控制阀概述与方向控制阀
液压控制阀扥结构原理
第四节 流量控制阀
流量控制阀是用来控制输入执行元件的油液流量的大 小，从而控制执行元件运动的速度。流量控制阀是依靠改变 阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量的。 一、流量控制原理及节流口形式 二、普通节流阀 1．结构和工作原理 2．刚性 节流阀的刚性表示它抵抗负载变化的干扰，保持流量稳 定的能力，也就是当节流阀开口不变时，由于阀前阀后压力 差的变化而引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变 化越小，说明节流阀的刚制阀是控制或调节液压系统中液流的压力、 流量和方向的。液压控制阀性能的优、劣，工作是否可 靠，对整个液压系统能否正常工作将产生直接影响。
液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流 量控制阀三大类：
（1）方向控制阀
控制液流方向，如单向阀、换向
阀等。
（2）压力控制阀 控制液压系统或部分液压回路压
直动式和先导式两种溢流阀的流量压力特性的比较： （二）溢流阀的结构特点 1．阀口是常闭的； 2．控制阀口开闭的油液来自进油口； 3．泄油回油箱采用内泄方式。 以上三个结构特点很形象地反映在溢流阀的图形符号上。 （三）溢流阀的作用和性能要求 1．溢流阀的作用 （1）作溢流阀用
（2）作安全阀用 （3）作卸荷阀用 （4）作背压阀用 2．液压系统对溢流阀的性能要求 （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。 （2）灵敏度要高，当液压缸突然停止运动时，溢流阀要迅 速开大。 （3）工作要平稳，且无震动和噪声。 （4）当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。 二、减压阀 减压阀在液压系统中起减压作用，使液压系统中某一部 分得到一个降低了的稳定压力。 （一） 减压阀的结构和工作原理 （二）减压阀的结构特点 1. 阀口是常开的；
不同开口时的流量特性曲线如图示，由此可得出如 下结论： （1）同一节流阀，阀前后压力差相同，节流开口小 时，刚性大。 （2）同一节流阀，在节流开口一定时，阀前后压力 差越大，节流阀刚性越大。因此，为了保证节流阀 具有一定的刚性，必须保证阀前后具有一定的压差。 （3）取小的指数可以提高节流阀的刚度，因此在实 际使用中都希望采用薄壁小孔式的节流口。 三、调速阀 四、溢流节流阀
气动控制阀结构与原理
1.方向控制阀及换向回路方向控制阀按气流在阀内的作用方向，可分为单向型控制阀和换向型控制阀。
(1)单向型控制阀。
1)单向阀。
气动单向阀的工作原理与作用与液压单向阀相同。
在气动系统中，为防止储气罐中的压缩空气倒流回空气压缩机，在空气压缩机和储气罐之间就装有单向阀。
单向阀还可与其他的阀组合成单向节流阀、单向顺序阀等。
2)梭阀(或门阀)。
梭阀是两个单向阀反向串联的组合阀。
由于阀芯像织布梭子一样来回运动，因而称之为梭阀。
图3一25(a)为或门型梭阀的结构图。
其工作原理是当P1进气时，将阀芯推向右边，P2被关闭，于是气流从P1进人A腔，如图3-25(b)所示;反之，从P2进气时，将阀芯推向左边，于是气流从几进人P2腔，如图3-25(c)所示;当P1,P2同时进气时，哪端压力高，A就与哪端相通，另一端就自动关闭。
可见该阀两输人口中只要有一个输人，输出口就有输出，输人和输出呈现逻辑“或”的关系。
或门型梭阀在逻辑回路中和程序控制回路中被广泛采用，图3-26是梭阀在手动一自动回路中的应用。
通过梭阀的作用，使得电磁阀和手动阀均可单独操纵汽缸的动作。
气动调节阀：/3)双压阀(与门阀)图3-27是双压阀的工作原理图。
当P1进气时，将阀芯推向右端，A 无输出，如图3-27(a)所示;当P2进气时，将阀芯推向左端，A无输出，如图3一27(b)所示;只有当P1，P2同时进气时，A才有输出，如图3-27(c)所示;当P1和P2气体压力不等时，则气压低的通过A输出。
由此可见，该阀只有两输人口中同时进气时A才有输出，输人和输出呈现逻辑“与”的关系。
自力式压力调节阀:/双压阀的应用很广泛，如图3一28所以是在互锁回路中的应用。
只有工件的定位信号1和夹紧信号2同时存在时，双压阀才有输出，使换向阀换向，从而使钻孔缸进给。
4)快速排气阀。
用于使气动元件或装置快速排气的阀叫作快速排气阀，简称快排阀。
通常汽缸排气时，气体是从汽缸经过管路，由换向阀的排气口排出的。
课 题15 液压阀概述 方向控制阀(一)
课题15 液压阀概述方向控制阀（一）目的要求了解液压阀的分类，对阀的基本要求，明确单向阀的结构组成及应用；掌握换向阀位和通的概念。
重点：普通式和液控式单向阀；位和通的概念；三位四通换向阀的中位机能。
复习五种不同形式的液压缸，供油量为q，压力为P，活塞直径为D，活塞杆直径为d，那其F1、F2和V1、V2分别为：1）双杆活塞式2）单杆活塞式3）差动油缸4）柱塞式油缸5）双杆双活塞油缸教具: 示教板及课件作业: 5-2,5-3教学内容和步骤（附后）第5章液压控制元件第1节液压控制阀概述一、液压阀的分类1．按用途分：方向、流量、压力控制三大类。
2．按安装连接方式分：螺纹（管）式、板式、法兰（Dg32mm）、叠加式和插装式。
3．按工作压力等级分：低、中、高压阀。
4．按控制原理分：开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。
二、液压阀的结构特点及对阀的基本要求1．动作灵敏，工作平稳可靠，冲击、振动和噪声尽可能小。
2．油液流经阀时的阻力损失要小。
3．密封性要好，泄漏量要小。
4．结构要简单紧凑，体积小，通用性大，寿命长。
第2节方向控制阀一、单向阀1、普通单向阀作用：控制液流单向流动，反向截止。
结构和动作原理：图5-1；性能要求：动作灵敏，正向流动压力损失小，反向截止时密封性好。
开启压力：一般0.035-0.5Mpa。
背压时：0.2-0.6Mpa。
额定流量时的压力损失：不超过0.1～0.3MPa应用举例：(1)整流；（2）产生背压。
2．液控单向阀作用：除具有普通单向阀的功能外，必要时可反向流动。
结构：图5-2动作原理：正向流动时：p1口→p2口反向流动时：使用时的注意事项：（1）～（5）二、换向阀作用：控制（二条或二条以上）油路的通断，或改变液流方向。
1．分类及对换向阀的性能要求换向阀的分类见表5－1对换向阀的主要性能要求是：换向动作灵敏、可靠、平稳、无撞击；能获得准确地终止位置；内部泄露和压力损失要小。
2．滑阀工作原理及图形符号(1) 原理滑阀的工作原理如图5-3所示。
第一讲方向控制阀
压力控制阀
流量控制阀
按操纵方式
手动 机动 电动 液动 电液动
滑阀
按结构
球阀 锥阀
按连接方式
管 式 板 式 叠加式 插装式
按控制方式
定值或开关控制阀 电液比例控制阀 电液伺服控制阀 数 字 阀
二、液压阀的性能参数
1.公称通径
代表阀的通流能力大小，对应于阀的额定 流量。与阀进出口连接的油管规格应与阀的通
A B
A
B
O型
P O
H型
P O
A
B
A
B
P型
P A O B
Y型
P O
A
B
M型
P O
K型
P O
5.几种常用的换向阀
手 动 换 向 阀
机动换向阀（行程阀） 动画
电磁换向阀
动画
A
B
P
O
液 动 换 向 阀
K1
A
B
P
O
K2
电 液 动 换 向 阀
P
A
K1
K2
O B
动画
P
O
单向节流阀阀芯结构
小结
液压控制阀的功用、分类和结构； 位、通、中位机能及常态位的概念； 液压控制阀的基本概念、原理及图形符号； 液控单向阀、电液动换向阀的原理； 图形符号及含义。
2.液控单向阀
※多一个控制油口K
1）控制口通油箱时（目的 是使阀心可靠复位），同普 通单向阀； 2）控制口通压力油时，液 流可正反向自由通过。
动画演示1 动画演示2
图形符号:
二、换向阀
动画演示
利用阀心与阀体相对位置的改变，控制相应油路的通、 断或变换油液的方向，以实现对执行元件运动方向的控制。
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。
方向控制阀名词解释
方向控制阀名词解释
方向控制阀，也称为方向阀，是用来控制液压系统中油液流动方向的元件。
它是液压阀的一种，主要用来控制油液的流动方向，从而控制执行元件的运动方向。
方向控制阀可以分为单向型方向控制阀和换向型方向控制阀两类。
在液压系统中，方向控制阀的作用是控制油液的流动方向，使执行元件实现启、停或改变运动方向。
通过改变流道的开口度和流动方向，方向控制阀可以控制油液的流动路径，以满足不同的系统需求。
此外，方向控制阀还可以分为单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀等不同类型。
这些不同类型的方向控制阀具有不同的工作原理和用途，可以在不同的液压系统中发挥重要的作用。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅机械工程学相关书籍获取。
方向控制阀
2、滑阀的中位机能(又称滑阀机能)
中位机能——根据不同的使用要求，使三位换向 阀处于中间位置时，其各油口间的各种不同连接方式 称“中位机能”或“滑阀机能” 。
常用的有O、P、H、Y、M五种，必须掌握。
机能 4通符号 5通符号 O型 P型
Y型
或
H型
M型
性能特点
各油口全封闭，油缸两腔闭锁，油泵 不卸荷，可用于多个换向阀并联工作， 利用中位油缸停止，能保压。
液动换向阀有换向时间可调和换向时间不可调两种。
换向时间不可调液动阀
液动换向阀 换向时间可调液动阀
液动
（1）换向时间不可调的液动换向阀
如图所示三位四通液动换向阀结构原理
图，当控制油口K1和K2均不通控制压力油时，阀 芯在复位弹簧的作用下处于中位，当K1通压力油， K2通油箱时，阀芯右移，使P与A通，B与T通；反 之，K2进压力油，K1接油箱时， 阀芯左移，使P与B通， A与T通。这种换向时间 不可调，一般用于流量
A’ B’
图形符号
AB
利用液控单向阀锁紧
• 液压锁 密封好、锁紧精度高。
二、换向阀 （ direction valve）
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动， 使油路接通或切断而改变油液流动方向的阀。
换向阀的应用十分广泛，种类也很多，可根 据其结构，操纵控制方式和通路分类。见下表。
按通路分类：二通、三通、四通、五通等等
为了避免这一不正常现象发生，采用液压锁，液控单 向阀2的控制油液由油缸下腔引入，此时下腔为低压， 阀2在上腔高压作用下紧紧关闭，保证无泄漏，支腿不 会缩回。当需要收回支腿时，换向阀左位接入，液压 泵的油液由A口经单向阀1进入油缸下腔，由这一油路 引出的控制油使阀2强制开启，油缸上腔得油反向流 过阀2经B口流回油箱，支腿收回。当换向阀右位接入 时，液压泵的油经B口和阀2通向油缸上腔，并与阀1 控制油道相通，使阀1强制打开，油缸下腔回油经阀1 反向流回油箱，支腿放下。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
在管、板式电磁阀阀体上，多铸有P、A、B、T(或 O)字样，弄清楚P、A、B、T各孔位置，便可用吹气或 灌油的方法判断出阀的中位机能。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
普通单向阀常用于： b、被用来分隔油路以防止高低压干扰； c、安装在执行元件回油路上，使回油具有背压。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
液控单向阀在普通单向阀基础上有所改进，通过控 制油液的输入，可使油液实现双向流动。
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3.2 方向控制阀
方向控制阀主要是通过控制液体流动的方向或通断， 来操作执行元件的运动。
比如液压油缸的伸缩、挖掘机行走马达的正反转和 停止等。
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3.2 方向控制阀
筑路机械液压系统中，常用的方向控制阀有单向阀 和换向阀两种。
方向控制阀的详细分类见下图。
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3.1 液压控制阀概述
2) 液压控制阀的基本分类 (1) 按阀的使用机能分类:
方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。
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3.1 液压控制阀概述
2) 液压控制阀的基本分类 (2) 按阀芯的操纵方式分类:
手动阀、电磁阀、机动阀、液控阀、电液控制阀。
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3.2 方向控制阀
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 单向阀分普通单向阀和液控单向阀。 普通单向阀限制液体只能朝一个方向流动；而液动
单向阀可实现油液的双向流动。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
3.1 液压控制阀概述
规格参数 公称通径：代表阀通流能力的大小，对应于阀的
额定流量。
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3.1 液压控制阀概述
性能参数 额定压力：液压阀长期工作所允许的最高压力。
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3.1 液压控制阀概述
1) 液压控制阀的基本要求 (1) 阀芯动作灵敏可靠，工作时冲击、振动小； (2) 阀口全开时压力损失小；全关时密封性好； (3) 结构紧凑，安装使用和维护方便，通用性大。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
换向阀的位，指的是阀芯在阀体中可移动的位置数， 亦即换向阀能实现几种油路流动状态。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
换向阀的通，指的是阀上的各种接油管的进出口数 量。通常进油口标为P，回油口标为R或T。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
若A、B皆无油液输入时，活塞在左右受力相等的情 况下居于中间，将左右两阀封闭，油路不通。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
双向液控单向阀也称液压锁， 其图形符号见右下图。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
所以，图中的阀芯有两个位置数，在同为P进油时， 液流有两种输出状态。
此阀的位数为两位，称两位阀。 换向阀换向演示见下页动画。
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3.1 液压控制阀概述
2) 液压控制阀的基本分类 (3) 按阀芯的结构分类:
滑阀式、座阀式(梭阀、球阀) 、射流管阀式。
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3.1 液压控制阀概述
2) 液压控制阀的基本分类 (4) 按联接方式分类:
管式联接阀、板式或叠加式联接阀、插装式联接阀。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
因此，普通单向阀实现了对液流方向的限制，液体 只能朝一个方向流动。
普通单向阀的符号见右图。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
普通单向阀常用于： a、安装在泵的出口，防止系统压力冲击影响泵的正 常工作，并防止在泵不工作时出现油液倒流。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
如右图所示。当控制油口K 无油液输入，此时该阀的机能 与普通换向阀一致。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
当油口K输入控制油液，此时活塞右移，通过顶杆， 顶开阀芯并使其右移。此时，油液即可从P1口流向P2 口，也可反向流动。
若油液自P1口进入，当油压对阀芯产生的力低于FS 时，则阀芯保持不动，油路不通；反之，则油液推开 阀芯，经阀体内部经P2口流出，油路实现联通。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
若油液自P2口进入，则不论油压大小，其对阀芯的 力始终向左，与FS的力方向一致，此时，阀芯始终处 于关闭状态，油路不通。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
工作中，顶杆首先顶起卸荷阀芯， B腔油液部分流入A，压力降低，此 时顶起主阀芯阻力则大大降低。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
液控单向阀的应用还有双向 液控单向阀的形式，如右图。 其由两个液控单向阀组成。
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3.1 液压控制阀概述
液压阀结构示例见下图。
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3.1 液压控制阀概述
液压控制阀主要是利用阀芯在阀体中的相对运动， 来控制阀口的油液通断、阀口的大小，从而控制液流 的方向、压力和大小，并进而满足执行元件的压力、 速度和换向等要求。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
若油液自B流入，推动左侧阀芯左移同时，也推动 活塞右移并顶开右侧阀芯。油液实现B→B1和A1→A的 流动。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
反之，若油液自A流入，相应的原理，油液也可实 现B1→B和A→A1的流动。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
如右图。双向液控单向阀可对液 压缸的两腔进行保压锁定，所以称 之为液压锁。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (3) 单向阀常见故障及原因
① 不起单向阀作用：a、阀芯结合面有毛刺或污物 进入配合间隙，阀芯卡死；b、阀芯磨损过大、阀芯外 径与阀体内径配合间隙差；c、弹簧折断或丧失弹性。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
注意： 换向阀工作状态中有一个常态位，即阀芯未受外力 时的状态。绘制符号时，油路应连接在常态位上。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
三位四通阀典型的滑阀机能见下图。
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阀芯依靠弹簧力紧靠于阀 座上，油液要推开阀芯需克服 阻力之和FS。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
FS包括弹簧和P2侧油液对 阀芯向左的作用力，以及阀芯 在阀体中移动的摩擦阻力。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (1) 普通单向阀
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
图中A为卸油腔，配置与油箱相通的卸油口，可以 减少A腔油液对活塞向右的阻力，降低阀芯的开启力， 也称外泄式液控单向阀。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
同样，从B孔吹气或灌油，结合从其他孔吹气或灌 油的导通情况，可决定是否为J、Y、P型等中位机能。
具体情形见下图。
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3.2 方向控制阀
2) 换向阀 (1) 位和通
因此，液控单向阀在有控制油液输入时，可实现两 个方向的流动。液控单向阀的符号见右下图，注意控 制油路K为虚线绘制。
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3.2 方向控制阀
1) 单向阀 (2) 液控单向阀
考虑到主阀芯承压面积较大，若B腔油压高，则顶 杆难以顶开主阀芯，因此设计承压面小于主阀芯的卸 荷阀芯。见下页示意图。
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