第五章方向控制阀
合集下载
方向控制阀工作原理
方向控制阀工作原理
方向控制阀属于气动执行元件，主要用于控制气动系统中的气流方向。
它采用了先进的阀门结构设计，能够根据系统需求来控制气流的进出口。
方向控制阀一般由阀体、阀芯和驱动元件组成。
阀体是方向控制阀的主要外壳，用来固定和支撑其他组件。
阀芯是阀体内部移动的部分，它能够通过被驱动元件的作用产生运动，从而改变气流的路径和方向。
驱动元件一般是气动元件，如气缸、电磁阀等，它们能够根据输入的信号输出合适的力来驱动阀芯的运动。
方向控制阀的工作原理是通过驱动元件对阀芯的控制来改变气流的方向。
当驱动元件受到激励时，它能够对阀芯施加力，使得阀芯发生位移。
阀芯的位移可以让气流从一个通道进入另一个通道，从而改变气流的方向。
当驱动元件的激励结束时，阀芯会返回到初始位置，恢复气流的原来方向。
方向控制阀通常具有多个通道，每个通道都有一个入口和一个出口。
通过控制阀芯的位置，可以使气流从不同的入口流向不同的出口。
这样，方向控制阀能够实现在气动系统中的流向切换和控制，从而实现对执行元件的控制。
总之，方向控制阀工作原理是通过驱动元件对阀芯的控制来改变气流的方向，从而实现对气动系统中气流路径的切换和控制。
它是气动系统中重要的控制元件，广泛应用于工业自动化、机械制造等领域。
第五章 液压控制阀(方向阀)
二、液压阀的基本共同点及要求
尽管各类液压控制阀的功能和作用不同，
但结构和原理上均具有以下共同点： 1）在结构上都有阀体、阀芯、和操纵机构 组成； 2）在原理上都是依靠阀的启闭来限制、改 变液体的流动或停止，从而实现对系统的 控制和调节作用； 3）只要液体经过阀孔流动，均会产生压力 降低和温度升高等现象，通过阀孔的流量 与通流截面积及阀孔前后压力差有关，即 符合液体流经小孔的流量公式；
第二节 方向控制阀
方向控制阀用以控制液压系统中油液流动的方向或液流 的通与断，可分为单向阀和换向阀两类。 A B 一、单向阀 单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 单向阀的职能符号 1、普通单向阀 普通单向阀通常简称单向阀，又叫止回阀或逆止阀，只 允许油液正向流动，不允许倒流。
高、中、低压单向阀的工作原理完全一样，
图4-5 双向液压锁结构图 1-弹簧，2-阀芯，3-阀座，4-控制活塞
当压力油从A口流入，对于左侧液控单向阀为正 向流动，同时液压力作用于控制活塞使之向右移 动并推开右侧液控单向阀的阀芯，允许液体反方 向从D口→B口流动；同理，当压力油从B口流入 时，左侧液控单向阀同样允许液体反向流动；当 A口和B口都不通压力油时，相当于两个液压控 单向阀的控制压力同时消失，液控单向阀此时从 功能上等同于普通单向阀，这时无论C口还是D 口的油液存在压力而试图反方向流动都是不允许 的，且阀口的锥形面密封良好，这样与C口和D 口相连接的执行元件的两个容腔被封闭，由于液 体不可压缩，执行元件在正常情况（无泄漏）下 即使受外负载力的作用也可停留在规定的位置上。
2、用箭头符号“↑”表示指向的两油口相
通，但不一定表示液流的实际方向；用截 止符号“⊥”表示相应油口在阀内被封闭。
第五章 方向控制阀
第五章方向控制阀方向控制阀（方向阀）是控制液压系统中的液流方向的阀，用来对系统中各个支路的液流进行通、断的切换，以适应工作的要求。
一个液压系统所应用的各个控制阀中，方向阀占的数量相当多。
§5-1 方向阀的功能及分类常规方向阀的基本作用是对液流进行通、断（开、关）切换。
因此，工作原理比较简单，它的结构也并不复杂。
但是，为了满足不同液压系统对液流方向的控制要求，方向阀的品种规格名目繁多。
一、分类方向阀按其功能，大致可分成以下几种类型：有时把压力表开关也归到方向控制阀中。
除了上述一般的方向控制阀外，还有可以进行阀芯位置连续控制的电液比例方向阀。
从阀芯的结构特征来区分，又有锥阀式、球阀式、滑阀式和转阀式等。
（一）单向阀单向阀类似于电路中的二极管。
在液压系统中单向阀只允许液流沿一个方向通过，反方向流动则被截止。
它是一种结构最简单的控制阀。
图5-1（图5-1省略p89）分别是钢球式直通单向阀和锥阀式直通单向阀。
液流从1P流入时，克服弹簧力而将阀芯顶开，再从2P流出。
当液流反向流入时，由于阀芯被压紧在阀座密封面上，所以流动被截止。
钢球式单向阀的结构简单，但密封性不如锥阀式，并且由于钢球没有导向部分，所以工作时容易产生振动，一般用在流量较小的场合。
锥阀式应用最多，虽然加工要求较钢球式高一些，但是它的导向性好，密封可靠。
图5-1所示单向阀是管式结构，尺寸小巧紧凑，可以直接安装在管路中。
此外还有板式结构的单向阀（图5-2）（图5-2省略p90），它的装拆维修比较方便，不过需要另行设置安装底板。
此外，由于板式单向阀内的流道有转弯，所以流动阻力损失较管式结构大。
单向阀中的弹簧主要是用来克服摩擦力、阀芯的重力和惯性力，使阀芯在液流反方向流动时能迅速关闭。
但弹簧过硬会影响阀的开启压力并造成过大的流动损失。
一般单向阀的开启压力大约0.03~0.05MPa，并可根据需要更换弹簧。
例如，单向阀作为背压阀使用时，需要具有与系统工作相适应的开启压力，因此采用较硬的弹簧。
第五章 控制阀
处于差动状态，系统不能卸荷。
Y
A 、 B 两个油口与 T 口相通， P 口封闭，执
行元件处于浮动状态，系统不能卸荷。
四个油口互相连通，执行元件处于浮动状 态，系统卸荷。
H
工程机械液压与液力传动
工程机械液压与液力传动
1．系统卸荷。 当阀处于中间位置时，P口能够通畅地与T口连通，使系统处 于卸荷状态，既节约能量，又防止油液发热，如M和H型； 2．执行机构浮动。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口互通，执行机构处于浮 动状态，可通过其他机构移动调整其位置，如Y和H型； 3．执行机构在任意位置停止。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，则可使执行机构 在任意位置停止，如O和M型； 4．系统保压。 当P口被封闭时，系统保压，液压泵能够用于多缸系统，如O和 Y型； 5．制动和锁紧要求。 执行元件采用了液压锁、制动器等时，要求中位时两腔与油 箱相通，保证锁紧和制动的可靠性，如O和M型。
换向阀
两位四通 换向阀 控制执 行元件 不能使执行元件在 任意位置停止运动 执行元件 正反向运
三位四通
换向阀
换向
能使执行元件在任
意位置停止运动
动时回油
方表示一个工作位置（若由虚线构成的方框则表示过 渡位置），有几个方框表示几位。 •一个方框中的箭头↑↓↗↙或堵塞符号⊥和┬与方框上边和下边 的交点数为油口通路数，有几个交点表示几通。箭头表示两油口连 通，但不表示流动方向，┬表示该油口堵死。 •将阀与系统供油路连通的油口用字母P表示，将阀与系统回油路连 通的油口用字母O或T表示，将阀与执行元件连通的油口用字母A和B 表示。 •换向阀都有两个以上的工作位置，其中一个是常位（即在不对换 向阀施加外力的情况下阀芯所处的位置），绘制液压系统图时，油 路一般应该连接在常位上。
Y
A 、 B 两个油口与 T 口相通， P 口封闭，执
行元件处于浮动状态，系统不能卸荷。
四个油口互相连通，执行元件处于浮动状 态，系统卸荷。
H
工程机械液压与液力传动
工程机械液压与液力传动
1．系统卸荷。 当阀处于中间位置时，P口能够通畅地与T口连通，使系统处 于卸荷状态，既节约能量，又防止油液发热，如M和H型； 2．执行机构浮动。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口互通，执行机构处于浮 动状态，可通过其他机构移动调整其位置，如Y和H型； 3．执行机构在任意位置停止。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，则可使执行机构 在任意位置停止，如O和M型； 4．系统保压。 当P口被封闭时，系统保压，液压泵能够用于多缸系统，如O和 Y型； 5．制动和锁紧要求。 执行元件采用了液压锁、制动器等时，要求中位时两腔与油 箱相通，保证锁紧和制动的可靠性，如O和M型。
换向阀
两位四通 换向阀 控制执 行元件 不能使执行元件在 任意位置停止运动 执行元件 正反向运
三位四通
换向阀
换向
能使执行元件在任
意位置停止运动
动时回油
方表示一个工作位置（若由虚线构成的方框则表示过 渡位置），有几个方框表示几位。 •一个方框中的箭头↑↓↗↙或堵塞符号⊥和┬与方框上边和下边 的交点数为油口通路数，有几个交点表示几通。箭头表示两油口连 通，但不表示流动方向，┬表示该油口堵死。 •将阀与系统供油路连通的油口用字母P表示，将阀与系统回油路连 通的油口用字母O或T表示，将阀与执行元件连通的油口用字母A和B 表示。 •换向阀都有两个以上的工作位置，其中一个是常位（即在不对换 向阀施加外力的情况下阀芯所处的位置），绘制液压系统图时，油 路一般应该连接在常位上。
液压控制阀 方向控制阀
液动换向阀
特征 分类 组成 工作原理 举例
液动换向阀特征
利用压力油改变滑阀位置以控制流向
液动换向阀分类
二位、 二位、三位等
液动换向阀组成
液动换向阀工作原理
图示位置： 图示位置： p、A、B、均 → T 、 、 、 k1通压力油：p→A，B→T 通压力油： ， k2通压力油：p→B，A→T 通压力油： ，
二位三通电磁换向阀
组成： 组成：
工作原理：图示位置： 工作原理：图示位置： P → A 、 B ┴ 电磁铁通电： 电磁铁通电：P → B 、 A ┴
电磁铁分类
交流（ ） 交流（D） 按电源分〈 直流（ ） 按电源分〈 直流（E） 本整形
电磁铁分类
干式
按内部有无油液〈 按内部有无油液〈
湿式
寿命长
结构原理
滑阀式换向阀基本概念
阀芯相对于阀体的工作位置数。 位: 阀芯相对于阀体的工作位置数。 通：阀体对外连接的主要油口数
不包括控制油口和泄漏油口） （不包括控制油口和泄漏油口）。
图形符号含义
1 位—用方格表示，几位即几个方格 用方格表示， 用方格表示 2 通—↑ ↑ 不通—┴ 不通 ┴ 、┬ 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通. 为几通 3 p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口 有固定方位， 进油口， 有固定方位 进油口 回油口 A.B—与执行元件连接的工作油口 与执行元件连接的工作油口 4 弹簧 弹簧—W、M，画在方格两侧。 、 ，画在方格两侧。 二位阀，靠弹簧的一格。 二位阀，靠弹簧的一格。 5 常态位置 常态位置< (原理图中，油路应该连接在常态位置 原理图中， 原理图中 油路应该连接在常态位置) 三位阀，中间一格。 三位阀，中间一格。
第五章 气动控制元件
滚珠
2 流量控制阀
单向节流阀的应用
63
2 流量控制阀
单向节流阀：利用单向节流阀控制气缸的速度方式有进气节流 （meter-in）和排气节流（meter-out）两种方式。 图（a）为进气节流控制，它是控制进入气缸的流量以调节活塞 的运动速度。仅用于单作用气缸、小型气缸或短行程气缸的 速度控制。 图（b）为排气节流控制，它是控制气缸排气量的大小，而进气 是满流的。 单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接 安装在气缸上。
气液动技术
第五章 气动控制元件
1
第五章 气动控制元件
内容： 方向控制阀的分类 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 重点：方向控制阀的结构特点及工作原理 难点：流量控制阀
3
绪论
气动控制元件：控制和调节压缩空气的压力、流量、流 动方向和发送信号的重要元件。 按控制元件功能和用途分为： 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能 的气动逻辑元件。 阀门的基本功能是，为达到检测、信号处理和控制的目 的而改变、产生和消除信号。另外，阀门也可作为驱 动阀，供给执行机构所需的压缩空气。
“几位几通”的概念
对于换向阀来说，所谓的“位”指的是为了改变流体方向， 阀芯对于阀体所具有的不同工作位置，表现在图形符号中，即图 形中有几个方格就有几位； 所谓的“通”指的是换向阀与系统相连的接口（包括输入口、 输出口和排气口），有几个接口即为几通。 ★ 每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力作用时的位 置）
32
1 方向控制阀－气压控制
用气压力来获得轴向力使阀心迅速移动 换向的操作方式叫做气压控制。 气压控制又可分为单气控和双气控。
34
第五章 液压控制元件
单向阀结构
单向阀都采用图示的座阀式结构, 这有利于保 证良好的反向密封性能。
符号
单向阀外形
单向阀的工作原理
(a) 钢球式直通单向阀
(b) 锥阀式直通单向阀
点我
(c)
详细符号
(d) 简化符号
直动式单向阀
动画演示
2、液控单向阀
如图6-2所示液控单向阀的结构，当控制口K不通压力油时， 此阀的作用与单向阀相同；但当控制口通以压力油时，阀就保持开 启状态，液流双向都能自由通过。图上半部与一般单向阀相同，下 半部有一控制活塞1，控制油口K通以一定压力的压力油时，推动活 塞1并通过推杆2使锥阀芯3抬起，阀就保持开启状态。
当进口压力不高时：液压力不能克服先导阀的弹簧阻力，先导阀口关 闭，阀内无油液流动。主阀心因前后腔油压相同，故被主阀弹簧压在阀座 上，主阀口亦关闭。 系统油压升高到先导阀弹簧的预调压力时：先导阀口打开，主阀弹簧 腔的油液流过先导阀口并经阀体上的通道和回油口T流回油箱。这时，油液 流过阻尼小孔，产生压力损失，使主阀心两端形成了压力差。主阀心在此 压差作用下克服弹簧阻力向上移动，使进、回油口连通，达到溢流稳压的 目的。
◆ （2） 先导式溢流阀
3、溢流阀的应用 ◆ 溢流阀应用
三、减压阀
减压阀是用来减压、稳压，将较高的进口油压降 为较低的出口油压 。
1、减压阀的工作原理
◆ 工作原理
2、减压阀应用 ◆ 减压阀应用 3、减压阀与溢流阀的区别 ◆ 区别
四、顺序阀
利用液压系统压力变化来控制油路的通断，从而 实现某些液压元件按一定顺序动作。
先 导 式 溢
调压螺钉
外形图
符号
安装孔
流
溢流出口 压力油入口
阀
方向阀的工作原理
方向阀的工作原理
方向阀是一种用于控制液体或气体流动方向的阀门。
方向阀的工作原理基于阀门内部的阀芯或阀片来控制流体的通断和流动方向。
当阀芯或阀片处于关闭位置时，流体无法通过阀门，阀门处于关闭状态。
而当阀芯或阀片处于开启位置时，流体可以顺畅地通过阀门。
在方向阀中，阀芯或阀片通常通过手动操作、电动控制或压力控制来改变位置。
当手动操作时，通过旋转或移动手柄来改变阀芯或阀片的位置。
而在电动控制下，通过电动装置来驱动阀芯或阀片的运动。
在压力控制下，通过不同的压力信号来控制阀芯或阀片的位置。
方向阀通常具有多个出口和入口，可以将流体导流到不同的管道或系统中。
通过改变阀芯或阀片的位置，方向阀可以实现液体或气体的正向流动、反向流动或者阻止流动。
这种工作原理使得方向阀在液压和气动系统中得到广泛应用，用于控制流体的流向和流量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
32
普通单向阀和 液控单向阀的应用
（1）用单向阀 将系统和泵隔断 图中，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。 1 4 2 3
5
33
(2)用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低 压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单 向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油 经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀 3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。 这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。 3 4
A
4
内 泄 式 5 6
K 2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀
31
1 2 3
A B
(4)液控单向阀符号
A
B 4 L
K
〈b〉外泄式
A
B
5 6
A
B
K
K
〈a〉内泄式
K
图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式) 2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞 A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口
1
2
34
(3) 用单向阀产生背压
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 背 压 阀 pb
36
G
(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 在右图中，通过液控单 向阀往立式缸的下腔供袖， 活塞上行。停止供油时，因 有液控单向阀，活塞靠自重 不能下行，于是可在任一位 置悬浮。将液控单向阀的控 制口加压后，活塞即可靠自 重下行。 若此立式缸下行为 工作行程，可同时往缸的上 腔和液控单向阀的控制口加 压，则活塞下行，完成工作 行程。
第二种：将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换，让A、
B通道布置在阀芯环形槽中，O1、P、O2布置在阀体环形槽 中（三台肩式四通阀）
工作油口 工作油口 工作油口 工作油口
进油口
进油口
回油口
回油口
回油口
回油口
14
将A、B通道布置在阀体
将A、B通道布置在阀
环形槽中，将O1、P、
O2布置在阀芯环形槽中
芯环形槽中，O1、P、
A
B
A
B
1—阀 体； 2—阀芯；3 —弹簧；
上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管
接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积 不能太大太重。
23
直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。
A
B
A
B
图5.11(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固 定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体 上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封 圈使它们密封。
在阀芯环形槽中[如图（C）]。
12
（3）液压全桥与四通阀
工作油口
A腔进、回油阀口
工作油口
B腔进、回油阀口
回油口
进油口
回油口
全桥应该有Ol、A、P、T、O2等5个通道。相应地，阀 芯和阀体应共有5个环形槽。
13
液压全桥有两种布置方案。
第一种：将A、B通道布置在阀体环形槽中，将O1、P、 O2布置在阀芯环形槽中（四台肩四通阀）
此类阀不带卸荷阀芯，有专 门的泄油口，外泄油口通油箱， 故可用于较高压力系统。
1 —控制活塞； 2 —顶杆；3 —阀芯。
泄油口
图5.13 简式外泄型液控单向阀
30
1 2 3 B (3)带卸荷阀的液控单向阀 若在控制口K加控 制压力，先顶开卸荷阀 芯3，B腔压力降低， 活塞5继续上升并顶开 主阀芯2，大量液流自 B腔流向A腔，完成反 向导通。此阀适用于反 向压力很高的场合。
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
阀体节流边
阀体节流边
阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的 边线构成，故一个可变节流口可以看成是一对节流边。 其中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则 在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度Δx。
8
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
24
直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。
A
B
A
B
不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也 有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式 连接阀。
25
1一阀体； 2一阔芯； 3一弹簧；
A一进油口；
B一出油口。
直通式
管式阀
图5.11 普通单向阀
直角式
板式阀
进油口
回油口
进油口
回油口
液压半桥只有一个控制油口A（或B），只能用于控制 有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。 由于液压半桥有三个通道，因此必须在阀芯和阀体上共 开出三个环形槽，让P、O、A分别与三个环形槽相通，并且 受控压力A要放在P和O的中间，以便于A能分别与P和O接通。
11
液压半桥有两种布置方案： • 第一种方案是将A放在阀芯环形槽中，而将P、O两腔放 在阀体环形槽中[如图（b）]； • 另一种方案是将A放在阀体环形槽中，而将P、O两腔放
17
(3)、作用在滑阀上的液压卡紧力
Ft 0.27 Kfld ( p1 p 2 )
(5.13)
开一条均压槽时，K＝0.4；开三条等距槽时，K＝0.063；开七条槽时，K＝0.027。
侧向力指 向阀芯卡 紧方向
侧向力指 向阀芯对 中方向
18
(a)倒锥
(b)顺锥
(c)倾斜
5.2 单向阀
单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许
26
(2)对单向阀的要求 ①开启压力要小。
②能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。
③正向导通时，阀的阻力损失要小。 ④阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 (3)单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后， 成为组合阀，例如单向顺序阀、 单向节流阀等。
图5.10（C） 单向阀的职能符号
27
A
B
5.1.2 液控单向阀
Fs qv2 cos
(5.9)
Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口关闭方向
②内流式锥阀
Fs qv2 cos (5.10) Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口开启方向 图5.8 作用在锥阀上的稳态液动力 (a)外流式； (b)内流式
A B
P T
A
B
T
P
42
下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯 处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它 元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。
AB
左位
PT
A
B
T
P
43
下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说 阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、 B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。
39
换向阀的工作原理
如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。 换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义
如下：
P—压力油口； A、B—工作油口； T——回油口。 A
A
B
B
P
T
T
P
40
AB PT
A
B
T A
AB
P A B B
P
PT
T
T
P
AB
PT
A
B
T
P
41
下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力 油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。
若进油道与阀芯环形槽相通，那 么出油道必须与阀体的环形槽相 通，阀口正好将两个通道隔开。
阀芯节流边
阀体节流边
阀口
阀体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽（或方孔、圆 孔）后形成的，阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形 槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可以形成一 个可变节流口（即阀口）。
9
阀芯节流边
1
本章提要
液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压 力控制阀和流量控制阀三大类。本章介绍方向控 制阀。 方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之 间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压
力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控
制回路。
2
本章提要
本章主要内容为 ： • 阀口特性与阀芯的运动阻力， 节流边与液压桥路 • 单向
O2布置在阀体环形槽中
15
5.1.3 阀芯驱动与阀芯运动阻力
（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力
Fs q(v2 cos v1 cos90) qv2 cos
(5.5)
稳态液动力指向 阀口关闭的方向
图5.7
作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力
16
（2）作用在锥阀上的稳态液动力 ①外流式锥阀
反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
5.2.1 普通单向阀
正向导通， 反向不通
(b)
图5.10
普通单向阀
19
单向阀的工作原理
A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通
不能作单向阀
20
A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通
普通单向阀和 液控单向阀的应用
（1）用单向阀 将系统和泵隔断 图中，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。 1 4 2 3
5
33
(2)用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低 压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单 向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油 经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀 3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。 这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。 3 4
A
4
内 泄 式 5 6
K 2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀
31
1 2 3
A B
(4)液控单向阀符号
A
B 4 L
K
〈b〉外泄式
A
B
5 6
A
B
K
K
〈a〉内泄式
K
图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式) 2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞 A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口
1
2
34
(3) 用单向阀产生背压
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 背 压 阀 pb
36
G
(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 在右图中，通过液控单 向阀往立式缸的下腔供袖， 活塞上行。停止供油时，因 有液控单向阀，活塞靠自重 不能下行，于是可在任一位 置悬浮。将液控单向阀的控 制口加压后，活塞即可靠自 重下行。 若此立式缸下行为 工作行程，可同时往缸的上 腔和液控单向阀的控制口加 压，则活塞下行，完成工作 行程。
第二种：将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换，让A、
B通道布置在阀芯环形槽中，O1、P、O2布置在阀体环形槽 中（三台肩式四通阀）
工作油口 工作油口 工作油口 工作油口
进油口
进油口
回油口
回油口
回油口
回油口
14
将A、B通道布置在阀体
将A、B通道布置在阀
环形槽中，将O1、P、
O2布置在阀芯环形槽中
芯环形槽中，O1、P、
A
B
A
B
1—阀 体； 2—阀芯；3 —弹簧；
上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管
接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积 不能太大太重。
23
直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。
A
B
A
B
图5.11(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固 定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体 上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封 圈使它们密封。
在阀芯环形槽中[如图（C）]。
12
（3）液压全桥与四通阀
工作油口
A腔进、回油阀口
工作油口
B腔进、回油阀口
回油口
进油口
回油口
全桥应该有Ol、A、P、T、O2等5个通道。相应地，阀 芯和阀体应共有5个环形槽。
13
液压全桥有两种布置方案。
第一种：将A、B通道布置在阀体环形槽中，将O1、P、 O2布置在阀芯环形槽中（四台肩四通阀）
此类阀不带卸荷阀芯，有专 门的泄油口，外泄油口通油箱， 故可用于较高压力系统。
1 —控制活塞； 2 —顶杆；3 —阀芯。
泄油口
图5.13 简式外泄型液控单向阀
30
1 2 3 B (3)带卸荷阀的液控单向阀 若在控制口K加控 制压力，先顶开卸荷阀 芯3，B腔压力降低， 活塞5继续上升并顶开 主阀芯2，大量液流自 B腔流向A腔，完成反 向导通。此阀适用于反 向压力很高的场合。
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
阀体节流边
阀体节流边
阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的 边线构成，故一个可变节流口可以看成是一对节流边。 其中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则 在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度Δx。
8
5.1.2 节流边与液压桥路
（1）阀口与节流边
24
直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。
A
B
A
B
不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也 有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式 连接阀。
25
1一阀体； 2一阔芯； 3一弹簧；
A一进油口；
B一出油口。
直通式
管式阀
图5.11 普通单向阀
直角式
板式阀
进油口
回油口
进油口
回油口
液压半桥只有一个控制油口A（或B），只能用于控制 有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。 由于液压半桥有三个通道，因此必须在阀芯和阀体上共 开出三个环形槽，让P、O、A分别与三个环形槽相通，并且 受控压力A要放在P和O的中间，以便于A能分别与P和O接通。
11
液压半桥有两种布置方案： • 第一种方案是将A放在阀芯环形槽中，而将P、O两腔放 在阀体环形槽中[如图（b）]； • 另一种方案是将A放在阀体环形槽中，而将P、O两腔放
17
(3)、作用在滑阀上的液压卡紧力
Ft 0.27 Kfld ( p1 p 2 )
(5.13)
开一条均压槽时，K＝0.4；开三条等距槽时，K＝0.063；开七条槽时，K＝0.027。
侧向力指 向阀芯卡 紧方向
侧向力指 向阀芯对 中方向
18
(a)倒锥
(b)顺锥
(c)倾斜
5.2 单向阀
单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许
26
(2)对单向阀的要求 ①开启压力要小。
②能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。
③正向导通时，阀的阻力损失要小。 ④阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 (3)单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后， 成为组合阀，例如单向顺序阀、 单向节流阀等。
图5.10（C） 单向阀的职能符号
27
A
B
5.1.2 液控单向阀
Fs qv2 cos
(5.9)
Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口关闭方向
②内流式锥阀
Fs qv2 cos (5.10) Fs Cq Cvd m xps sin 2
此力指向阀口开启方向 图5.8 作用在锥阀上的稳态液动力 (a)外流式； (b)内流式
A B
P T
A
B
T
P
42
下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯 处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它 元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。
AB
左位
PT
A
B
T
P
43
下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说 阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、 B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。
39
换向阀的工作原理
如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。 换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义
如下：
P—压力油口； A、B—工作油口； T——回油口。 A
A
B
B
P
T
T
P
40
AB PT
A
B
T A
AB
P A B B
P
PT
T
T
P
AB
PT
A
B
T
P
41
下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力 油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。
若进油道与阀芯环形槽相通，那 么出油道必须与阀体的环形槽相 通，阀口正好将两个通道隔开。
阀芯节流边
阀体节流边
阀口
阀体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽（或方孔、圆 孔）后形成的，阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形 槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可以形成一 个可变节流口（即阀口）。
9
阀芯节流边
1
本章提要
液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压 力控制阀和流量控制阀三大类。本章介绍方向控 制阀。 方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之 间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压
力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控
制回路。
2
本章提要
本章主要内容为 ： • 阀口特性与阀芯的运动阻力， 节流边与液压桥路 • 单向
O2布置在阀体环形槽中
15
5.1.3 阀芯驱动与阀芯运动阻力
（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力
Fs q(v2 cos v1 cos90) qv2 cos
(5.5)
稳态液动力指向 阀口关闭的方向
图5.7
作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力
16
（2）作用在锥阀上的稳态液动力 ①外流式锥阀
反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
5.2.1 普通单向阀
正向导通， 反向不通
(b)
图5.10
普通单向阀
19
单向阀的工作原理
A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通
不能作单向阀
20
A-B导通，B-A不通
B-A导通，A-B不通