1、第一节第一节 概述概述第二节第二节 方向控制阀及方向控制回路方向控制阀及方向控制回路第三节第三节 压力控制阀及压力控制回路压力控制阀及压力控制回路第四节第四节 流量控制阀及调速回路流量控制阀及调速回路 第五节第五节 其他控制回路其他控制回路第六节第六节 多缸控制回路多缸控制回路第七节第七节 新型液压元件简介新型液压元件简介第第6 6章章 液压控制阀及液压回路液压控制阀及液压回路 第一节第一节 概述概述 一、一、液压阀的分类液压阀的分类 液压控制阀（简称液压阀）是用来控制系统中流体的流动方液压控制阀（简称液压阀）是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的，因此可分为方向控制阀、压力控制阀
2、向或调节其压力和流量的，因此可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。和流量控制阀三大类。就其结构来说，所有的阀又都有阀体、阀芯（杆）和操纵机就其结构来说，所有的阀又都有阀体、阀芯（杆）和操纵机构三个组成部分。构三个组成部分。从原理上看，都是通过改变通流面积（面积大小或通道长短）从原理上看，都是通过改变通流面积（面积大小或通道长短）或通流方向来工作的。或通流方向来工作的。控制阀在系统中不做功，只起控制作用，因此对阀有一些共同的要求：（1）动作要灵敏，工作要可靠，冲击和振动要尽量小；（2）油液经过阀时压力损失要小；（3）密封性要好；（4）结构要紧凑，通用性大。一台设备的液压系统，不论它的复
3、杂程度如何，总是由一些基本回路组成；而液压基本回路是由有关液压元件按需要完成的特定功能组合而成的典型回路。基本回路包括控制执行元件运动速度的速度控制回路，控制液压系统全部或局部压力的压力控制回路，用来控制几个液压缸（或液压马达）的多缸（或液压马达）控制回路以及用来改变执行元件运动方向的方向控制回路。因此熟悉各种液压元件的工作原理、结构、性能和使用方法，是分析液压基本回路的基础；而熟悉和掌握基本回路的工作原理、组成和性能，有助于更好地分析、设计和使用各种液压系统。二、液压回路的分类二、液压回路的分类第二节第二节 方向控制阀及方向控制回路方向控制阀及方向控制回路 方向控制阀主方向控制阀主要用来接通
4、、关断要用来接通、关断或改变油液流动的或改变油液流动的方向，从而控制执方向，从而控制执行元件的起动、停行元件的起动、停止或改变其运动方止或改变其运动方向。向。它主要包括它主要包括单单向阀和换向阀向阀和换向阀两大两大类。类。1.1.普通单向阀普通单向阀 普通单向阀（简称单向阀）的作用是仅允许液流沿一个方向流动，不能反向流动。作用：单向阀可用于液压泵的出口，防止系统油液倒流；用于隔开油路之间的联系，防止油路相互干扰；也可用作旁通阀，与其它类型的液压阀相并联，从而构成组合阀。要求其正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好，动作灵敏，工作时无撞击和噪声。6.2.1 单向阀单向阀（1 1）单向阀单
5、向阀的工作原理图和的工作原理图和图形符号图形符号图6-2-1为单向阀的工作原理图和图形符号。当液流由A腔流入时，克服弹簧力将阀芯顶开，于是液流由A流向B；当液流反向流入时，阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口，使液流截止，液流无法流向A腔。单向阀实质上是利用流向所形成的压力差使阀芯开启或关闭。单向阀的结构如图6-2-2 所示。按进出口流道的布置形式，单向阀可分为直通式和直角式两种。(2)(2)典型典型结构与主要结构与主要用途用途9 9 单向阀开启压力一般为单向阀开启压力一般为0.0350.05MPa，所以单向，所以单向阀中的弹簧很软。单向阀也可以用作背压阀。将软弹簧更阀中的弹簧很软。单向阀也可
6、以用作背压阀。将软弹簧更换成合适的硬弹簧，就成为背压阀。这种阀常安装在液压换成合适的硬弹簧，就成为背压阀。这种阀常安装在液压系统的回油路上，用以产生系统的回油路上，用以产生0.20.6MPa的背压力。的背压力。单向阀的主要用途如下：安装在液压泵出口，防止系统压力突然升高而损坏液压泵。防止系统中的油液在泵停机时倒流回油箱。安装在回油路中作为背压阀。与其它阀组合成单向控制阀。1111 534安装在泵的出口处，如图所示，用单向阀5将系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统;泵停机时，单向阀5可阻止系统中的油倒流，起止回作用。普通单向阀的应用普通单向阀的应用(1)用单向阀将系统用单向阀将系
7、统和泵隔断和泵隔断,保护泵保护泵1212 (2)用单向阀产生背压，提高执行元用单向阀产生背压，提高执行元件的稳定性。件的稳定性。在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，其数值不高一般约为0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀背压阀(Back Pressure Valve)。背压阀pb 普通单向阀的应用普通单向阀的应用2.2.液控单向阀液控单向阀液控单向阀是允许液流向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实
8、现的单向阀。液控单向阀可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。(1)液控单向阀的工作原理图和图形符号液控单向阀结构液控单向阀结构组成：普通单向阀组成：普通单向阀+液控装置（小活塞缸）液控装置（小活塞缸）特点：特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样，无控制油时，与普通单向阀一样，b.通控制油时，正反向都可以流动通控制油时，正反向都可以流动。液控单向阀有带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀(见图6-2-4)和不带卸荷阀芯的简式液控单向阀(见图6-2-3)两种结构形式。(2)(2)典型结构与主要典型结构与主要用途用途例：汽车吊支腿液压缸的锁紧例：汽车吊支腿液压缸的锁紧 液控单
9、向阀未通压力油时具有良好的反向密封液控单向阀未通压力油时具有良好的反向密封性能，常用于保压、锁紧和平衡回路。性能，常用于保压、锁紧和平衡回路。换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间的通断关系，实现接通、切断，或改变液流的方向的阀类。它的用途很广，种类也很多。对换向阀性能的主要要求是：（1）油液流经换向阀时的压力损失要小(一般0.3MPa)；（2）互不相通的油口间的泄漏小；（3）换向可靠、迅速且平稳无冲击。6.2.2 换向阀换向阀换向阀按阀的结构形式、操纵方式、工作位置数和控制的通道数的不同，可分为各种不同的类型。按阀的结构形式有：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。按阀的操纵方式有
10、：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。按阀的工作位置数和控制的通道数有：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。1.1.换向阀的换向阀的分类分类滑阀式换向阀是利用阀芯在阀体内作轴向滑动来实现换向作用的。图6-2-5所示滑阀阀芯是一个具有多段环形槽的圆柱体（图示阀芯有三个台肩，阀体孔内有五个沉割槽）。每条槽都通过相应的孔道与外部相通，其中P为进油口，T为回油口，A和B通执行元件的两腔。当阀芯处于图6-2-5（b）工作位置时，四个油口互不通，液压缸两腔不通压力油，处于停机状态。若使换向阀的阀芯右移，如图6-2-5（a）所示，阀体上的油口P和A相通，B和T相通，压
11、力油经P、A油口进入液压缸左腔，活塞右移，右腔油液经B、T油口回油箱。反之，若使阀芯左移，如图6-2-5（c）所示，则P和B相通，A和T相通，活塞便左移。2 2、工作原理工作原理“通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通”和“位”构成了不同类型的换向阀。通常所说的“二位阀”、“三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置。所谓“二通阀”、“三通阀”、“四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。3.3.换向阀换向阀的的“通通”和和“位位”及及图形符号图形符号几种不同“通”和“位”的滑阀式换向阀主
12、体部分的结构形式和图形符号如表6-2-1所示，表6-2-1中图形符号的含义如下：(1)用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”；(2)方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向；(3)方框内符号“”或“”表示该通路不通；(4)方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”；(5)一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符号上用 L 表示泄漏油口；(6)换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置。滑阀式换向阀处于中间位置
13、或常态位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。滑阀机能直接影响执行元件的工作状态，不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。正确选择滑阀机能是十分重要的。（l）二位二通换向阀二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种；通或断见图6-2-6(a)。4.4.滑阀滑阀机能机能（2）三位四通换向阀三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表6-2-2中所列的几种。中间一个方框表示其常态位置，左右方框表示两个换向位，其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。3）电磁换向阀利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它是电气系统和液压系统之间的信
14、号转换元件。图4-9a所示为二位三通交流电磁阀结构。在图示位置，油口P和A相通，油口B断开；当电磁铁通电吸合时，推杆1将阀芯2推向右瑞，这时油口P和A断开，而与B相通。当电磁铁断电释放时，弹簧3推动阀芯复位。图4-9b为其图形符号。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。（q63L/min)1).手动换向阀手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。5.5.几种几种常用的常用的换向阀换向阀机动换向阀又称行程换向阀，它是用挡铁或凸轮(Cam)推动阀芯实现换向。机动换向阀多为图6-2-8所示二位阀。2)2)机动换向阀机动换向阀电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由于它可借助于按
15、钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等发出的信号进行控制，所以操作轻便，易于实现自动化，因此应用广泛。电磁换向阀的品种规格很多，但其工作原理是基本相同的。现以图6-2-9所示三位四通O型滑阀机能的电磁换向阀为例来说明。3)3)电磁换向阀电磁换向阀3131 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈Winding;3,4对中弹簧Spring;5,6 套筒Sleeve;7 阀芯Spool;8,9 衔铁Armature Iron;10,11 推杆Handspike1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3232 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对
16、中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3333 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3434 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3535 (a)图 电磁阀原
17、理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3636 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3737 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图38
18、38 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图3939 (a)图 电磁阀原理图1,2线圈;3,4对中弹簧;5,6 套筒;7 阀芯;8,9 衔铁;10,11 推杆1542911673108APBT(b)(a)结构原理图结构原理图 (b)图形符号图图形符号图4 4）液动换向阀液动换向阀液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。图6-2-10(a)所示为弹簧对中型三位四通液
19、动换向阀，阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。当K1通压力油时，阀芯右移，P与A通，B与T通；当K2 通压力油时，阀芯左移，P与B通，A与T通；当K1和K2都不通压力油时，阀芯在两端对中弹簧的作用下处于中位。液动换向阀的优点是液动换向阀的优点是结构简单、动作可靠、结构简单、动作可靠、平稳，由于液压驱动力平稳，由于液压驱动力大，故可用于流量大的大，故可用于流量大的液压系统中。液压系统中。5 5）电液换向阀）电液换向阀电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。其中，电磁换向电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。其中，电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作，改变液动换向阀的工作位置；阀起先导
20、作用，控制液动换向阀的动作，改变液动换向阀的工作位置；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。由于液压力的驱动，主阀芯的尺寸可以做得很大，允许大流量通过。由于液压力的驱动，主阀芯的尺寸可以做得很大，允许大流量通过。因此，电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀额定流量的液压系统中，因此，电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀额定流量的液压系统中，从而用较小的电磁铁就能控制较大的流量。从而用较小的电磁铁就能控制较大的流量。在液压系统中，工作机构的启动、停止或变换运动方向等是利用控制进入执行元件油流的通、断及改变流动方向来实现的。实现这些功能的
21、回路称为方向控制回路。方向控制回路主要用于通断控制、换向控制、锁紧、保压等方面。1、换向回路2、锁紧回路6.2.3 6.2.3 换向换向回路和锁紧回路和锁紧回路回路换向回路的作用是变换执行元件的运动方向。系统对换向回路的基本要求是：换向可靠、灵敏、平稳、换向精度合适。执行元件的换向过程一般包括执行元件的制动、停留和启动三个阶段。（1）简单换向回路简单换向回路，只需在泵与执行元件之间采用标准的普通换向阀即可，如图6-2-12所示。1 1、换向回路、换向回路在闭式系统中，可采用双向变量泵控制液流的方向来实现执行元件的换向，如图 6-2-13 所示。液压缸5的活塞向右运动时，其进油流量大于排油流量，
22、双向变量泵 1的吸油侧流量不足，辅助泵2通过单向阀3来补充；改变双向变量泵l的供油方向，活塞向左运动，排油流量大于进油流量，泵 l 吸油侧多余的油液通过由缸 5 进油侧压力控制的二位四通阀 4和溢流阀6排回油箱。溢流阀6和溢流阀 8 既可使活塞向左或向右运动时泵吸油侧有一定的吸入压力，又可使活塞运动平稳。溢流阀7是防止系统过载的安全阀。这种回路适用压力较高、流量较大的场合。当需要频繁、连续自动做往复运动且对换向过程有很多附加要求时，则需采用复杂换向回路。采用特殊设计的机液换向阀，以行程挡块推动机动先导阀，由它控制一个可调式液动换向阀来实现工作台的换向，既可避免“换向死点”，又可消除换向冲击。这
23、种换向回路，按换向要求不同可分为时间控制制动式和行程控制制动式两种。（2 2）复杂复杂换向换向回路回路时间控制制动式换向回路时间控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后窜动。使执行元件锁紧的最简单的方法是利用三位换向阀使执行元件锁紧的最简单的方法是利用三位换向阀的的 M M型或型或 O O型中位机能封闭液压缸两腔，使执行元型中位机能封闭液压缸两腔，使执行元件在其行程的任意位置上锁紧件在其行程的任意位置上锁紧，如图如图6-2-12所示。但由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，这种锁紧方法不够可靠，只适用于锁紧时间短且要求不
24、高的回路中。2.2.锁紧锁紧回路回路最常用的方法是采用液控单向阀，其锁紧回路如图6-2-16所示。由于液控单向阀有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使执行元件长期锁紧。采用液控单向阀锁紧的回路，必须注意换向阀中位机能的选择。为了保证在三位换向阀中位时锁紧，换向阀应采用H型或Y型机能。这种回路常用于汽车起重机的支腿油路中，也用于矿山采掘机械的液压支架的锁紧回路中。第三第三节节 压力控制阀压力控制阀及压力控制回及压力控制回路路在液压系统中，控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它元件动作的阀，统称为压力控制阀。压力控制回路就是利用压力控制阀靠控制油液的压力，以满足执行元件对力或转矩要求的回
25、路。压力控制阀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。这类阀的共同特点是利用作用在阀芯上的液压作用力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。6.3.16.3.1溢流阀及调压回路溢流阀及调压回路1.溢流阀溢流阀 溢流阀按结构可分为直动式和先导式两种，其工作原理是溢流阀按结构可分为直动式和先导式两种，其工作原理是溢出多余的油液，使系统或回路压力维持恒定，实现稳压、调溢出多余的油液，使系统或回路压力维持恒定，实现稳压、调压和限压的作用。压和限压的作用。溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈接回油箱，采用进口压力负反馈。
26、图6-3-1所示为锥阀式（还有球阀式和滑阀式）直动型溢流阀结构图和图形符号。阀芯在弹簧的作用下压在阀座上，阀体上开有进出油口P和T，油液压力从进油口P作用在阀芯上。当液压作用力低于调压弹簧力时，阀口关闭，阀芯在弹簧力的作用下压紧在阀座上，溢流口无液体溢出；当液压作用力超过弹簧力时，阀芯开启，液体从溢流口T流回油箱，弹簧力随着开口量的增大而增大，直至与液压作用力相平衡。调节弹簧的预压力，便可调整溢流压力。1)1)直直动型动型溢流阀溢流阀压力控制阀的图形符号中，用一个压力控制阀的图形符号中，用一个方框表示阀体方框表示阀体，方框内方框内的箭头表示阀体内的阀芯的箭头表示阀体内的阀芯，方框两端与箭头平行
27、方向的两方框两端与箭头平行方向的两根直线线段表示油液的管路根直线线段表示油液的管路，在箭头方向后面的表示，在箭头方向后面的表示进油进油管路管路，在箭头方向前面的表示，在箭头方向前面的表示出油管路出油管路，方框另外两端面，方框另外两端面上表示上表示阀芯控制动作的动力源形式阀芯控制动作的动力源形式，其中虚线表示液压控，其中虚线表示液压控制的控制油管路；弹簧按常用示意图的画法表示。制的控制油管路；弹簧按常用示意图的画法表示。溢流阀特点溢流阀特点出口接油箱出口接油箱阀口常闭阀口常闭进油口压力进油口压力与弹簧力平与弹簧力平衡控制阀口衡控制阀口开度开度泄油为内泄泄油为内泄2)2)先导式溢流阀先导式溢流阀
28、先导型溢流阀由主阀和先导型溢流阀由主阀和先导阀两部分组成先导阀两部分组成阻尼孔、压差阻尼孔、压差p远程控制口K:实现远程调压。K口打开，p由控制油压决定；K口堵上，p由先导阀 决定。职能符号说明：说明：先导式溢流阀有一个远程控制口K，如果将K口用油管接到另一个远程调压阀（远程调压阀的结构和溢流阀的先导控制部分一样），调节远程调压阀的弹簧力，即可调节溢流阀主阀芯上端的液压力，从而对溢流阀的溢流压力实现远程调压。但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身导阀的调整压力。当远程控制口K通过二位二通阀接通油箱时，主阀芯上端的压力接近于零，主阀芯上移到最高位置阀口开得很大。由于主阀弹簧较软，这
29、时溢流阀p口处压力很低,系统的油在低压下通过溢流阀流回油箱，实现卸荷。3）溢流阀的性能）溢流阀的性能1.静态性能(1)压力调节范围压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允许流量为其额定流量，在额定流量下工作时溢流阀应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平稳性要求，一般规定为额定流量的15。(2)启闭特性 启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开启后到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标，一般用溢流阀处于额定流量、调定压力ps时，开始溢流的开启压力p
30、k及停止溢流的闭合压力pB分别与ps的百分比来衡量，前者称为开启比，后者称为闭合比。所谓调压偏差，即调定压力与开启压力之差值。压力越高，调压弹簧刚度越大，所谓调压偏差，即调定压力与开启压力之差值。压力越高，调压弹簧刚度越大，由溢流量变化而引起的压力变化越大，调压偏差也越大。由溢流量变化而引起的压力变化越大，调压偏差也越大。为定量泵系统溢流稳压 定量泵液压系统中，溢流阀通常接在泵的出口处，与去系统的油路并联，如图6-3-5（a）所示，泵的供油一部分按速度要求由流量阀调节流往系统的执行元件，多余油液通过被推开的溢流阀流回油箱，而在溢流的同时稳定了泵的供油压力。为变量泵系统提供过载保护变量泵系统如图
31、6-3-5（b）所示，执行元件速度由变量泵自身调节，不需溢流；泵压可随负载变化，也不需要稳压。但变量泵出口也常接一溢流阀，其调定压力约为系统最大工作压力的1.1倍，系统一旦过载，溢流阀立即打开，从而保障了系统的安全。4 4)溢流阀的应用溢流阀的应用做背压阀用如图6-3-5（c）所示，将直动式溢流阀放在回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性，可当背压阀用。对系统实行远程调压或使系统卸荷利用先导式溢流阀的控制口K，可以使系统实现远程调压或使系统卸荷。具体应用，请参阅调压回路.调压回路主要是应用溢流阀使液压系统压力满足需要。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变
32、量泵系统中，用溢流阀作安全阀用来限定系统的最高压力，防止系统过载。当系统中如需要两种以上压力时，则可采用多级调压回路。2.2.调调压压回路回路在图6-3-6所示的定量泵系统中，节流阀可以调节进入液压缸的流量，定量泵输出的流量大于进入液压缸的流量，而多余油液便从溢流阀流回油箱。调节溢流阀便可调节泵的供油压力，溢流阀的调定压力必须大于液压缸最大工作压力和油路上各种压力损失的总和。为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表（1 1）单级调压）单级调压回回路路当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时，可采用双向调压回路，如图6-3-7所示。（2 2）双向调压回路）双向调压回路在不同的工作阶段，液
33、压系统需要不同的工作压力，多级调压回路便可实现这种要求。（3 3）多级调压回路）多级调压回路在一个液压系统中，往往一个液压泵需要同时向几个执行元件供油，而各执行元件所需的工作压力不尽相同。若某个执行元件所需要的工作压力比液压泵的供油压力低，则可在各分支油路上串联一个减压阀来获得，所需压力的大小可用减压阀来调节。减压阀按结构型式的不同可分为直动式和先导型两减压阀按结构型式的不同可分为直动式和先导型两大类；大类；按工作原理的不同可分为定值减压阀、定差减压阀定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀和定比减压阀。定值减压阀可以保持出口压力为定值，应用最广泛，简称为减压阀。6.3.26.3.2减压减压阀及阀及
34、减减压回路压回路减压阀是一种利用液体流过缝隙产生压力降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。减压阀的特征是：阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，采用出口压力负反馈。减压阀也有直动型和先导型之分，但直动型减压阀较少单独使用，先导式减压阀应用较广。1.1.减压阀减压阀如图6-3-9是一种常用的先导式减压阀结构原理图和图形符号。它由先导阀和主阀两部分组成，由先导阀调压，主阀减压。它由先导阀和主阀两部分组成，由先导阀调压，主阀减压。压力为p1的压力油从进油口流入，经节流口减压后压力降为p2并从出油口流出。由图可见，出口压力油经阀体与下端盖的通道流至主阀芯的下腔，再经主阀芯上的阻尼孔e流到主阀
35、芯的上腔，最后经导阀阀口及泄油口L流回油箱。工作时，若出口压力p2低于先导阀的调定压力，先导阀芯关闭，主阀芯上、下两腔压力相等，主阀芯在弹簧作用下处于最下端，减压口开度f为最大，阀不起减压作用，p2p1。当出口压力达到先导阀调定压力时，先导阀阀口打开，主阀弹簧腔的油液便由外泄口L流回油箱，由于油液在主阀芯阻尼孔内流动，使主阀芯两端产生压力差，主阀芯在压差作用下，克服弹簧力抬起，减压阀口f减小，压降增大，使出口压力下降到调定的压力值时，先导阀芯和主阀芯同时处于受力平衡，出口压力稳定不变等于调定压力。调节调压弹簧的预紧力即可调节阀的出口压力。减压阀特点减压阀特点出口不接油箱出口不接油箱泄油为外泄泄
36、油为外泄出油口压力与出油口压力与弹簧力平衡控弹簧力平衡控制阀口开度制阀口开度阀口常开阀口常开出口接出口接油箱油箱阀口常闭阀口常闭进油口压力与进油口压力与弹簧力平衡控弹簧力平衡控制阀口开度制阀口开度泄油为内泄泄油为内泄溢流阀特点溢流阀特点 应当指出，当减压阀出口处的油液不流动时，此时仍有应当指出，当减压阀出口处的油液不流动时，此时仍有少量油液通过减压阀口经先导阀和外泄口少量油液通过减压阀口经先导阀和外泄口L L流回油箱，阀处于流回油箱，阀处于工作状态，阀出口压力基本上保持在调定值上。工作状态，阀出口压力基本上保持在调定值上。必须说明的是，减压阀出口压力还与出口的负载有关，必须说明的是，减压阀出口
37、压力还与出口的负载有关，若因负载建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载决定，若因负载建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。此时减压阀不起减压作用。与溢流阀相同的是，减压阀亦可以在先导阀的遥控口接与溢流阀相同的是，减压阀亦可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远程控制或多次调压。远程调压阀实现远程控制或多次调压。减压回路的功用是应用减压阀使系统中某一部分油路具有较低的稳定压力。常用于机床的工件夹紧、导轨润滑以及液压系统的控制油路中。2.2.减压回路减压回路图6-3-10(a)是一种常用的单级减压回路。泵的供油压力根据油路上负载的大小由溢流阀1调定，夹紧缸所需的低压
38、力则靠减压阀2来调节。单向阀3的作用是在工作油路低到小于减压阀调整压力时，使夹紧油路和工作油路隔开，实现短时间保压。图6-3-10(b)所示为用于工件夹紧的二级减压回路。夹紧工作时为了防止系统压力降低（例如进给缸空载快进）油液倒流，并短时保压，通常在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀1调定；当二通阀通电后，阀1出口压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。1.1.顺序阀顺序阀顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号控制油路通断。顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源不同，它还有内控式和外控式之分，前者用阀的进口压力控制阀芯的启、闭，称为内控顺序阀，简称顺序阀；后者用外
39、来的控制压力油控制阀芯的启、闭，称为液控顺序阀。6.3.36.3.3顺序阀与平衡回路顺序阀与平衡回路直动型顺序阀如图6-3-11所示，图6-3-11（a）为实际结构图，图6-3-11（C）为原理图。直动式顺序阀通常为滑阀结构，其工作原理与直动式溢流阀相似，均为进油口测压，但顺序阀为减小调压弹簧刚度，还设置了断面积比阀芯小的控制活塞A。顺序阀与溢流阀的区别还有：其一，出口不是溢流口，因此出口P2不接回油箱，而是与某一执行元件相连，弹簧腔泄漏油口L必须单独接回油箱；其二，顺序阀不是稳压阀，而是开关阀，它是一种利用压力的高低控制油路通断的“压控开关”，严格地说，顺序阀是一个二位二通液动换向阀。必须指
40、出，当进油口一次油路压力p1低于调定压力时，顺序阀一直处于关闭状态；一旦超过调定压力，阀口便全开（溢流阀口则是微开），压力油进入二次油路（出口p2），驱动另一个执行元件。若将图6-3-11（a）中的端盖旋转90安装，切断进油口通向控制活塞下腔的通道，并打开螺堵K，引入控制压力油PK，便成为外控式顺序阀，外控顺序阀阀口开启与否，与阀的进口压力p1的大小没有关系，仅取决于控制压力PK的大小。把外控式顺序阀的出油口接通油箱，并将外泄口L堵死，便成为外控内泄式顺序阀。外控内泄式顺序阀只用于出口接油箱的场合，常用于泵卸荷，故称卸荷阀。当顺序阀内装并联的单向阀，可构成单向顺序阀。单向顺序阀也有内外控之分。
41、若将出油口接通油箱，且将外泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液压缸不因自重而下落顺序阀在液压系统中的主要用途，除控制执行元件的顺序动作外，也可作卸荷阀、背压阀及平衡阀使用。控制回（泄）油方式分类 内 控内回（泄）外回（泄）用途：用作平衡阀，开启压力足以支撑自重W。用途：用作控制执行机构的顺序动作。外 控内回外回用途：用作平衡阀，开启压力由支撑的重量w而定。外控压力Pc稍大于开启压力即可。用途：用作卸荷阀。控制、回（泄）油方式控制、回（泄）油方式 平衡回路的功用在于防止垂直（或倾斜）放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落或在下行运动中速度超过液压泵供油所能达到的速度，而使工作腔中
42、出现真空，使运动不平稳。平衡回路是在立式液压缸的下行回路上设置一个适当的阻力，使之产生一定的背压与自重相平衡。2.2.平衡回路平衡回路图6-3-12(a)所示为采用单向顺序阀的平衡回路，当1YA得电后活塞下行时，回油路上就存在着一定的背压；只要将这个背压调得能支承住活塞和与之相连的工作部件自重，活塞就可以平稳地下落。当换向阀处于中位时，活塞就停止运动，不再继续下移。这种回路当活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。（1 1）采用单向顺序阀的平衡）采用单向顺序阀的平衡回路回路
43、图6-3-12(b)为采用液控顺序阀的平衡回路。当活塞下行时，控制压力油打开液控顺序阀，背压消失，因而回路效率较高；当停止工作时，液控顺序阀关闭以防止活塞和工作部件因自重而下降。这种平衡回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠；缺点是，活塞下行时平稳性较差。这是因为活塞下行时，液压缸上腔油压降低，将使液控顺序阀关闭。当顺序阀关闭时，因活塞停止下行，使液压缸上腔油压升高，又打开液控顺序阀。因此液控顺序阀始终工作于启闭的过渡状态，因而影响工作的平稳性。这种回路适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液压系统中。（2 2）采用液控顺序阀的平衡）采用液控顺序阀的平衡回路回路压力继电器是利用油
44、液的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调定值时，发出电信号，控制电气元件动作，实现液压系统的自动控制。压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式。柱塞式压力继电器的结构和图形符号如图6-3-13所示，当进油口P处油液压力达到压力继电器的调定压力时，作用在柱塞1上的液压力通过顶杆2的推动，合上微动电器开关4，发出电信号。图中，L为泄油口。改变弹簧的压缩量，可以调节继电器的动作压力。6.3.46.3.4压力继电器压力继电器流量控制阀是靠改变阀口通流面积的大小来调节通过阀口的流量，从而达到改变执行元件运动速度的目的。常用的流量控制阀有节流阀和调速阀等。6.4 6
45、.4 流量控制阀及调速回路流量控制阀及调速回路1、节流阀的流量特性节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、短孔和细长孔。通过节流阀的流量可用公式（2-5-4）来描述。节流阀的特性曲线如图6-4-1所示。6.4.16.4.1节流阀节流阀（1）压差P对流量的影响由于负载的变化，节流阀两端压力差P也会发生变化，使通过它的流量要发生变化。越大，P对流量q的影响越大。三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受压差改变得影响最小。（2）温度对流量的影响油温直接影响到油液粘度，引起系数C将发生变化，从而引起流量变化。对于细长孔，油温变化时，流量也随之改变；对于薄壁小孔，粘度对于流量几乎没有影响，故油温
46、变化时，其流量基本不变。（3）孔口形状对流量的影响能维持最小稳定流量是流量阀的一个重要性能，实践证明，最小稳定流量与节流口截面形状有关，截面水力半径愈大，则阀在小流量下的稳定性愈好；若水力半径小，则阀的工作性能就差。影响流量的因素影响流量的因素图6-4-2所示为一种典型的节流阀结构图和图形符号。压力油从进油口P1流入，经阀芯上的三角槽节流口流出，从出油口P2流出。转动手柄可使推杆推动阀芯作轴向移动，从而改变节流口的通流截面积，从而达到调节流量的目的。2 2、节流阀节流阀的的结构结构节流阀结构简单，制造容易，体积小，但负载和温度的变化对流量的稳定性影响较大，因此只适用于负载和温度变化不大，或速度
47、稳定性要求较低的液压系统。图6-4-3为单向节流阀的结构图和图形符号。当压力油从油口P1 进入，经阀芯上的三角槽节流口从油口P2流出，这时起节流的作用。当压力油从油口P2进入，在压力油作用下阀芯克服软弹簧的作用力而下移，油液不再经过节流口而直接从油口P1流出，这时起单向阀作用。单向节流阀单向节流阀在液压传动系统中，调速是为了满足执行元件对工作速度的要求，因此是系统的核心问题。调速回路不仅对系统的工作性能起着决定性的影响，而且对其他基本回路的选择也起着决定性的作用，因此在液压系统中占有极其重要的地位。6.4.26.4.2调速回路调速回路概述概述1.1.基本基本调速方式调速方式 液压缸：液压缸：v
48、=qv=q /A/A 液压马达：液压马达：n=qn=q /V/Vmm 由上两式知：由上两式知：改变改变q q 、V Vmm、A A，皆可改变，皆可改变v v或或n n，一般一般A A是不可改变的。是不可改变的。液压缸：改变液压缸：改变q q，即可改变，即可改变v v 液压马达：既可改变液压马达：既可改变q q，又可改变，又可改变V Vmm节流调速节流调速采用定量泵供油，利用调节流量控制阀的通流截面积来改变进入液压缸或液压马达的流量。容积调速容积调速采用改变泵的流量（排量）或液压马达的排量来实现调速的方法。容积节流调速容积节流调速采用变量泵和流量控制阀相配合的调速方法。调速回路的调速特性、机械特
49、性和功率特性实际上就是系统的静态特性，它们基本上决定了系统的性能、特点和用途。（1)调速特性 回路的调速特性用回路的调速范围来表征。所谓调速范围是指执行元件在某负载下可能得到的最高工作速度与最低工作速度之比。（2)机械特性 机械特性即速度负载特性，它是调速回路中执行元件运动速度随负载而变化的性能。一般来说，执行元件运动速度随负载增大而降低。（3)功率特性 调速回路的功率特性包括回路的输入功率、输出功率、功率损失和回路效率，一般不考虑执行元件和管路中的功率损失。2.2.调速回路基本调速回路基本特性特性在节流调速回路中，执行元件可以是液压缸，也可以是液压马达，这里以液压缸为例。根据节流阀在回路中的
50、不同位置，节流调速回路可以分有三种基本形式：1.进油路节流调速2.回油路节流调速3.旁油路节流调速。6.4.36.4.3节流调速节流调速回路回路1.1.进油路节流调速回路进油路节流调速回路节流阀进口节流调速回路工作特性分析节流阀进口节流调速回路工作特性分析 1）速度负载特性 2）最大承载能力 3)功率和效率液压缸的运动速度：液压缸的运动速度：v=qv=q1 1/A/A1 1 =CA =CAT T(p(pP P-F/A-F/A1 1)/A/A1 1 结论：结论：vAvAT T 改变改变 A AT T，即可改变，即可改变q q1 1 改变改变v v。A A T T 调调定，定，v v随随F F变化
