第五章：液压控制阀(含习题答案)

第五章液压控制阀液压控制阀：对液压系统中的油液在方向、流量和压力上进行控制，以保证执行机构按设计要求安全可靠地工作的元件。123-1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74-2重点：阀的工作原理难点：阀的结构教学目的：了解阀的工作原理和用途，为系统分析设计做准备方向控制阀：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。分类：单向阀和换向阀。一、单向阀第一节方向控制阀71-3一、单向阀二、换向阀三、其他类型的换向阀常用的单向阀：①普通单向阀；②液控单向阀。第一节方向控制阀一、单向阀71-4第一节方向控制阀1.普通单向阀：油液只能沿一个方向流动，反向则阻止液体流动一、单向阀71-5球阀式普通单向阀锥阀式普通单向阀1——阀体2——阀芯3——弹簧功能和应用：①开启压力0.03～0.05MPa。增大弹簧预压缩力，使开启压力达到0.2～0.6MPa，可当背压阀用；②可用来分隔油路，防止油路间的干扰；③可安装在泵入口处，防止系统中的液压冲击影响泵工作。第一节方向控制阀71-6ABAB第一节方向控制阀2.液控单向阀：当控制口K处无压力油通入时，工作性能和普通单向阀一样；当控制口K有控制压力时，油液可在两个方向上自由流动。一、单向阀P1通泄油口71-71——活塞2——顶杆3——阀芯P1P2K第一节方向控制阀液控单向阀按泄漏油液的方式不同可分为：内泄式和外泄式P2P171-8反向导通正向导通高压系统中，液控单向阀反向开启前，P2口的压力很高，导致液控单向阀反向开启的控制压力很高第一节方向控制阀液控单向阀（带卸荷阀芯）①K腔控制压力较低，先顶开卸荷阀芯6；②使P1和P2腔沟通，使P2腔的压力下降到接近P1腔的压力；一、单向阀71-9的压力；③即使P2腔的压力比P1腔高很多，也不会阻止锥阀阀芯被顶起，最小控制压力为0.05p2左右。1——控制活塞2——推杆3——锥阀4——弹簧座5——弹簧6——卸荷阀芯第一节方向控制阀液控单向阀（外泄式、带卸荷阀芯）71-10外泄外泄与内泄的比较P1P2K外泄式(A口)压力p1不会对控制压力的作用产生决定性的影响。第一节方向控制阀71-11内泄P1P2K内泄式(A口)压力p1会对控制压力的作用产生决定性的影响。①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；②防止立式液压缸由于自重而下滑；③汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用第一节方向控制阀液控单向阀的作用P2P1K③汽车起重机的支腿锁紧机构就是采用双液控单向阀来实现整个起重机支撑的，在系统停止供油时，支腿仍然能保持锁紧。称为双向液压锁。71-12K作用：①P1、P3任一腔通压力油，都可使P1与P2、P3与P4接第一节方向控制阀双向液压锁71-13a)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)1234通。②P1、P3都不通压力油时，P2、P4油口被两个液控单向阀封闭。P1PP2P双向液压锁在汽车起重机支腿锁紧回路中的应用第一节方向控制阀71-14P3P4工作原理：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。第一节方向控制阀二、换向阀对换向阀的主要性能要求：FP—压力油口；A、B—工作油口；T——回油口。71-15对换向阀的主要性能要求：①油路导通时，压力损失要小；②油路切断时，泄漏要小；③阀体换位时，操纵力要小。TPABPTBA换向阀的分类分类方式类型按阀的结构转阀式、滑阀式按阀的操纵方式手动、机动(行程)、电磁、液动、电液动二位二通、二位三通……三位四通、第一节方向控制阀71-16按阀的位置和通路数二位二通、二位三通……三位四通、三位五通……特点：①密封性能差；②阀芯上的径向力不平衡；③结构简单、紧凑。第一节方向控制阀1.转阀式换向阀(转阀)71-17a)工作原理图b)应用1－阀心2－阀体应用：中低压系统中作为先导阀或小流量换向阀。例：自卸汽车车箱举升机构（1）工作原理：滑阀式换向阀主要靠阀芯在阀体内作轴向运动而使相应油路接通或断开。第一节方向控制阀2.滑阀式换向阀(滑阀或换向阀)71-18①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；（2）换向阀图形符号第一节方向控制阀71-19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；⑥用特定的线条表示操纵方式、复位方式和定位方式。BAPTABTPABAB第一节方向控制阀71-20PTPTABTPABTPABPTAB换向阀主体部分的结构型式71-21换向阀主体部分的结构型式名称结构原理图图形符号使用场合二位二通阀控制油路的接通与断开(相当于一个开关)二位三通阀图3控制液流方向(从一个方向换成另一个方向)二位四通阀不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运71-22控制执行元件换向动执行元件正反向运动时回油方式相同三位四通阀能使执行元件在任一位置上停止运动二位五通阀不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运动时回油方式不同三位五通阀图11能使执行元件在任一位置上停止运动换向阀操纵形式操纵方式图形符号简要说明手动手动操纵，弹簧复位，中间位置时阀口互不相通机动挡块操纵，弹簧复位，通口常闭电磁电磁铁操纵，弹簧复位71-23电磁电磁铁操纵，弹簧复位液动液压操纵，弹簧复位，中间位置时四口互通电液动电磁铁先导控制，液压驱动，阀心移动速度可分别由两端的节流阀调节，使系统中执行元件能实现平稳的换向湿式：（本图）寿命长，1000万次以上第一节方向控制阀换向阀结构：以三位四通电磁换向阀为例说明其结构71-24a)结构原理图b)图形符号1－阀体2－阀芯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－插头组件干式：50～60万次左、右电磁铁断电（复中位）左电磁铁电磁换向阀的工作原理PTAB右电磁铁通电换向左电磁铁通电换向PTAB+PTAB+第一节方向控制阀湿式和干式湿式电磁铁：•电磁铁导磁套内腔与回油相通，且密封；•结构简单，摩擦力小（主阀与电磁铁之间无密封）；•电磁铁内部不生锈（尤其在露天潮湿的场合）；合）；•热交换好；•铁芯可以靠油来缓冲，润滑，冲击小。干式电磁铁：•电磁铁内腔不与回油相通；•各部均不受液压力的作用，油液的污物不会进入，线圈的绝缘性不受油液的影响。第一节方向控制阀二位三通电磁换向阀71-27通电时不通电时第一节方向控制阀三位四通手动换向阀71-28右位左位第一节方向控制阀三位四通液动换向阀71-29弹簧对中型三位四通液动换向阀三位四通电液换向阀：电磁换向阀和液动换向阀的组合。电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。右侧电磁铁通电AxAxBx71-30外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀通油箱TAxBx第一节方向控制阀三位四通电液换向阀71-31左位右位型式符号中位通路状况、特点及应用O型四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的并联工作。液压缸充满油，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起液压冲击较大；换向位置精度高H型四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动比O型平稳；换向位置变动大P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液三位四通换向阀中位机能中位机能：三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口之间的不同接通方式。Y型P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有冲击；制动性能介于O型和H型之间K型P、A、T相通，B口封闭，泵卸荷，液压缸处于闭锁状态。两个方向换向时性能不同M型P、T相通，A、B口封闭，泵卸荷，液压缸闭锁，从静止到起动较平稳；制动性与O型相同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中X型四口处于半开启状态，泵基本卸荷，但仍保持一定的压力。换向性能介于O型和H型之间P型P、A、B相通，T封闭，泵与液压缸两腔相通，可组成差动连接。从静止到起动平稳；制动平稳；换向位置变动比H型的小，应用广泛71-32中位机能第一节方向控制阀选择阀的中位机能时要考虑的问题①系统保压：P口断开，系统保压，用于多个换向阀并联工作。（O、Y型）②系统卸荷：P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。（H、K、M型）⑤液压缸“浮动”和在任意位置上的停止：中位A、B两口互通，卧式液压缸呈浮动状态。（H型、Y型、U型）71-33③换向平稳性和精度：A、B口通T口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小。（Y型、J型、N型）④起动平稳性：中位时，液压缸某腔通油箱，则该腔内无油液起缓冲作用，起动不太平稳。（Y型、J型、N型）中位机能第一节方向控制阀1.电磁球阀：以电磁铁推动钢球实现油路的通断和切换三、其它类型的换向阀71-34断电通电①密封性好；②反应速度快；③换向频率高，可达250次／min以上；④对液压油液的粘度适用范围宽；第一节方向控制阀电磁球阀的特点⑤不易产生液压卡紧，可用于高压系统中；⑥抗污染能力好；⑦主要用于小流量系统中直接用于控制主油路，或在大流量系统中作为先导控制元件使用。71-35第一节方向控制阀71-36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。第一节方向控制阀三、其它类型的换向阀2.手动阀P位：主油路1关闭，油路2、5、6全部与泄油孔接通，无档位。R位：主油路1打开，泄油孔3关闭，1、2接通，获得倒档，5、6与泄油孔7接通，无前进档。N位：主油路1打开，油路2、5、6与泄油孔接通，处于空档。S位：主油路1打开，油路1、5、6接通，油路2与泄油孔3接通，获得前进1、2档。71-371－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6与泄油孔接通，处于空档。D位：主油路1打开，油路1、5接通，油路2、6分别与泄油孔接通，获得全部前进档。L位：与S位相似，但油路6封闭了除1档外的所有前进档的换位阀，即L位只获得1档。自动换挡：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，可根据车辆行第一节方向控制阀三、其它类型的换向阀3.换挡阀（液动换向阀）a)电磁阀断开71-38驶的不同工况自动地调节挡位。方法：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。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b)电磁阀接通71-39作业：5-1，5-2，5-371-40第二节压力控制阀压力控制阀：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。工作原理：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：71-41一、溢流阀二、减压阀三、顺序阀四、压力继电器溢流阀：通过控制油液溢流，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。第二节压力控制阀一、溢流阀调压螺母71-42调压弹簧上盖阀芯阻尼孔控制腔直动式溢流阀入口压力：基本恒定。当经过溢流阀的流量改变时，阀口开度也改变，但阀芯的移动量很小，作用在阀芯上的弹簧力的变化也很小。第二节压力控制阀s0constKxpAcs0s0pAKxxKxs0Kxxp71-43原理总结：直动式溢流阀利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来控制溢流压力。缺点：随工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力要增加，弹簧刚度也要增加。当溢流量变化时，溢流压力波动加大。因此直动式溢流阀一般只应用于低压系统。cconstpAcpAcA先导式溢流阀（二级同心）第二节压力控制阀71-441－调压