先導閥彈簧預緊力決定的。同理，將式（６）和（４），代入小孔流量計算公式，便可得到先導式溢流閥的特性方程。（b）先導式溢流閥特性方程（7）對于先導式溢流閥，還應考慮先導閥的調定壓力，因此，先導式ACB.先導式溢流閥的啟閉特性比直動式溢流閥更好

[分析]：先導溢流閥特性曲線由AB和BC兩段組成的。直動式為一段;AB段是由先導閥特性決定的,A點對應壓力為先導閥開啟壓力;BC段是由主閥特性決定的，B點對應壓力為主閥開啟壓力;先導式特性曲線比直動式的要平緩，即先導式溢流閥的開啟比通常比直動式要大，靜態調壓偏差小，精度高。

溢流閥的特性方程所對應曲線即為溢流特性曲線。（c）溢流閥靜態特性曲線直動式和先導式溢流閥特性曲線ACB.先導式溢流閥的啟閉特性[分析]：溢流閥的特性方

啟閉