第五章液压控制阀
第一节概述
1.1液压阀的作用
液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。例如：
（1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。
（2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。
1.2液压阀的分类
液压阀可按不同的特征进行分类，如表5—1所示。
（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。
（2）油液流过的压力损失小。
（3）密封性能好。
（4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。
第二节方向控制阀
一、单向阀
液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
1.普通单向阀普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。图5—1（a）所示是一种管式普通单向阀的结构。压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。图5—1（b）所示是单向阀的职能符号图。
图5-1
(a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧
2.液控单向阀图5—2（a）所示是液控单向阀的结构。当控制
口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样；压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。图5—2（b）所示是液控单向阀的职能符号。
图5-2
(a)结构图(b)1—活塞2—顶杆3—阀芯
二、换向阀
换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。
1. 对换向阀的主要要求换向阀应满足：
（1）油液流经换向阀时的压力损失要小。
（2）互不相通的油口间的泄露要小。
（3）换向要平稳、迅速且可靠。
2. 转阀图5—3（a）所示为转动式换向阀（简称转阀）的工作原理图。
图5—3 转阀
该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则通口P和B相通，A和T相通。5—3（b）所示是它的职能符号。
3.滑阀式换向阀换向阀在按阀芯形状分类时，有滑阀式和转阀式两种，滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛。
（1）结构主体。阀体和滑动阀芯是滑阀式换向阀的结构主体。表5—3所示是其最常见的结构形式。由表可见，阀体上开有多个通口，阀芯移动后可以停留在不同的工作位置上
。
表5—3滑阀式换向阀主体结构形式
当阀芯处在图示中间位置时，五个通口都关闭；当阀芯移向左端时，通口O2关闭，通口P和B相通，通口A和O1相通；当
阀芯移向右端时，通口O1关闭，通口P和A相通，通口B和O 2相通。这种结构形式由于具有使五个通口都关闭的工作状态，故
(2)滑阀的操纵方式。常见的滑阀操纵方式示于图5-4
图5-4滑阀操纵方式
(a)手动式(b)机动式(c)电磁动(d)弹簧控制(e)液动(f)液压先导控制
(g)电液控制
(3)换向阀的结构。
在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀，在这里主要介绍这种换向阀的几种典型结构。
①手动换向阀。图5-5(b)为自动复位式手动换向阀，放开手柄1、阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。
如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀。图5-5(a)为职能符号图。
图5-5
(a)职能符号图(b)
1—手柄2—阀芯3—弹簧〖JZ〗〗
②机动换向阀。机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向，机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。图5-6(a)为滚轮式二位三通常闭式机动换向阀，在图示位置阀芯2被弹簧1P和A通，B口关闭。当挡铁或凸轮压住滚轮4，使阀芯2移动到下端时，就使油腔P和A断开，P和B接
通，A口关闭。图5-6(b)
③电磁换向阀。电磁换
发出，从间的信号转换元件，它的电气信号由液压设备结构图(b)职能符号图中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元1—滚轮2—阀芯3—弹簧而可以使液压系统方便地实现各种操作及自动顺序动作。
电磁铁按使用电源的不同，可分为交流和直流两种。按衔铁工作腔是否有油液又可分为“干式”和“湿式”。交流电磁铁起动力较大，不需要专门的电源，吸合、释放快，动作时间约为0.01～0.03s，其缺点是若电源电压下降15%以上，则电磁铁吸力明显减小，若衔铁不动作，干式电磁铁会在10～15min后烧坏线圈(湿式电磁铁为1～1.5h)，且冲击及噪声较大，寿命低，因而在实际使用中交流电磁铁允许的切
换频率一般为10次/min，不得超过30次/min。直流电磁铁工作较可
靠，吸合、释放动作时间约为0.05～0.08s，允许使用的切换频率较高，一般可达120次/min，最高可达300次/min，且冲击小、体积小、寿命长。但需有专门的直流电源，成本较高。此外，还有一种整体电磁铁，其电磁铁是直流的，但电磁铁本身带有整流器，通入的交流电经整流后再供给直流电磁铁。目前，国外新发展了一种油浸式电磁铁，不但衔铁，而且激磁线圈也都浸在油液中工作，它具有寿命更长，工
图5-7(a)所示为二位三通交流电磁换向阀结构，在图示位置，油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推向右端，这时油口P和A断开，而与B相通。而当磁铁断电释放时，弹簧35-7(b)
图5-7
(a)结构图(b)职能符号图1—推杆2—阀芯3—弹簧
如前所述，电磁换向阀就其工作位置来说，有二位和三位等。二位电磁阀有一个电磁铁，靠弹簧复位；三位电磁阀有两个电磁铁，如图
5-8所示为一种三位五
通电磁换向阀的结构和职能符号。
图5-8(a)结构图(b)
④液动换向阀。液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀，图5-9为三位四通液动换向阀的结构和职能符号。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的，当控制油路的压力油从阀右边的控制油口K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动，使压力油口P与B相通，A与T相通；当K1接通压
力油，K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通；当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中
间位置。
（a）结构图（b）职能符号图
⑤电液换向阀。在大中型液压设备中，当通过阀的流量较大时，作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大，此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地太小，需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。电液换向阀是由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。电磁滑阀起先导作用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置。由于操纵液动滑阀的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以做得很大，允许有较大的
油液流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。
图5-10电液换向阀
(a)结构图(b)职能符号(c)
1，6-节流阀2，7-单向阀3，5-电磁铁4-电磁阀阀芯8-主阀阀芯图5-10所示为弹簧对中型三位四通电液换向阀的结构和职能符号，当先导电磁阀左边的电磁铁通电后使其阀芯向右边位置移动，来自主阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁阀的A′口和左单向阀进入主阀左端容腔，并推动主阀阀芯向右移动，这时主阀阀芯右端容腔中的控制油液可通过右边的节流阀经先导电磁阀的B′口和T′口，再从主阀的T口或外接油口流回油箱(主阀阀芯的移动速度可
由右边的节流阀调节)，使主阀P与A、B和T的油路相通；反之，
由先导电磁阀右边的电磁铁通电，可使P与B、A与T的油路相通；当先导电磁阀的两个电磁铁均不带电时，先导电磁阀阀芯在其对中弹簧作用下回到中位，此时来自主阀P口或外接油口的控制压力油不再进入主阀芯的左、右两容腔，主阀芯左右两腔的油液通过先导电磁阀中间位置的A′、B′两油口与先导电磁阀T′口相通(如图5-10b所示)，再从主阀的T口或外接油口流回油箱。主阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下，依靠阀体定位，准确地回到中位，此时主阀的P、A、B和T油口均不通。电液换向阀除了上述的弹簧对中以外还有液压对中的，在液压对中的电液换向阀中，先导式电磁阀在中位时，A′、B′两油口均与油口P连通，而T′则封闭，其他方面与弹簧对中的电液换向阀基本相似。
(4)换向阀的中位机能分析。三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。这种连通方式称为换向阀的中位机能。三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及其特点，示于表5-4中。三位五通换向阀的情况与此相仿。不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。
①系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时(如X型)，系统能保持一定的压力供
②系统卸荷。P口通畅地与T
③启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该
A、B
构移动工作
台，调整其位置。当A、B两口堵塞或与P口连接(在非差动情况下)，
(5)主要性能。换向阀的主要性能，以电磁阀的项目为最多，它
①工作可靠性。工作可靠性指电磁铁通电后能否可靠地换向，而断电后能否可靠地复位。工作可靠性主要取决于设计和制造，且和使用也有关系。液动力和液压卡紧力的大小对工作可靠性影响很大，而这两个力是与通过阀的流量和压力有关。所以电磁阀也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。这个工作范围的极限称为换向界限，如图5-11所示。
②压力损失。由于电磁阀的开口很小，故液流流过阀口时产生较大的压力损失。图5-12所示为某电磁阀的压力损失曲线。一般阀体
③内泄漏量。在各个不同的工作位置，在规定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。过大的内泄漏量不仅会降低
系统的效率，引起过热，而且还会影响执行机构的正常工作。
图5-11电磁阀的换向界限
④换向和复位时间。换向时间指从电磁铁通电到阀芯换向终止的时间；复位时间指从电磁铁断电到阀芯回复到初始位置的时间。减小换向和复位时间可提高机构的工作效率，但会引起液压冲击。交流电磁阀的换向时间一般约为0.03～0.05s，换向冲击较大；而直流电磁阀的换向时间约为0.1～0.3s，换向冲击较小。通常复位时间比换
⑤换向频率。换向频率是在单位时间内阀所允许的换向次数。目前单电磁铁的电磁阀的换向频率一般为60次/min
⑥使用寿命。使用寿命指使用到电磁阀某一零件损坏，不能进行正常的换向或复位动作，或使用到电磁阀的主要性能指标超过规定指
标时所经历的换向次数。
电磁阀的使用寿命主要决定于电磁铁。湿式电磁铁的寿命比干式
⑦滑阀的液压卡紧现象。一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的间隙，当缝隙均匀且缝隙中有油液时，移动阀芯所需的力只需克服粘性摩擦力，数值是相当小的。但在实际使用中，特别是在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后(一般约5min以后)，这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯很难重
引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难，有的是由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死，但是主要原因是来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。如图5-13(a)所示，当阀芯和阀体孔之间无几何形状误差，且轴心线平行但不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布是线性的(图中A1和A2线所示)，且各向相等，阀芯上不会出现不平衡的径向力；当
阀芯因加工误差而带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)且轴心线平行而不重合时，阀芯周围间隙内的压力分布如图5-13(b)中曲线A1和A2所示，这时阀芯将受到径向不平衡力(图中阴影部分)的作用而使偏心距越来越大，直到两者表面接触为止，这时径向不平衡力达到最大值；但是，如阀芯带有顺锥(锥部大端朝向低压腔)时，产生的径向不平衡力将使阀芯和阀孔间的偏心距减小；图5-13(c)所示为阀芯表面有局部凸起(相当于阀芯碰伤、残留毛刺或缝隙中楔入脏物时，阀芯受到的径向不平衡力将使阀芯的凸起部分推向孔壁。
图5-13滑阀上的径向力
当阀芯受到径向不平衡力作用而和阀孔相接触后，缝隙中存留液体被挤出，阀芯和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦，因而使阀
滑阀的液压卡紧现象不仅在换向阀中有，其他的液压阀也普遍存在，在高压系统中更为突出，特别是滑阀的停留时间越长，液压卡紧力越大，以致造成移动滑阀的推力(如电磁铁推力)不能克服卡紧阻力，使滑阀不能复位。为了减小径向不平衡力，应严格控制阀芯和阀孔的
制造精度，在装配时，尽可能使其成为顺锥形式，另一方面在阀芯上
开环形均压槽，也可以大大减小径向不平衡力。
第三节压力控制阀
在液压传动系统中,控制油液压力高低的液压阀称之为压力控制阀,简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。
在具体的液压系统中，根据工作需要的不同，对压力控制的要求是各不相同的：有的需要限制液压系统的最高压力，如安全阀；有的需要稳定液压系统中某处的压力值（或者压力差，压力比等），如溢流阀、减压阀等定压阀；还有的是利用液压力作为信号控制其动作，如顺序阀、压力继电器等。
一、一、溢流阀
1、溢流阀的基本结构及其工作原理
溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。几乎在所有的液压系统中都需要用到它，其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。
图5-14溢流阀的作用
1—定量泵2—溢流阀 3—4—液压缸5—变量
1. 1.溢流网的作用和性能要求
(1)溢流阀的作用。在液压系统中维持定压是溢流阀的主要用途。它常用于节流调速系
统中，和流量控制阀配合使用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。如图5-14(a)所示，溢流阀2并联于系统中，进入液压缸4的流量由节流阀3调节。由于定量泵1的流量大于液压缸4所需的流量，油压升高，将溢流阀2打开，多余的油液经溢流阀2流回油箱。因此，泵在这里溢流阀的功用就是在不断的溢流过
程中保持系统压力基本不变。
用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀。如图5-14(b)所示的变量泵调速系统。在正常工作时，安全阀2关闭，不溢流，只有在系统发生故障，压力升至安全阀的调整值时，阀口才打开，使变量泵排出的油液经溢流阀2流回油箱，以保证液压系统的安全。
(2)
①定压精度高。当流过溢流阀的流量发生变化时，系统中的压力变化要小，即静态压力超调要小。
②灵敏度要高。如图5-14(a)所示，当液压缸4突然停止运动时，溢流阀2要迅速开大。否则，定量泵1输出的油液将因不能及时排出而使系统压力突然升高，并超过溢流阀的调定压力，称动态压力超调，使系统中各元件及辅助受力增加，影响其寿命。溢流阀的灵敏度越高，则动态压力超调越小。
③工作要平稳，且无振动和噪声。
④当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。
对于经常开启的溢流阀，主要要求前三项性能；而对于安全阀，则主要要求第二和第四两项性能。其实，溢流阀和安全阀都是同一结构的阀，只不过是在不同要求时有不同的作用而已。
2.溢流阀的结构和工作原理
常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式和先导式两种。
(1)(1)直动式溢流阀
直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作，图5-15(a)所示是一种低压直动式溢流阀，P是进油口，T是回油口，进口压力油经阀芯4中间的阻尼孔g作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧2的作用下处于下端位置，将P和T
力超过弹簧的压紧力F。此时，阀芯上升，阀口被打开，将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔g用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调整螺帽1可以改变弹簧的压紧力，这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力p。
（a）
图5-15(a)结构图(b)
1—螺帽2—调压弹簧3—上盖4—阀芯5—阀体
溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。当系统压力升高时，阀芯上升，阀口通流面积增加，溢流量增大，进而使系统压力下降。溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成的这种负反馈作用是其定压作用的基本原理，也是所有定压阀的基本工作原理。由式(5-2)可知，弹簧力的大小与控制压力成正比，因此如果提高被控压力，一方面可用减小阀芯的面积来达到，另一方面则需增大弹簧力，因受结构限制，需采用大刚度的弹簧。这样，在阀芯相同位移的情况下，弹簧力变化较大，因而该阀的定压精度就低。所以，这种低压直动式溢流阀一般用于压力小于2.5MPa的小流量场合，图5-15(b)所示为直动式溢流阀的图形符号.由图5-15(a)还可看出，在常位状态下，溢流阀进、出油口之间是不相通的，而且作用在阀芯上的液压力是由进口油液压力产生的，经溢流阀芯的泄漏油液经内泄漏通道进入回油口T。
流量控制阀的几种常见类型 来源：https://www.doczj.com/doc/d011843362.html,/ 流量控制阀是在一定压力差下，依靠改变节流口液阻的大小来控制节流口的流量，从而调节执行元件。利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种。 (1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能，不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定，一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。 (2)调速阀：调速阀是进行了压力补偿的节流阀。它由定差减压阀和节流阀串联而成。节流阀前、后的压力分别引到减压阀阀芯右、左两端，当负载压力增大，于是作用在减压阀芯左端的液
压力增大，阀芯右移，减压口加大，压降减小，使也增大，从而使节流阀的压差保持不变；反之亦然。这样就使调速阀的流量恒定不变。在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。 (3)分流阀：分流集流阀也称速度同步阀，是液压阀中分流阀，集流阀，单向分流阀，单向集流阀和比例分流阀的总称.同步阀主要是应用于双缸及多缸同步控制液压系统中。通常实现同步运动的方法很多，但其中以采用分流集流阀－同步阀的同步控制液压系统具有结构简单、成本低、制造容易、可靠性强等许多优点，因而同步阀在液压系统中得到了广泛的应用。分流集流阀的同步是速度同步，当两油缸或多个油缸分别承受不同的负载时，分流集流阀仍能保证其同步运动。不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀;得到按比例分配流量的为比例分流阀。 (4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。 (5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。分流集流阀也称：同步阀，是集液压分流阀、集流阀功能于一体的独立液压器
汽车吊液压系统中阀门功能及工作原理汽车吊液压系统中各阀的功能及工作原理 （1）手动换向阀3是二位三通阀，用来切换油泵输出压力油的通路。当阀在左位时压力油只能进入上车系统回路；当阀在右位时，压力油只能进入下车支腿回路。 （2）主控四联阀4由4个三位四通手动换向阀（包括回转机构的阀4－Ⅰ、变幅机构的阀4－Ⅱ、臂架伸缩机构的阀4一Ⅲ和起升机构的阀4－Ⅳ）组合而成，用来控制上车各机构执行装置的换向、锁紧和调速。操纵各阀的手柄，可以使每个分阀处于三个工作位置，其中左位和右位分别控制执行装置的两个相反方向运功；中位使工作机构处于停止状态。回转机构、变幅机构和臂架伸缩机构的三个换向阀构造相同，中位都采用M型，可将油缸（或马达）两腔封死，起锁紧作用。起升机构的换向阀中位采用Y形，防止由于马达泄漏造成进油路吸空现象。 （3）二联换向阀5由两个手动三位四通阀组合而成，用于前支腿（二联换向阀5－I）、后支腿（二联换向阀5－Ⅱ）的油路换向，其结构与变幅机构的换向阀相同。 （4）溢流阀6位于主控四联阀的进油端，限制上车起升、变幅、旋转、臂架伸缩回路的最大工作压力，并保护上车系统油路免于过载。 （5）溢流阀7位于支腿油路的进油端，限制下车支腿油路的最大工作压力，并有过载保护作用。 （6）平衡阀10、12、14都采用同一结构。平衡阀10，12保证变幅和伸缩臂机构匀速运动，同时起液压锁的作用。一旦与油缸连接的管路破裂，可防止吊臂突然下落或缩回造成事故。平衡阀14保证吊载匀速下降，防止在重力作用下运动速度过快，造成事故。
现以起升机构为例，说明平衡阀的工作原理。平衡阀是由单向阀1和内泄漏的远控顺序阀2组成。当手动换向阀拨至左位时，油泵输出压力油项开单向阀，无阻碍地进入油马达，马达带动卷筒旋转来起升吊载，回油经换向阀返回油箱。当换向阀拨到右位时，油泵输出的压力油直接经换向阀进入油马达的另一端。而马达回油无法再经单向阀1返回，必须打开顺序阀2才能将回路接通。顺序阀2的控制油路与马达进油的管路相通，这时控制管路中的高压油进入D腔。将顺序阀2中的阀杆B向左推移，打开阀杆上锥形体E处的环形通道，于是马达回油经此流出，再经换向阀返回油箱，马达带动卷筒反向旋转下降吊物。由于重力作用，吊物有加速下降并带动马达加速旋转的趋势。当马达的排油量大于油泵的供油量时，马达的进油压力减小，甚至出现负压，顺序阀2控制油路的油压也相应变化，顺序阀2的阀杆B 在弹簧C的作用下，阀杆锥体E处的环形通道变小，使马达经此通道返回油箱的流量减小，直到与泵的供油量相适应时为止，从而使马达的转速（相关吊载的下降速度〕始终保持匀速。变幅机构与臂架伸缩臂机构的平衡阀则是分别在起重臂架下降或回缩时，执行元件油缸9和11的运动起限制作用。 （7）双向液压锁18 保证支腿油缸在伸出或缩回状态下锁紧。两个液控单向阀共用一个阀体1和一个控制活塞2，而预杆（即卸行阀芯）3分别置于控制活塞两端，二者共同构成双向液压锁。当P1腔通压力油时，油液通过左阀到P2腔，同时顶开右阀，保持P4与P3腔相通；当P3腔通压力油时，油液一面通过右阀到P4腔，同时顶开左阀，保持P2与P1腔畅通。而当P1、P3腔都不通压力油时，P2和P4 腔被两个单向阀封闭，执行元件（支腿油缸）被双向锁住，从而保证在起重作业时，支腿伸出支好后不因外力而自行收缩；支腿收回起重机行驶时，不因自重而自动落下。液压锁直接安装在油缸壁上，防止管路破裂引起事故。
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏 流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。
理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 8、理想零开口阀具有线性流量增益，性能比较好，应用最广泛，但加工困难；因为实际阀总存在径向间隙和工作边圆角的影响。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 c q0q K U = 零位流量-压力系数 c c0s q 2p K =
第一篇 液压控制阀 第一章 绪 论 §1-1液压传动的原理 任何一台独立的机器都有能源控制装置——原动机，以及对工作对象进行作业的工作机构。 根据机器的设计要求，工作机构的输出量（力、速度、位移等）应该符合一定的规律，即具有一定的特性。由于原动机的输出特性往往不可能与机器工作任务要求的特性相适合，因此，在原动机与工作构件之间就需要配备某种传动装置，以便将原动机的输出量进行适当的变换，使工作机构的性能满足机器的要求。 传动装置的类型主要有机械传动、电气传动和流体传动。有时采用它们混合组成的复合传动。 流体传动是以流体（液体、气体）为工作介质来进行能量转换、传递和控制的传动形式。以液体为工作介质时为液体传动；以气体为工作介质时则为气压传动。 液体传动又可分为性质截然不同的两种传动型式：液压传动和液力传动。液压传动的主要特点是靠密封工作腔的容积变化来进行工作，它主要通过液体介质的压力（压强）来进行能量的转换和传递。液力传动的主要特点是靠工作部分的叶轮进行工作，它除了小部分是利用液体的压力外，主要通过液体介质的动能来进行能量的转换和传递。 一、液压传动的原理 实际应用的液压传动装置大多数比较复杂。为了说明液压传动的工作原理，现以图1-1（图1-1省略，p1）所示的手动液压千斤顶为例。这是一种最简单的液压传动装置。 图中所示的手动泵，至今仍在某些地区作为一种日常取水的装置使用。当掀动手柄杠杆时，手动泵1的活塞作往复运动。当活塞上提时，由于泵缸容积的增大而形成真空，油箱中的液体在大气压力的作用下，经过进油阀4而进入泵内（此时排油阀3处于关闭状态）。活塞下压时，液体被挤出泵缸，顶开排油阀输送到液压缸2中（此时吸油阀自动关闭），迫使液压缸的活塞带动负载重物一起上升。 工作时，截至阀6关闭。当需要将液压缸的活塞放下时，打开此阀，液体即在重力作用下经过此阀排往油箱。 根据巴斯喀原理液体的静力学特性可知，显然 221 112 F A S F A S == （1-1） 由于21A A >>，所以液压千斤顶是一种增力装置。 从液压千斤顶这一简单的液压传动装置可见： 1）液体介质起到将机械能进行转换和传递的作用。与动力源（此处为人力）相连的手动泵，将施加在 杠杆上的机械能转换为液体的压力势能；与工作机构相连的液压缸，将液体的压力势能转换为机械能输出。 2）作为动力元件的液压泵和液压缸，都是靠密封工作腔的容积变化来实现液体的吸入、排出。 作为一个完整的传动装置，除了液压泵和液压缸（当输出不是直线运动而是旋转运动时，则为液压马达）这两类动力元件外，还需要配备对液流的流量、压力和流动方向进行控制的液压控制阀和其他必要的辅助元件。 本书的内容就是论述组成液压传动系统的这些液压元件——液压控制阀、液压泵、液压马达、液压缸以及各种液压辅助元件。 二、液压动力元件的特征 机械传动、电气传动、流体传动的不同工作原理，使他们不但在结构上有很大区别，并且在工作性能上各有明显的特点。仅就是传动装置最重要的参数——传递的作用力（或力矩）以及运动速度来说，液压动力元件有以下两个基本特征：
液压控制阀介绍 ——插装阀 一、概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1、二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 2、二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构 图1 二通插装阀的典型结构
控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2 )。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3 )。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A 口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2 位2 通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 图 3 插装元件
《液压传动与控制》模拟试卷A 一、选择题 1．下列关于液压系统特征的表述正确的是。 A) 以液体作为工作介质，实现传动；B) 系统压力由外载来建立，系统压力大小与负载大小有关；C) 执行元件的运动速度，通常由系统中的流量(动力元件容积变化)来决定的；D)系统的功率决定于系统的流量和压力。 2．液压泵、液压马达和液压缸都是液压传动系统中的能量转换元件，是把机械能转换为压力能，而则将压力能转换成机械能。 A) 液压泵；B) 液压马达；C) 液压缸。 3．流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。在下列容积式泵中，都存在流量脉动，尤以的流量脉动最大。 A) 齿轮泵；B) 叶片泵；C) 柱塞泵。 4．下面元件中可实现变量的有。 A) 齿轮液压泵或液压马达；B) 叶片液压泵或液压马达；C) 柱塞液压泵或液压马达。 5．下面可实现执行元件快速运动的有效办法是。A)差动连接；B)双泵并联；C)增速缸；D）调速阀。
6．可用于控制液流的压力、方向和流量的元件或装置称为液压控制阀。可控制方向；可控制流量；可控制压力。 A)减压阀；B)溢流阀；C)单向阀；D)调速阀。 7．下面关于换向阀最正确的描述是 D 。 A)三位四通换向阀；B)二位三通换向阀；C)一位二通换向阀； D)二位四通液动换向阀。 8．下面可以构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速的滑阀机能是型。 A) O；B) P；C) Y；D）M。 9．下列法中可能有先导阀的阀是。 A)换向阀；B)溢流阀；C)比例减压阀；D）顺序阀。 10．0型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀的中位机能是型。 A) O；B) P；C) Y；D）M。 11．在压力阀控制压力的过程中，需要解决压力可调和压力反馈两个方面的问题，压力调节的原理通常是。调压方式主要用于液压阀的先导级中。 A)流量型油源并联溢流式调压；B)压力型油源串联减压式调压；C)半桥回路分压式调压。
各种液压控制阀图型符号和功用 一、方向控制阀： 名称功用职能符号说明 单向阀允许液流单向通过，反向被截止。 液控单向阀既有单向止回作用又能使阀在控制油的控制下实现阀的反向开启。 双向液压锁当两条进口油路 无油压，两条出口 油路被锁闭。 当一条进口油路有油 压，另一条油路双向 导通。 换向阀用于将两个或两 个以上的油口接 通或切断改变液 流方向。 人力 控制 按扭式拉钮式按—拉式手柄式踏板式双向踏板式一般符号机械 控制 顶杆式可变行程式弹簧式滚轮式 电气 控制 单作用电磁式双作用电磁式比例电磁式比例双电磁式 例：三位四通Y型弹 簧复位双作用电磁阀 压力 控制 加压或卸压控制差动控制 例子：三位四通O型 弹簧复位液动阀 先导 控制 加压 控制 液动式（外控）二级（内控内泄）电液式（外控） 例子：三位四通O型 外控电液阀 卸压 控制 液动式（内泄控制）（外泄控制）电液式（外控外泄） 反馈 控制 一般符号 梭阀有两个进口和一 个公共出口，在进 口压力的作用下， 出口自动地与其 中一个进口接通 的阀。 或门型与门型
二、压力控制阀： 名 称 功用职能符号说明 溢 流 阀 控制阀的进口压 力的压力阀。 直动型溢流阀先导型溢流阀先导型电磁溢流阀卸荷溢流阀一般符号 减 压 阀 使流经阀的油液 节流降压，以便从 系统中分出油压 较低的支路。直动型减压阀先导型减压阀定比减压阀定差减压阀一般符号顺 序 阀 用油压信号控制 油路接通或隔断 的阀，常用来自动 控制油缸或油马 达的动作顺序。直动型直控顺序阀直动型外控顺序阀先导型顺序阀单向顺序阀（平衡阀）一般符号卸 荷 阀 使油泵或油路卸 荷（卸压），减小 功率消耗。 顺序阀和先导 型溢流阀都可 以作为卸荷阀 使用。 名称功用职能符号说明 节流阀 靠改变阀的开度来改 变通流面积，从而控制 流量，借以控制执行机 构的运动速度。不可调节流阀可调节流阀单向节流阀 油压差、油温、 油的状况、节流 口堵塞影响流量 的稳定性。 调速阀 （普通型 调速阀） 提供稳定的流量使执 行元件运动速度稳定。 普通型调速阀温度补偿型调速阀 轻载时功率损耗 比溢流节流阀 大，油液发热程 度较大。 溢流节流 阀 提供稳定的流量使执 行元件运动速度稳定。 流量稳定性不如 普通型调速阀。三位四通换向阀中位机能 （中位时油路沟通型式） 注：MP型 和OP型称 为特殊机能 换向阀。
项目六液压控制阀及液压回路 一、填空题 1．在定量泵供油的系统中，用流量控制阀实现对执行元件的速度调节。这种回路称为_______。2．调速阀是由________阀和 _______阀________联组成的。_______阀的进出口的压力差是由 ________阀保证而基本不变化一的，使其流量不受负载变化的影响。一般情况下，对于调速阀其 ________必须大于一定值（5×105Pa或10×105Pa），才能正常工作。 3．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为________，性能的好坏用________或________、________评价。 4．溢流阀为________压力控制，阀口常________，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为________压力控制，阀口常________，先导阀弹簧腔的泄漏油必须________。 5．当油液压力达到预定值时便发出电信号的液－电信号转换元件是_______。 6．三位四通手动中位机能为P型换向阀的职能符号是________。 7．溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是_______的，溢流量为_______，当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口是_______，溢流阀开始_______。8．换向阀的驱动方式主要有________、________、________、________等。 9．先导式溢流阀中先导阀起________作用、主阀起________作用。 10．减压阀简化图形符号________，调速阀简化图形符号_____，液控单向阀简化图形符号________。11．顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按预定顺序动作，按控制方式不同，分为________控制和________控制。同步回路的功用是使相同尺寸的执行元件在运动上同步，同步运动分为 ________同步和________同步两大类。 12.压力阀的共同特点是利用_____________和_____________相平衡的原理来进行工作的。 13. 溢流阀为压力控制，阀口常，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为压力控制，阀口常。 14.液压控制阀按其用途可分为_______、_______和_______三大类，分别调节、控制液压系统中液流的_______、_______和_______。 15.节流调速回路按节流阀的位置不同可分为_______节流调速、_______节流调速和_______节流调速回路三种。 16.调速阀是由_______与_______串联而成的组合阀。 17.先导式溢流阀由_______和_______两部分组成。 18.三位换向阀的不同，中位时对系统的控制性能也不同。 二、选择题 （）1．为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用（）型阀。 A．"O" 型阀 B．"P" 型阀 C．"Y"型阀D．H型阀。 （）2．电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成,其中电磁换向阀的作用是（）。
液压控制阀的分类及作用 液压控制阀是液压系统中控制油液方向、压力和流量的元件。借助于这些阀，便能对执行元件的启动、停止、方向、速度、动作顺序和克服负载的能力进行控制与调节，使各类液压机械都能按要求协调地进行工作。 液压阀的分类 A【按用途分】 液压阀可分为方向控制阀（如单向阀和换向阀）、压力控制阀（如溢流阀、减压阀和顺序阀等)和流量控制阀（如节流阀和调速阀等）。这三类阀还可根据需要相互组合成为组合阀，如单向川页序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 B【按工作原理分】 液压阀可分为开关阀（或通断阀）、伺服阀、比例阀和逻辑阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作，本章将重点介绍这一使用最为普遍的阀类。伺服阀和比例阀能根据输入信号连续地或按比例的控制系统的数据。逻辑阀则按预先编制的逻辑程序控制执行元件的动作。 C【按安装连接形式分】 按安装连接形式，液压阀可分为： (1)螺丝式（管式)安装连接。阀的油口用螺丝管接头和管道及其他元件连接，并由此固定在管路上。这种方式适用于简单液压系统。 (2)螺旋式安装连接。阀的各油口均布置在同一安装面上，并用螺丝固定在与阀有对应油口的连接板上，再用管接头和管道与其他元件连接；或者把这几个阀用螺丝固定在一个集成块 的不同侧面上，在集成块上打孔，沟通各阀组成回路。由于拆卸阀时无需拆卸与之相连的其他元件，故这种安装连接方式应用较广。 (3)叠加式安装连接。阀的上下面为连接结合面，各油口分别在这两个面上，且同规格阀的油口连接尺寸相同。每个阀除其自身的功能外，还起油路通道的作用，阀相互叠装便成回路，无需管道连接，故结构紧凑，阻力损失很小。 (4)法兰式安装连接。和螺丝式连接相似，只是法兰式代替螺丝管接头。用于通径！32_
液压与气动技术习题集（附答案） 第四章液压控制阀 一．填空题 1.单向阀的作用是控制液流沿一个方向流动。对单向阀的性能要求是：油液通过时，压力损失小；反向截止时，密封性能好。 2.单向阀中的弹簧意在克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位。当背压阀用时，应改变弹簧的刚度。 3.机动换向阀利用运动部件上的撞块或凸轮压下阀芯使油路换向，换向时其阀芯移动速度可以控制，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在运动部件运动过程中接触到的位置。 4.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联接形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的中位机能。为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，可选用 Y型中位机能换向阀。 5.电液动换向阀中的先导阀是电磁换向阀，其中位机能是“Y”，型，意在保证主滑阀换向中的灵敏度（或响应速度）；而控制油路中的“可调节流口”是为了调节主阀的换向速度。 6.三位阀两端的弹簧是为了克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位，并（在位置上）对中。 7.为实现系统卸荷、缸锁紧换向阀中位机能（“M”、“P”、“O”、“H”、“Y”）可选用其中的“M”，型；为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，中位机能可选用“Y”。型。 8.液压控制阀按其作用通常可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 9.在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是调压，而主阀的作用主要是减压。10．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性，性能的好坏用调压偏差或开启压力比、闭合压力比评价。显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k和n b大好。 11．将压力阀的调压弹簧全部放松，阀通过额定流量时，进油腔和回油腔压力的差值称为阀的压力损失，而溢流阀的调定压力是指溢流阀达到额定流量时所对应的压力值。 12．溢流阀调定压力P Y的含义是溢流阀流过额定流量时所对应的压力值；开启比指的是开启压力与调定压力的比值，它是衡量溢流阀静态性能的指标，其值 越大越好。 13．溢流阀应用在定量泵节流调速回路中起溢流稳压作用，这时阀口是常开的；而应用在容
五、分析题 1．如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力p y＝30×105Pa。要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问题：1）在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F 段与泵出口处B点的油路是否始终是连通的？2）在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力p B ＝30×105Pa，B点和E点压力哪个压力大？若泵的工作压力p B＝15×105Pa，B点和E点哪个压力大？3）在电磁铁DT吸合时，泵的流量是如何流到油箱中去的？ 解：1）在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通2）当泵的工作压力p B＝30×105Pa时，先导阀打开，油流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主阀芯的两端产生压降，使主阀芯打开进行溢流，先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力，故p B> p E；当泵的工作压力p B＝15×105Pa时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，p B＝p E。 3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但这部分的流量很小，溢流量主要是通过CD油管流回油箱。 2．将二个减压阀串联成图示系统。取p y＝45×105Pa，p j1＝35×105Pa，p j2＝20×105Pa，活塞运动时，负载Ｆ=1200Ｎ，活塞面积A=15 cm2，减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。试确定：1）活塞在运动时和到达终端位置，A，B，C各点处的压力等于多少？（105Pa）2）若负载阻力增加到Ｆ=4200Ｎ，所有阀的调整值仍为原来数值，这时A，B，C各点的压力为多少？（105Pa） 解：（运动时8、8、8，终端35、45、20；35、45、20 ）
第五章液压控制阀 第一节概述 1.1液压阀的作用 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。例如： （1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。 （2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。 1.2液压阀的分类 液压阀可按不同的特征进行分类，如表5—1所示。
（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。 （2）油液流过的压力损失小。 （3）密封性能好。 （4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。 第二节方向控制阀 一、单向阀 液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 1.普通单向阀普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。图5—1（a）所示是一种管式普通单向阀的结构。压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。图5—1（b）所示是单向阀的职能符号图。 图5-1 (a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧 2.液控单向阀图5—2（a）所示是液控单向阀的结构。当控制
1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 3、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。零位工作点的条件是 q=p=x=0 L L V 。 4、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。流量-压力系 数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力，当各系 数增大时对系统的影响如下表所示。 稳定性响应特 性稳态误差 q K c K p K 5、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 6、什么叫液压动力元件？有哪些控制方式？有几种基本组成类型？ 答：液压动力元件（或称为液压动力机构）是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀，也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。 7、何谓液压弹簧刚度？为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度？ 答：液压弹簧刚度 2 e p h t 4A K V β =，它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所
液压控制系统王春行版 课后题答案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的 能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性
答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影 响，存在泄漏流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c =K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3d=810m ?，径向间隙 -6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。工作，流 量系数d C =0.62，求阀的零位系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =?
履带式起重机的组成及工作原理 一、履带式起重机概况 履带式起重机是在行走的履带式底盘上装有行走装置、起重装置、变幅装置、回转装置的起重机。履带式起重机有一个独立的能源,结构紧凑、外形尺寸相对较小,机动性好,可满足工程起重机流动性的要求,比较适合建筑施工的需要,达到作业现场就可随时技入工作。 履带式起重机按传动方式不同,可分为机械式、液压式和电动式三种。其中,机械式又分为内燃机一机械驱动和电动一机械驱动两种。 目前,工程起重机通常采用以下复合驱动方式: 内燃机一电力驱动内燃机一电力驱动与外接电源的电力驱动的主要区别是动力源不同,前者采用独立的内燃机作动力源,后者外接电网电源。内燃机一电力驱动通常是由柴油机驱动发电机发电,把内燃机的机械能转化为电能,传送到工作机构的电动机上,再变为机械能带动工作机构运转。
内燃机一液压驱动内燃机一液压驱动在现代工程起重机中得到了越来越广泛的应用,主要原因一是柴油发动机机械能转化为液压能后,实现液压传动有许多优越性,二是由于液压技术发展很快,使起重机液压传动技术日趋完美。 二、履带式起重机的组成部分 如下图所示,履带式起重机主要由下列几部分组成。 1. 取物装置 履带式起重机的取物装置主要是吊钩(抓斗、电磁吸盘等作为附属装置)。 2. 吊臂
用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构,它可以俯仰以改变工作半径。它直接装在上部回转平台上。吊臂可以根据施工需要在基本吊臂基础上接长。在必要时,还可在主吊臂的顶端装一吊臂,扩大作业范围,这种吊臂称副臂。 3. 上车回转部分 它是在起重作业时可以回转的部分包括装在回转平台上除吊臂、配重、吊钩等以外的全部机构和装置。 4. 行走部分 它是履带式起重机的下部行走部分,是履带式起重机的底盘,同时也是上车回转部分的基础。主要有履带、驱动轮、导向轮、支重轮、上托轮、行走马达、行走减速箱、履带张紧装置、履带伸缩油缸等组成。 5. 回转支承部分 它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的,包括回转支承装置的全部回转、滚动和不动的零部件和用来固定回转支承装置的机架等(不包括四转小齿轮)。 6. 配重 配重是安装在起重机回转平台尾部的具有一定形状的铁块,目的是确保起重机能稳定地工作。在必要时,这些铁块可以卸下后单独搬运。 7. 动力装置 动力装置即为动力源。在履带式起重机上,大部分动力装置为四冲程柴油发动机。在履带式起重机上,它把内燃机的机械能经液压油泵转变为液压能,经液压油管和各种控制阀将液压能传给液压马达和液压油缸,液压马达和液压油缸再将液压能转变为机械能驱动各工作机构。 8. 机械传动部分 它把内燃机的动力传递给液压油泵,再把液压马达、液压油缸的液压能变成机械能,带动各工作机构。机械传动部分主要由分动箱、减速箱、离合器、卷筒、轴、轴承、滑轮等部分组成。 9. 液压传动部分 主要由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀、液压油管、液压油箱等组成。液压油泵把内燃机的机械能转变为液压能,液压马达把液压能转化为机械能驱动各工作机构。由于液压传动
第 二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量 2c c0r = 32W K πμ ，p0c = K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。
液压控制阀的分类及作用Last revision on 21 December 2020
液压控制阀的分类及作用液压控制阀是液压系统中控制油液方向、压力和流量的元件。借助于这些阀，便能对执行元件的启动、停止、方向、速度、动作顺序和克服负载的能力进行控制与调节，使各类液压机械都能按要求协调地进行工作。 液压阀的分类 A【按用途分】 液压阀可分为方向控制阀（如单向阀和换向阀）、压力控制阀（如溢流阀、减压阀和顺序阀等)和流量控制阀（如节流阀和调速阀等）。这三类阀还可根据需要相互组合成为组合阀，如单向川页序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 B【按工作原理分】 液压阀可分为开关阀（或通断阀）、伺服阀、比例阀和逻辑阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作，本章将重点介绍这一使用最为普遍的阀类。伺服阀和比例阀能根据输入信号连续地或按比例的控制系统的数据。逻辑阀则按预先编制的逻辑程序控制执行元件的动作。 C【按安装连接形式分】 按安装连接形式，液压阀可分为： (1)螺丝式（管式)安装连接。阀的油口用螺丝管接头和管道及其他元件连接，并由此固定在管路上。这种方式适用于简单液压系统。 (2)螺旋式安装连接。阀的各油口均布置在同一安装面上，并用螺丝固定在与阀有对应油口的连接板上，再用管接头和管道与其他元件连接；或者把这几个阀用螺丝固定在一个
集成块 的不同侧面上，在集成块上打孔，沟通各阀组成回路。由于拆卸阀时无需拆卸与之相连的其他元件，故这种安装连接方式应用较广。 (3)叠加式安装连接。阀的上下面为连接结合面，各油口分别在这两个面上，且同规格阀的油口连接尺寸相同。每个阀除其自身的功能外，还起油路通道的作用，阀相互叠装便成回路，无需管道连接，故结构紧凑，阻力损失很小。 (4)法兰式安装连接。和螺丝式连接相似，只是法兰式代替螺丝管接头。用于通径！32_以上的大流量系统。它的强度高，连接可靠。 (5)插装式安装连接。这类阀无单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的单元体插装在插装块的预制孔中，用连接螺丝或盖板固定，并通过块内通道把各插装式阀连接组成回路，插装块起到阀体和管路的作用。这是适应液压系统集成化而发展起来的一种新型安装连接方式。
泰安科创矿山设备有限公司 液压阀教程
普通单向阀: (a)结构图(b)职能符号图 1—阀体2—阀芯3—弹簧 工作原理： 普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。（a）所示是一种管式普通单向阀的结构。压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。 图（b）所示是单向阀的职能符号图。
液控单向阀： (a)结构图 (b)职能符号图 1—活塞2—顶杆3—阀芯 工作原理： 当控制口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样；压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。
二、换向阀 工作原理： 该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则通口P和B相通，A和T相通。 （b）所示是它的职能符号。
手动换向阀： (a)职能符号图(b)结构图 1—手柄2—阀芯3—弹簧〖JZ〗〗 工作原理： 图(b)为自动复位式手动换向阀，放开手柄1、阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。 如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀。 图(a)为职能符号图。
2.1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 解答：（1）困油现象。采取措施：在两端盖板上开卸荷槽。（2）径向不平衡力：采取措施：缩小压油口直径；增大扫膛处的径向间 隙；过渡区连通；支撑上采用滚针轴承或滑动轴承。（3）齿轮泵的泄漏：采取措施：采用断面间隙自动补偿装置。 ? 2.2 叶片泵能否实现反转?请说出理由并进行分析。解答：叶片泵不允许反转，因为叶片在转子中有安放角，为了提高密封性叶片本身也有方向性。 ? 2.3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 ?解答：（1）齿轮泵: 优点：结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；主要缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。应用：齿轮泵被广泛地应用于采矿设备，冶金设备，建筑机械，工程机械，农林机械等各个行业。（2）叶片泵：优点：排油均匀，工作平稳，噪声小。缺点：结构较复杂，对油液的污染比较敏感。应用：在精密仪器控制方面应用广泛。（3）柱塞泵：优点：性能较完善，特点是泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作。缺点：结构复杂，造价高。应用：在凿岩、冶金机械等领域获得广泛应用。 ? 2.4 齿轮泵的模数 m=4 mm，齿数 z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速 n=2000 r／min时，泵的实际输出流量 Q=30 L／min，求泵的容积效率。?解答： η v=q/qt=q/(6.6~7)zm2bn =30/(6.6×9×42×18× 2000 ×10-6)=0.87 ? ? 2.5 YB63型叶片泵的最高压力 pmax=6.3MPa，叶片宽度 B=24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ= 13°,定子曲线长径 R=49mm，短径 r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速 n=960r／min，试求：(1) 叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出功率是多少?解 答： ? 2.6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径 d=22mm，柱塞分布圆直径 D=68mm，柱塞数 z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速 n=1450r／min，泵输出压力p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 ?解答：（1） qt=πd2zDntan β /4 = π×0.0222×7×0.068tan20°/4 =0.0016 (m3/s) ?（2）q= qt ×ηV= 0.0016 ×0.97=0.00155 (m3/s) ?（3）N入=N出/ (η m ηV)=pq/ (η m ηV) ? =28 ×106×0.00155/(0.9×0.97) ? =49713(W)=49.7(kW)