第三節(jié)液壓控制元件1·液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作。屬控制元件。液壓閥基本結(jié)構(gòu)：包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置可以是手調(diào)機(jī)構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，還可以是液壓力。液壓閥基本工作原理：利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。液壓閥的基本知識(shí)根據(jù)用途不同分類壓力控制閥

用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。流量控制閥

用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等。方向控制閥

用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。2·液壓閥的分類根據(jù)控制方式不同分類定值或開(kāi)關(guān)控制閥

被控制量為定值的閥類，包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。比例控制閥

被控制量與輸入信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。伺服控制閥

被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。數(shù)字控制閥

用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來(lái)控制液流的壓力、流量、方向的閥類，可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。根據(jù)安裝連接形式不同分類管式連接閥體進(jìn)出口由螺紋或法蘭與油管連接。安裝方便。疊加式是板式連接閥的一種發(fā)展形式。

板式連接閥體進(jìn)出口通過(guò)連接板與油管連接。便于集成。插裝式將閥芯、閥套組成的組件插入專門(mén)設(shè)計(jì)的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同功能。結(jié)構(gòu)緊湊。動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失要小；閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能要好。所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性要好。3·液壓閥的基本要求方向控制閥用于液壓系統(tǒng)中控制液流的方向。它包括單向閥和換向閥。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。換向閥按操作閥芯運(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。2.3.2方向控制閥directioncontrolvalves1·單向閥

普通單向閥是只允許液流一個(gè)方向流動(dòng)，反向則被截止的方向閥。故又稱為逆止閥或止回閥。要求正向液流通過(guò)時(shí)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好。按進(jìn)油流動(dòng)方向有直通式和直角式兩種。圖形符號(hào)（1）普通單向閥潘存云教授研制潘存云教授研制ABAB直通式直角式普通單向閥的應(yīng)用

常被安裝在泵的出口，一方面防止壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時(shí)系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個(gè)方向流經(jīng)單向閥，另一個(gè)方向流經(jīng)節(jié)流閥等。潘存云教授研制液控單向閥的組成液控單向閥是一種通入控制壓力油后即允許油液雙向流動(dòng)的單向閥。它由單向閥和液控裝置組成。

液控單向閥的工作原理當(dāng)控制口X未通壓力油時(shí)，作用與普通單向閥相同。正向流通，反向截止。

當(dāng)控制口X通入控制壓力油后，控制活塞把單向閥的錐形閥心頂離閥座。油液正反向均可以流動(dòng)。XABXABXABXABX

AB（2）液控單向閥

液控單向閥的應(yīng)用用于保壓回路

用于鎖緊回路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。換向閥的分類按結(jié)構(gòu)形式可分：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式。按閥體連通的主油路數(shù)可分：兩通、三通、四通…等。按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分：兩位、三位、四位等。按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。按閥芯定位方式分：鋼球定位式、彈簧復(fù)位式。應(yīng)用最廣的是滑閥式換向閥，下面以它為例講解換向閥工作原理。2·換向閥（1）滑閥式換向閥的工作原理位閥芯相對(duì)于閥體不同的工作位置數(shù)幾個(gè)重要概念通換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的油口數(shù)箭頭閥體油口處于連通狀態(tài)“”“”表示閥內(nèi)該通油口堵塞不通（2）換向閥的圖形符號(hào)及含義位通及圖形符號(hào)

滑閥的

中位機(jī)能

三位的滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱之為滑閥的中位機(jī)能。不同滑閥機(jī)能的滑閥，閥體是通用的，僅閥芯臺(tái)肩的尺寸和形狀不同。滑閥機(jī)能的應(yīng)用：使泵卸載的有H、K、M型；使執(zhí)行元件停止的有O、M型；使執(zhí)行元件浮動(dòng)的有H、Y型；使液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)的有P型。手動(dòng)換向閥

閥芯運(yùn)動(dòng)是借助于機(jī)械外力實(shí)現(xiàn)的。特點(diǎn)是工作可靠。（3）換向閥的操作控制方式電磁換向閥

閥芯運(yùn)動(dòng)是借助于電磁力和彈簧力的共同作用。電磁鐵不得電，閥芯在右端彈簧的作用下，處于左極端位置（右位），油口p與A相通，B不通；電磁鐵得電產(chǎn)生一個(gè)電磁吸力，通過(guò)推桿推動(dòng)閥芯右移，則閥左位工作，油口p與B通，A不通。

如果將兩個(gè)電磁鐵與彈簧對(duì)中機(jī)構(gòu)組合，又可組成三位的電磁換向閥，電磁鐵得電分別為左位和右位，不得電為中位。潘存云教授研制BPAT潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制BPAT潘存云教授研制BPAT組成：閥體、彈簧、彈簧座、閥心、線圈、銜鐵、殼體、插頭組件動(dòng)作原理▲右端電磁鐵通電吸合時(shí)，銜鐵通過(guò)推桿將閥芯推到左端；▲左端電磁鐵通電吸合時(shí)，銜鐵通過(guò)推桿將閥芯推到右端；PTAB

所示為三位四通液動(dòng)換向閥，當(dāng)K1通壓力油，K2回油時(shí)，P與A接通，B與T接通；當(dāng)K2通壓力油，K1回油時(shí)，P與B接通，A與T接通；當(dāng)K1、K2都未通壓力油時(shí)，P、T、A、B四個(gè)油口全堵死。

液動(dòng)換向閥電液換向閥是由電磁換向閥與液動(dòng)換向閥組合而成，液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥；電磁換向閥改變液動(dòng)閥控制油路的方向，稱為先導(dǎo)閥。電液換向閥動(dòng)作原理▲常態(tài)時(shí)先導(dǎo)閥和液動(dòng)閥處在中位，控制油路和主油路皆不進(jìn)油；潘存云教授研制TAPBT潘存云教授研制TAPBT潘存云教授研制TＢPAT▲左端電磁鐵通電時(shí)，先導(dǎo)閥處在左位，控制油流入主閥心左腔，操縱主閥心換向，主閥切換到左位工作；油路：Ｐ

Ａ，Ｂ

Ｔ▲左端電磁鐵斷電，右端電磁鐵通電時(shí)，實(shí)現(xiàn)主油路油口交換。油路為：Ｐ

Ｂ，Ａ

Ｔ壓力控制閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或通過(guò)壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制的閥類。

壓力控制閥按功能分：包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。按工作原理分：直動(dòng)式、先導(dǎo)式按結(jié)構(gòu)形式分直動(dòng)型溢流閥先導(dǎo)型溢流閥溢流閥功用：控制系統(tǒng)油液壓力的高低，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。1·溢流閥Reliefvalve直動(dòng)式溢流閥Springloadedtypereliefvalve結(jié)構(gòu)原理直動(dòng)型溢流閥由閥芯、閥體、彈簧、上蓋、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)螺母等零件組成。閥體上進(jìn)油口旁接在泵的出口，出口接油箱。原始狀態(tài)，閥芯在彈簧力的作用下處于最下端位置，進(jìn)出油口隔斷。進(jìn)口油液經(jīng)閥芯徑向孔、軸向孔作用在閥芯底端面，當(dāng)液壓力等于或大于彈簧力時(shí)，閥芯上移，閥口開(kāi)啟，進(jìn)口壓力油經(jīng)閥口溢回油箱。潘存云教授研制TPTP直動(dòng)式溢流閥工作原理▲進(jìn)油口P壓力較低于時(shí)，錐閥心被彈簧壓住而關(guān)閉；▲進(jìn)油口P壓力高于彈簧壓力時(shí)，錐閥心被推開(kāi)，油液將被排入油箱；▲擰動(dòng)調(diào)整螺釘可以改變彈簧的變形量，從而改變溢流壓力。潘存云教授研制TP潘存云教授研制TP直動(dòng)型溢流閥工作原理要點(diǎn)

1.對(duì)應(yīng)調(diào)壓彈簧一定的預(yù)壓縮量xo，閥的進(jìn)口壓力p基本為一定值。

2.由于閥開(kāi)口大小x和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力Fs的影響，閥的進(jìn)口壓力隨流經(jīng)閥口流量的增大而增大。當(dāng)流量為額定流量時(shí)的閥的進(jìn)口壓力最大，稱為閥的調(diào)定壓力。

3.對(duì)于高壓大流量的壓力閥，要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這樣不僅使閥的調(diào)節(jié)性能變差，結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。先導(dǎo)型溢流閥

Pilotoperatedreliefvalve

結(jié)構(gòu)組成它由先導(dǎo)閥和主閥組成。先導(dǎo)閥實(shí)際上是一個(gè)小流量直動(dòng)型溢流閥，其閥芯為錐閥。主閥芯上有一阻尼孔，且上腔作用面積略大于下腔作用面積，其彈簧只在閥口關(guān)閉時(shí)起復(fù)位作用。圖形符號(hào)先導(dǎo)型溢流閥組成：先導(dǎo)閥+主閥。先導(dǎo)閥就是一個(gè)小規(guī)格的直動(dòng)型溢流閥，主閥的閥心是一個(gè)具有錐形端部，上面開(kāi)有阻尼小孔的圓柱筒。工作原理▲油液從阻尼孔進(jìn)入主閥的彈簧腔，并作用在先導(dǎo)閥錐閥心上；▲進(jìn)油口P壓力高于彈簧壓力時(shí)，先導(dǎo)閥心先被推開(kāi)，油液直接排入油箱；▲當(dāng)壓力不高時(shí)，主閥兩端油壓力相同，此時(shí)主閥關(guān)閉，先導(dǎo)閥也處于關(guān)閉狀態(tài)；▲由于油液流經(jīng)主閥小孔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓力損失而在主閥兩端產(chǎn)生壓力差，主閥心在壓差的作用下被打開(kāi)，油液直接排入油箱。潘存云教授研制先導(dǎo)型溢流閥工作原理要點(diǎn)1.先導(dǎo)閥和主閥閥芯分別處于受力平衡，其閥口都滿足壓力流量方程。閥的進(jìn)口壓力由兩次比較得到，壓力值主要由先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量確定，主閥彈簧起復(fù)位作用。2.通過(guò)先導(dǎo)閥的流量很小，是主閥額定流量的1％，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大。這樣一來(lái)閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。3.主閥芯開(kāi)啟是利用液流流經(jīng)阻力孔形成的壓力差。阻力孔一般為細(xì)長(zhǎng)孔，孔徑很小φ=0.8~1.2mm，孔長(zhǎng)l=8~12mm，因此工作時(shí)易堵塞，一旦堵塞則導(dǎo)致主閥口常開(kāi)無(wú)法調(diào)壓。4.先導(dǎo)閥前腔有一控制口，用于卸荷和遙控。溢流閥的功用溢流閥旁接在泵的出口，用來(lái)保證系統(tǒng)壓力恒定，稱為定壓閥。溢流閥旁接在泵的出口，用來(lái)限制系統(tǒng)壓力的最大值，對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用，稱為安全閥。電磁溢流閥還可以在執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作時(shí)使泵卸載。減壓閥是利用液流流過(guò)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。按調(diào)節(jié)要求不同，有定值減壓閥，定差減壓閥，定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，一般簡(jiǎn)稱為減壓閥。2·減壓閥Reducingvalve先導(dǎo)式減壓閥減壓閥由壓力先導(dǎo)閥和主閥組成。出口壓力油引至主閥芯上腔和先導(dǎo)閥前腔，當(dāng)出口壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥開(kāi)啟，主閥芯上移，減壓縫隙關(guān)小，減壓閥才起減壓作用且保證出口壓力為定值。圖形符號(hào)潘存云教授研制BAYx潘存云教授研制BAY潘存云教授研制BAY先導(dǎo)型減壓閥的工作原理▲壓力油p1

A口流入

減壓口

降低為p2

B口流出。▲壓力油

徑向孔

軸向小孔

主閥心的兩端

先導(dǎo)閥錐；▲當(dāng)p2<額定值p0時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥左、右腔壓力相等，主閥心被彈簧壓在最左端，開(kāi)口x最大，壓降最小，閥處于非工作狀態(tài)。當(dāng)出口壓力升高到能打開(kāi)先導(dǎo)閥錐時(shí)，先導(dǎo)閥彈簧腔的泄油便流入油箱，由于軸向孔為阻尼小孔。油液流動(dòng)時(shí)會(huì)使主閥心兩端產(chǎn)生壓力差，由此推動(dòng)主閥心右移，減壓口開(kāi)度x減小，壓降增加，出口壓力降低，直到等于先導(dǎo)閥調(diào)定的數(shù)字為止。減壓閥的特點(diǎn)與功用與先導(dǎo)型溢流閥比較：減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力為定值。減壓閥閥口常開(kāi)；溢流閥閥口常閉。減壓閥有單獨(dú)的泄油口；溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。減壓閥與溢流閥一樣有遙控口。減壓閥用在液壓系統(tǒng)中獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路上，如夾緊回路、潤(rùn)滑回路和控制回路。必須說(shuō)明，減壓閥出口壓力還與出口負(fù)載有關(guān)，若負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，出口壓力由負(fù)載決定，此時(shí)減壓閥不起減壓作用。功用：利用系統(tǒng)油液壓力的變化來(lái)控制油路的通斷。從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓元件按一定的順序動(dòng)作。按結(jié)構(gòu)分有：直動(dòng)型順序閥、先導(dǎo)型順序閥按控制油來(lái)源分有：內(nèi)控式、外控式順序閥3·順序閥sequencevalve直動(dòng)型順序閥的工作原理▲壓力油從A口進(jìn)入控制活塞的下方，使閥心受到向上的推力；▲進(jìn)油壓力增高到大于彈簧壓力時(shí)，閥心被頂起，A、B口連通，油液流經(jīng)順序閥；▲擰動(dòng)調(diào)整螺釘可以改變彈簧的變形量，從而改變順序閥的工作壓力。XYAB▲

當(dāng)進(jìn)口油壓力較低于時(shí)，閥心被彈簧壓住，A、B口不通；XYABXYAB常用四種典型控制結(jié)構(gòu)型式內(nèi)控外泄式——控制油來(lái)自內(nèi)部進(jìn)油口A，泄油從Y口排入油箱。外控外泄式——控制油來(lái)自外部油口X，泄油從Y口排入油箱。外控內(nèi)泄式——控制油來(lái)自外部油口X，泄油排入出口B。內(nèi)控內(nèi)泄式——控制油來(lái)自內(nèi)部進(jìn)油口A，泄油排入出口B。X潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YAB內(nèi)控內(nèi)泄順序閥的圖形符號(hào)和工作原理與溢流閥相同。多串聯(lián)在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定壓力，保證執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。如圖示閥作背壓閥。外控內(nèi)泄順序閥等同于二位二通閥，可作卸載閥，如雙泵供油回路中閥是泵1的卸載閥。外控外泄順序閥可作液動(dòng)開(kāi)關(guān)和限速鎖。如遠(yuǎn)控平衡閥可限制重物下降的速度。順序閥的功用

壓力繼電器是一種液電轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)控制油壓達(dá)到調(diào)定值時(shí)，便接通電器開(kāi)關(guān)并產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。常用于實(shí)現(xiàn)泵的加載或卸載、執(zhí)行元件順序動(dòng)作、系統(tǒng)安全保護(hù)、元件動(dòng)作聯(lián)鎖等功能。4·壓力繼電器潘存云教授研制P潘存云教授研制P潘存云教授研制P組成：壓力——位移轉(zhuǎn)換裝置+微動(dòng)開(kāi)關(guān)工作原理：▲壓力油從P口進(jìn)入，作用