第六章液压阀(压力控制阀)汇总
第6讲 液压控制阀(流量控制阀及其它控制阀)讲解
流量控制原理
节流口的流量特性：
对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:
式中:
A
p m
K
q K A pm
q
阀口通流面积； 阀口前、后压差； 由节流口形状和结构决定 的指数，0.5＜m＜l ； 节流系数。
m=1
细长孔
簿壁口 m=0.5
节流口的 Δp
流量-压力特性
在流体力学中，两类节流口:
液压放大器接受小功率的转角或位移信号，对大功率的液 压油进行调节和分配，实现控制功率的转换和放大。图中 有喷嘴挡板（前置级）和主滑阀两级。
反馈平衡机构使阀输出的流量或压力与输入信号成比例。 图中反馈弹簧杆为反馈机构。
力矩马达
Ti N
吸N S
斥
S
S
导磁体
i指
Ti
Kt
N
N斥
N S吸
衔铁 磁钢
S
（1） 一类是细长孔，m=1。在液压工程中，往往把这类节流口当作 固定(不可调)节流器使用。 （2）一类是薄壁节流口,m=0.5。用紊流计算这一类节流口的流量。 常常把它们作为节流阀阀口使用。
薄壁小孔的流量公式由式:
q
m
q Cd A
2
p1
p2
Cd
A
2
p
式中: Cd—流量系数； ρ—油液密度。
该阀又称为溢流节流阀， 由节流阀与差压式溢流阀 并连而成，阀体上有一个 进油口，一个出油口，一 个回油口。这里节流阀既 是调节元件，又是检测元 件；差压式溢流阀是压力 补偿元件，它保证了节流 阀前后压力差Δp 基本不变。
液压阀的种类
液压阀的种类（所有的）溢流阀﹑减压阀、顺序阀、节流阀、集流阀、分流阀、调速阀、单向阀、换向阀、电磁阀、反向控制阀压力控制阀：溢流阀﹑减压阀和顺序阀流量控制阀：节流阀，集流阀，分流阀，调速阀方向控制阀：单向阀和换向阀压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。
(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。
用於过载保护的溢流阀称为安全阀。
当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。
(2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。
减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。
(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。
油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。
流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產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。
(2)调速阀：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：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。
方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。
各种液压阀介绍
1.液压阀的功能液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。
压力阀和流量阀利用流通截面的节流作用控制系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。
2. 液压阀的分类分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡法、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器等流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀、排气节流阀等方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向控制阀、快速排气阀、脉冲阀等按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀锥阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀按操纵方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电机和步进电机控制按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀、多路阀插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二通插装阀）按控制方式电液比例阀电液比例压力阀、电液比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例复合阀、电液比例多路阀伺服阀单、两级（喷嘴挡板时、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀、电液压力伺服阀、气液伺服阀、机液伺服阀数字控制阀数字控制压力阀、数字控制流量阀与方向阀按输出参数可调节性开关控制阀方向控制阀、顺序阀、限速切断阀、逻辑元件输出参数连续可调的阀溢流阀、减压阀、节流阀、调速阀、各类电液控制阀（比例阀、伺服阀）3. 液压阀的共同特点（1）在结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱动阀心动作的元、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，进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。
4. 方向控制阀本节主要介绍液压系统控制元件中的方向控制元件,方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。
液压阀工作原理详解
由定差减压阀与节流阀串联而成，用定差减压阀来保证可调节流阀前后的压力差不受负载变化的影响，从而使通 过节流阀的流量为恒定值。
04
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液压阀的选型与使用注意事项
液压阀的选型原则与方法
01
根据系统工作压力和流量选择合适 的液压阀额定压力和流量规格。
02
根据系统功能需求选择正确的液压 阀类型，如方向控制阀、压力控制
高压化与大流量化
为满足液压系统高压、大流量的需求， 液压阀正朝着高压化、大流量化的方 向发展，提高阀的通流能力和耐压性 能。
新型液压阀的研究与应用前景
比例阀与伺服阀
比例阀和伺服阀作为新型液压阀 的代表，具有高精度、快速响应、 宽频带等优点，被广泛应用于高 精度、高性能的液压系统中。
高速开关阀
高速开关阀具有响应速度快、抗 污染能力强等特点，在高速、高 频响的液压系统中具有广阔的应 用前景。
液压阀工作原理 详解
目录
• 液压阀概述 • 液压阀的基本结构与工作原理 • 常见类型液压阀的工作原理详解 • 液压阀的选型与使用注意事项 • 液压阀在液压系统中的应用实例分析 • 液压阀的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
液压阀概述
液压阀的定义与分类
定义
液压阀是一种利用液压力控制液体 流动方向、压力和流量的装置，是 液压系统中的关键元件。
方向控制阀的应用
方向控制阀用于控制液压油的流动方向，如换向阀用于改变 液压油的流动方向，单向阀用于防止液压油倒流等。
流量控制阀的应用
流量控制阀用于调节液压油的流量，如节流阀用于调节执行 元件的速度，调速阀用于实现执行元件的无级调速等。
复合控制阀的应用
复合控制阀集成了多种控制功能于一体，如顺序阀、平衡阀 等，用于实现复杂的控制逻辑和动作要求。
液压阀的种类
液压阀的种类Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】液压阀的种类（所有的）溢流阀﹑减压阀、顺序阀、节流阀、集流阀、分流阀、调速阀、单向阀、换向阀、电磁阀、反向控制阀压力控制阀：溢流阀﹑减压阀和顺序阀流量控制阀：节流阀，集流阀，分流阀，调速阀方向控制阀：单向阀和换向阀压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。
(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。
用於过载保护的溢流阀称为安全阀。
当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。
(2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。
减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。
(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。
油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。
流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產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。
(2)调速阀：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：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。
液压阀种类及作用
液压阀种类及作用液压阀是液压系统中的重要组成部分，用于控制液压流体的流量、压力和方向。
下面是一些常见的液压阀种类及其作用：1. 方向控制阀：- 单向阀（Check Valve）：防止液压流体逆流，只允许单向流动。
- 换向阀（Directional Valve）：控制液压系统中液压流体的流向，可以实现单向、双向或多向流动。
2. 流量控制阀：- 节流阀（Throttle Valve）：通过调节液流的截面积来控制流量，用于控制液压系统中的流量速度。
- 溢流阀（Relief Valve）：当液压系统中的压力超过设定值时，通过溢流来保护系统，控制流量和压力。
3. 压力控制阀：- 定压阀（Pressure Relief Valve）：用于限制液压系统中的最大工作压力，保护系统免受过高压力的损害。
- 压力序列阀（Sequence Valve）：在液压系统中按照一定的顺序控制压力的释放，用于实现多级动作。
4. 定位控制阀：- 电磁阀（Solenoid Valve）：通过电磁力控制阀门的开启和关闭，实现液压系统的远程控制。
- 比例阀（Proportional Valve）：根据输入信号的变化，精确控制液压系统中的流量、压力和位置。
5. 安全控制阀：- 逃逸阀（Escape Valve）：用于在紧急情况下快速释放液压系统中的压力，以确保系统和人员的安全。
- 断电阀（Shut-off Valve）：在断电或紧急情况下，迅速切断液压系统中的液流，保持系统稳定和安全。
以上仅列举了一些常见的液压阀种类及其作用，实际应用中还有其他特殊功能的阀门。
液压阀的选择取决于液压系统的需求和工作条件，通过合理的组合和控制，实现液压系统的稳定运行和精确控制。
液压传动第六章
6.1.2 液压阀的分类 单向阀和换向阀
利用通流通道的更换来 溢流阀、减压阀、顺序 方向阀 阀和压力继电器 控制油液的流动方向
液 压 阀
压力阀 流量阀
节流阀、调速阀、 溢流节流阀
利用通流截面的节流作用 来控制系统的压力和流量
6.1.3 对液压阀的基本要求
液压系统中所使用的液压阀均应满足以下基本要求: (1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。
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。
当K1通压力油，K2通回油时,阀芯 右移,P与A通,B与T通；当K2通压 力油，K1通回油时,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。
三位四通液动换向阀
5)电液换向阀 电液换向阀是由电磁阀和液动阀结合在一起构成 的一种组合式换向阀。
A B
油路，防止油路间的互相干扰。
单向阀要以和其他阀组成组合阀，例如 单向顺序阀、单向节流阀等。
单向阀的职能符号
2.液控单向阀
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,活塞1右移,推动顶杆2顶开阀芯,使油口P1和P2接通,油液 就可在两个方向自由通流。此时液控单向阀相当于一条通路。
①缸的两腔被封闭，活塞在任一位置均可停住，且能承受一 定的正向负载和反向负载。 ②因P口封闭，泵不能卸荷，泵排出的压力油只能从溢流阀排 回油箱。 ③可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处 于中位时，仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工 作。
AB
H型机能
P T
2）H型机能 阀芯处于中位时, P，A，B，T四个油口互通，特点如下： ①虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不 能承受负载； ②不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也 不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言；
液压第六章4流量控制阀.答案
综上所述，无论是分流阀还是集流阀，
保证两油口流量不受出口压力(或进口压
力)变化的影响，始终保证流量相等或成
一定比例是依靠阀芯的位移改变可变节
流口的开口面积进行压力补偿的。
（一）调速阀
1.调速阀的工作原理
调速阀是由节流阀与定差减压阀串联组成。 若定差减压阀阀芯受力平衡处于某一位置时，节流阀 进出口压力差Δp＝p2-p3＝Ft/A为一确定值, 定差减压阀的阀口开度一定，使压力p1减至p2，因此 流经调速阀，即节流阀流量与节流阀的开口面积成正 比。 调速阀工作原理图、调速阀动画原理图 调速阀产品照片
四、分流集流阀
有些液压系统由一台液压泵同时向几个执行元件 供油，要求不论各执行元件的负载如何变化，执 行元件能够保持相同（一定比例）的运动速度， 即速度同步。分流集流阀就是用来保证多个执行 元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。 分流集流阀是利用负载压力反馈的原理来补偿因 负载变化引起流量变化的一种流量控制阀。它只 能控制流量的分配，不能控制流量的大小。
分流集流阀包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种不同控制 类型。分流阀安装在执行元件的进口，集流阀安装在执行 元件的回油路。 分流阀和集流阀只能 保证执行元件单方向 的同步运动，而要求
执行元件双向同步则
可以采用分流集流阀。
1.分流阀的工作原理与基本结构 图所示为分流阀的结构原理图。分流阀动画图、分流集流阀 装配动画图
2.集流阀的工作原理与基本结构
保证两执行元件的回油流量相等或为一定比例，并汇集两 股回油在一起的流量控制阀，叫集流阀。它的工作原理与分 流阀相同，但在结构上把固定节流孔布置在集油口的一边， 而且，阀芯两端控制腔和
同端的可变节流口的油腔 相通。 集流阀动画图
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力不高时，锥阀芯6被弹簧3紧压在阀座1上，阀口关闭。当进
口油压升高到能克服调压弹簧3的弹簧力时，便推开锥阀芯6使 阀口打开，油液就由进油口P流入，再从回油口O流回油箱， 进油压力也就不会继续升高。这时，可以认为阀芯在液压力和 弹簧力作用下保持平衡，溢流阀进口处的压力基本保持为定值。
调节手柄改变弹簧预压缩量，便可调整溢流阀的溢流压力。
所以可认为，只要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀入口
处的压力就基本上恒定。调节弹簧7的预压缩量，便可调整溢 流压力。改变弹簧7的刚度，便可改变调压范围。阻尼孔1的作 用是减小阀芯扰动。
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
图中的阀是锥阀座型直动式溢流阀，并采用插入式结构， 其中锥阀的下部是减振活塞。当进油口P从系统进入的油液压
常态。
正常工作，压力油从P油口流向O油口。当作用在阀芯3下 端的液压推力大于阀芯上端的弹簧7所产生的弹簧力时，阀芯3 向上移动打开阀口，在P油口与O油口之间形成小的过流通道， 使油液从O油口流回油箱。
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
油液流经阀口时产生压力损失，在阀前P油口处便形成了
压力。此压力作用在阀芯3下端面上所产生的力与弹簧7所产生 的力相平衡。因此，调节弹簧7的推力，便可调节阀溢流时的 P油口压力。通过溢流阀的流量变化时，阀芯位置也变化，但 因阀芯移动距离很小，因此作用在阀芯上的弹簧力变化不大，
溢流作用。调节先导阀的调压弹簧4，便可调节溢流压力。阀 体上有一个远程控制油口K。使用远程调压阀后，便可对系统 的溢流压力实行远程调节。
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
调压手柄 调压弹簧
导阀芯
主阀弹簧
先导级固 定节流孔
主阀芯
主阀口
进油口P1
出油口P2
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
（三）静态特性 （a）压力—流量特性（pq特性） 压力－流量特性又称溢流特性。它表征溢流量变化时溢流 阀进口压力的变化情况，即稳压性能。理想的溢流特性曲线应
1－主阀；2－主阀弹簧；3－先导阀； 4－调压弹簧；5－阻尼孔 南昌大学
第四节 压力控制阀
一、溢流阀
当系统压力增大到使先导阀3芯打开时，液流通过阻尼孔5、 先导阀芯3流回油箱。由于阻尼孔5的阻尼作用，使主阀芯1右 端的压力大于左端的压力，主阀芯1在压差的作用下向左移动，
打开阀口，使P油口和O油口之间形成有阻尼的溢流通道，实现
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
锥阀座型直动式溢流阀 1－阀座；2－调节杆；3－调压弹簧； 4－套管；5－阀体；6－锥阀芯 这种溢流阀因压力油直接作用于阀 芯，故称为直动式溢流阀。直动式溢流 阀一般只能用于低压小流量工况，因控 制较高压力或较大流量时，需要刚度较 大的硬弹簧，不但手动调节困难，而且 阀口开度（弹簧压缩量）略有变化，便 引起较大的压力波动。系统压力较高时 就需要采用先导式溢流阀。
第六章 液压阀 方向控制阀
南昌大学机电工程学院
第六章 液压阀
本章内容
第一节 概述
第二节 液压阀上的共性问题 第三节 方向控制阀 第四节 压力控制阀 第五节 流量控制阀
第六节 电液伺服阀
第七节 电液比例阀 第八节 电液数字阀 第九节 叠加阀和插装阀
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第四节 压力控制阀
直动式
按工作原理分 先导式 滑阀 压力控制阀 按阀芯结构分 球阀 锥阀
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第四节 压力控制阀
直动型溢流阀 与符号的对应关系 阀口 测压孔
阀 口
比较：
F指 F指 p L A Kx 0 K ( x0 x) Kx0 p (常数) A A
溢流阀的符号
受压面
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
2、先导式溢流阀
先导型溢流阀的主 要特点：由主阀芯负责 控制系统的压力，先导 级负责向主阀提供指令
按功用分
溢流阀
减压阀 顺序阀 压力继电器
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
（一）功用和要求 溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维
持恒定，实现稳压、调压或限压作用。
对溢流阀的主要要求：调压范围大，调压偏差小，压力振 摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。 分为直动式、先导式
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第四节 压力控制阀
是一条平行于流量坐标的直线，即进油压力在达到调定的压力
后，立即溢流，且不管溢流量多少，压力始终保持恒定。但实 际的溢流阀，因溢流量的变化引起阀口开度变化，即弹簧压缩 量的变化，进口压力不可能完全恒定。为便于分析问题，下面 推导直动式溢流阀的p－q特性方程式。
南昌大学第四节 压力控制阀 Nhomakorabea以直动式溢流阀为研究对象，设阀芯直径为d；当阀稳定溢 流时，设阀口开度为x，阀口前后腔压力分别为 p 和p2。由于 回油通油箱，则p2 = 0，故压差Δp = p。若忽略阀芯自重和稳 态液动力这些次要因素，可以列出阀芯受力平衡方程式为：
p
d
4
2
k ( x0 x)
式中：k — 调压弹簧的弹簧刚度； x0 — 阀口开度为零时调压弹簧的预压缩量。 溢流阀开始溢流时，阀口处于将开未开状态，x = 0，这时 的进口压力称为开启压力，以p0表示，则有：
p0
d2
4
kx0
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第四节 压力控制阀
将上两式相减，可得阀口开度x的表达式为： d2 x ( p p0 ) 4k 当忽略阀芯与阀体孔的配合间隙时，阀口通流截面面积 AT=dx，将上式代入，则有： 2d 3 AT ( p p0 ) 4 Ks 再将上式代入阀口流量计算公式，并注意到Δp=p ，便得：
一、溢流阀
（二）工作原理和结构 1、直动式溢流阀 1－阻尼孔； 2－阀体；
3－阀芯；
4－阀盖； 5－调压螺钉； 6－弹簧座； 7－弹簧
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
通常阀的P油口与系统连通，O油口与油箱连通。压力油
从P油口进入阀内，经阻尼孔1作用于阀芯3的下端面上。当P 油口的压力较低，阀芯3下端面上的液压推力小于上端的弹簧7 的作用力时，阀芯3处下端位置，阀芯3将P油口与O油口间的 通道关闭。此时阀不溢流，称为溢流阀的非溢流状态，或称为
力，作用在主阀芯上的
主油路液压力与先导级 所输出的“指令压力” 相平衡。
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第四节 压力控制阀
一、溢流阀
它由先导阀和主阀两部分
组成。从P油口引入的系统的
压力作用于主阀芯1及先导阀 芯3上。当系统压力较小，先 导阀未打开时，阀中液体没有 流动，作用在主阀左右两侧的
液压力平衡，主阀芯1被弹簧2
压在右端位置，阀口关闭。