第六章 方向阀和方向控制回路
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液压与气动课题五方向控制阀及方向控制回路
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动1 探讨单向阀的工作原理及用途
方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向， 它包括单向阀和换向阀。单向阀有普通单向阀和液 控单向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手 动式、机动式、电磁动式、液动式、电液动式等。 1．普通单向阀 （1）工作原理和图形符号 图5-1所示为普通单向 阀的实物图和图形符号。
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-4 液控单向阀实物
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
（2）液控单向阀的用途 液控单向阀的用途如图56所示。
a）
b）
c）
d）
图5-6 液控单向阀的用途 a）用于锁紧回路 b）用于大流量排油 c）用作充油阀 d）用于保持压力
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-10 换向阀的符号
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
2．手动换向阀的工作原理 手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯的 位置实现换向的。图5-11所示为自动复 位式手动换向阀的结构图，图5-12所示 为阀芯分别在三个工作位置时，油口连 接的情况，左位时P和 连通，T和 连通；中位时所有油口都 ；右位时P 和 连通，T和 连通。
课后任务
课题五
方向控制阀及方向控制回路
□普通单向阀 □液控单向阀 □二位三通换向阀 □二位四通换向阀 □三位四通换向阀（中位机能为：□O型 □M型 □H型） □单作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用双杆液压缸 通过表5-2自评。
表5-2 学习自评表
配 分 20 20 30 30 序 号 1 2 3 4 项 目 说出方向控制的种类、 基本原理 描述中位机能 分析方向控制回路 根据不同的要求正确选 用方向控制阀 得 分 备 注
液压基本回路
返首页
在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下
液压缸的运动速度 V = q / A 液压马达的转速 n = q / Vm 式中： q——输入液压执行元件的流量； A——液压缸的有效面积； Vm——液压马达的排量。
由以上两式可知，要想调速，改变进入液压 执行元件的流量或改变变量液压马达的排量 的方法来实现。为了改变进入液压执行元件 的流量，可有三种方法：
六、增压回路
1. 增压原理 2. 增压回路
二、 速度控制回路
速度控制回路:是调节和变换执行元件运 动速度的回路。 速度控制回路包括：调速回路、快速运动回 路，速度换接回路，其中调速回路是液压系 统用来传递动力的，它在基本回路中占有重 要地位。
（一）调速回路
调速回路：用于调节液压执行元件速度的回 路。
（2）特点 ①速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交， 其最大承载能力随 AT 的增大而减小，即旁路 节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围 也小。 ②旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失， 发热少，效率高些。 ③由于旁路节流调速回路负载特性很软，低 速承载能力又差，故其应用比前两种回路少， 只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要 求不高而要求功率损失较小的系统中。
1 2 1 2 1 2
i
if p
p
A 2 A , then
1 2
F p 2p p A
0 c 2
i
p ：液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失；
i
p ：液压缸出口至合成管路前的压力损失；
0
p ：合成管路的压力损失；
c
3. 采用蓄能器的快速运动回路
（1）回路组成 （2）回路原理 （3）特点 ①可用小流量泵获快 速运动 ②只适用于短期需要 大流量的场合。
在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下
液压缸的运动速度 V = q / A 液压马达的转速 n = q / Vm 式中： q——输入液压执行元件的流量； A——液压缸的有效面积； Vm——液压马达的排量。
由以上两式可知，要想调速，改变进入液压 执行元件的流量或改变变量液压马达的排量 的方法来实现。为了改变进入液压执行元件 的流量，可有三种方法：
六、增压回路
1. 增压原理 2. 增压回路
二、 速度控制回路
速度控制回路:是调节和变换执行元件运 动速度的回路。 速度控制回路包括：调速回路、快速运动回 路，速度换接回路，其中调速回路是液压系 统用来传递动力的，它在基本回路中占有重 要地位。
（一）调速回路
调速回路：用于调节液压执行元件速度的回 路。
（2）特点 ①速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交， 其最大承载能力随 AT 的增大而减小，即旁路 节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围 也小。 ②旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失， 发热少，效率高些。 ③由于旁路节流调速回路负载特性很软，低 速承载能力又差，故其应用比前两种回路少， 只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要 求不高而要求功率损失较小的系统中。
1 2 1 2 1 2
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p
A 2 A , then
1 2
F p 2p p A
0 c 2
i
p ：液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失；
i
p ：液压缸出口至合成管路前的压力损失；
0
p ：合成管路的压力损失；
c
3. 采用蓄能器的快速运动回路
（1）回路组成 （2）回路原理 （3）特点 ①可用小流量泵获快 速运动 ②只适用于短期需要 大流量的场合。
方向控制回路的种类
方向控制回路的种类
方向控制回路是控制液压系统中执行元件的启动、停止及换向的回路。
方向控制回路有以下几种类型：
1. 简单换向回路：这种回路只需要控制一个执行元件的正反方向运动，通常使用一个二位四通电磁换向阀即可实现。
该回路结构简单，成本低，但控制精度不高。
2. 复杂换向回路：这种回路需要控制多个执行元件的正反方向运动，通常使用多个二位四通电磁换向阀或三位四通电磁换向阀来实现。
该回路控制精度较高，但结构复杂，成本较高。
3. 锁紧回路：这种回路用于在执行元件停止运动时，锁定执行元件的位置，防止其因外力而移动。
通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个液控单向阀来实现。
该回路可以提高系统的安全性和可靠性。
4. 浮动回路：这种回路用于使执行元件在一定范围内自由运动，通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个溢流阀来实现。
该回路可以减少系统的能耗和磨损。
5. 差动回路：这种回路用于实现执行元件的快速运动和慢速运动，通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个差动液压缸来实现。
该回路可以提高系统的工作效率和控制精度。
总之，方向控制回路是液压系统中非常重要的组成部分，不同类型的回路适用于不同的工作场合和要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的回路类型。
第六章液压基本回路
速度控制回路
速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的 问题。
1、调速回路 调节执行元件运动速度的回路。
定量泵供油系统的节流调速回路 变量泵（变量马达）的容积调速回路 容积节流调速回路
2、快速回路 使执行元件快速运动的回路。 3、速度换接回路 变换执行元件运动速度的回路。
第六章液压基本回路
▪ 采用液控单向阀的保压回路
适用于保压时间短、对保压稳定
性要求不高的场合。
▪ 液压泵自动补油的保压回
路采用液控单向阀、电接触式
压力表发讯使泵自动补油。
第六章液压基本回路
泄压回路
功用 使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快引
起剧烈的冲击和振动。
▪ 延缓换向阀切换时间的泄压回
▪ 用顺序阀控制的泄压回路
定量泵节流调速回路
回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等）， 溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢 流阀起压力补偿或安全作用。
▪ 按流量控制阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液 压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油 箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联 的支路上。 下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析
在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这 一功能。
▪ 单级调压回路
▪ 系统中有节流阀。当执行
元件工作时溢流阀始终开 启，使系统压力稳定在调 定压力附近，溢流阀作定 压阀用。
▪ 系统中无节流阀。当
系统工作压力达到或超 过溢流阀调定压力时， 溢流阀才开启，对系统 起安全保护作用。
▪ 利用先导型溢流阀遥
控口远程调压时，主溢 流阀的调定压力必须大 于远程调压阀的调定压 力。
第六章 液压基本回路
P A1 P2 A2 1 P2 A1P 1 A
图6-10 增压回路
图6-10所示，原理：在图示位置，油泵输出的低压油进入增压 器大缸的左腔，推动活塞右移，使增压器小缸右腔输出高压油，进 入工作液压缸。换向后，换向阀的阀心移到右端，油泵输出的压力 油进入增压器大缸的活塞杆腔，使活塞右移推回，工作液压缸的活 塞在弹簧的作用下返回。油箱中的油液可通过单向阀进入增压器小 缸右腔，以补充这部分管路的泄露。
图6-9 减压回路
第六章 液压基本回路
三、增压回路
增压回路是使系统中某一部分具有较 高的稳定压力。它能使系统中的局部压力 原高于液压泵的输出压力。 在某些机械的液压系统中，有时需要 使局部油路或某个液压缸获得比油泵供给 压力高得多，但流量不大的压力油时，就 可采用增压回路。增压器利用有杆腔的油 压高,即:
图6-6 旁路节流调速回路
图6-7 双压力回路
第六章 液压基本回路
4. 远程调压回路
它是用远程调压阀或小流量溢流阀 接在先导式溢流阀的遥控口上进行远程 控制回路。能供给系统三种压力。给系 统的压力由先导式溢流阀调定压力决定； 当电磁换向阀2通电时溢流阀1的遥控口 和远程调压阀4相通，这时油泵的供油压 力由远程调压阀4的调定压力决定；2和3 通电，由5决定。利用电磁换向阀是否与 先导式溢流阀遥控口相同，进行远程遥 控。注意，远程调压阀的调定压力应小 于先导式溢流阀所调定压力。 要求负载和泵后压力基本一致，减少系 统的功率消耗。
图6-15 平衡回路
第六章 液压基本回路
七、释压回路
为使高压大容量液压缸中存储的能 量缓慢释放，以免在突然释放时产生很大 的液压冲击，可采用释压回路。一般在液 压缸的直径较大、压力较高时，其高压油 缸在排油前就需释压，如压力机液压系统。 左图为使用节流阀的释压回路。由图 可见，液压缸上腔的高压油在换向阀处于 中立时通过节流阀、单向阀和换向阀释压， 释压快慢由节流阀调节。当上腔的压力降 至压力继电器的调定压力时，换向阀切换 至左位，液控单向阀打开，使液压缸上腔 的液体通过该阀排到液压缸顶部的副油箱。
图6-10 增压回路
图6-10所示，原理：在图示位置，油泵输出的低压油进入增压 器大缸的左腔，推动活塞右移，使增压器小缸右腔输出高压油，进 入工作液压缸。换向后，换向阀的阀心移到右端，油泵输出的压力 油进入增压器大缸的活塞杆腔，使活塞右移推回，工作液压缸的活 塞在弹簧的作用下返回。油箱中的油液可通过单向阀进入增压器小 缸右腔，以补充这部分管路的泄露。
图6-9 减压回路
第六章 液压基本回路
三、增压回路
增压回路是使系统中某一部分具有较 高的稳定压力。它能使系统中的局部压力 原高于液压泵的输出压力。 在某些机械的液压系统中，有时需要 使局部油路或某个液压缸获得比油泵供给 压力高得多，但流量不大的压力油时，就 可采用增压回路。增压器利用有杆腔的油 压高,即:
图6-6 旁路节流调速回路
图6-7 双压力回路
第六章 液压基本回路
4. 远程调压回路
它是用远程调压阀或小流量溢流阀 接在先导式溢流阀的遥控口上进行远程 控制回路。能供给系统三种压力。给系 统的压力由先导式溢流阀调定压力决定； 当电磁换向阀2通电时溢流阀1的遥控口 和远程调压阀4相通，这时油泵的供油压 力由远程调压阀4的调定压力决定；2和3 通电，由5决定。利用电磁换向阀是否与 先导式溢流阀遥控口相同，进行远程遥 控。注意，远程调压阀的调定压力应小 于先导式溢流阀所调定压力。 要求负载和泵后压力基本一致，减少系 统的功率消耗。
图6-15 平衡回路
第六章 液压基本回路
七、释压回路
为使高压大容量液压缸中存储的能 量缓慢释放，以免在突然释放时产生很大 的液压冲击，可采用释压回路。一般在液 压缸的直径较大、压力较高时，其高压油 缸在排油前就需释压，如压力机液压系统。 左图为使用节流阀的释压回路。由图 可见，液压缸上腔的高压油在换向阀处于 中立时通过节流阀、单向阀和换向阀释压， 释压快慢由节流阀调节。当上腔的压力降 至压力继电器的调定压力时，换向阀切换 至左位，液控单向阀打开，使液压缸上腔 的液体通过该阀排到液压缸顶部的副油箱。
第5章方向阀与方向控制
的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动 方向
分类:
按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁换向阀、 液动换向阀和电液换向阀等
按阀芯工作时在阀体中所处的位置和换向阀所控制的通路数不同分：二位
二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等
按阀的安装方式分：管式（亦称螺纹式）换向阀、板式换向阀和法兰式换 向阀等
换向回路
单向阀
普通单向阀: 仅允许油液按一个方向流动而反方向截止，故又称
止回阀
开启压力:0.035~0.05MPa
背压阀: 0.2~0.6MPa
单向阀结构
单向阀
液控单向阀
控制油口K处的压力不应低于主油路压力的30%~50%
单向阀
双向液压锁
换向阀
工作原理:利用阀芯和阀体的相对运动,使油路接通、关断或变换油流
常开 常闭
几种常见的换向阀
电磁换向阀(电磁阀):利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推
动阀芯来控制液流方向
电磁换向阀
几种常见的换向阀
液动换向阀:
利用控制油路的压力油 来改变阀芯位置
几种常见的换向阀
电液换向阀:由电磁滑阀和液动滑阀组合而成
电磁阀是先导阀，液动阀是主阀
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（Y型中位机能）
双向液压锁（H、Y型） 滑阀机能（M、O型）
方向控制回路
换向回路 双向变量泵
电液换向阀
三位换向阀的中位机能
中位机能： 三位阀常态位(即中位)各油口的连通方式。
不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸得到的
系统保压
系统卸荷
分类:
按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁换向阀、 液动换向阀和电液换向阀等
按阀芯工作时在阀体中所处的位置和换向阀所控制的通路数不同分：二位
二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等
按阀的安装方式分：管式（亦称螺纹式）换向阀、板式换向阀和法兰式换 向阀等
换向回路
单向阀
普通单向阀: 仅允许油液按一个方向流动而反方向截止，故又称
止回阀
开启压力:0.035~0.05MPa
背压阀: 0.2~0.6MPa
单向阀结构
单向阀
液控单向阀
控制油口K处的压力不应低于主油路压力的30%~50%
单向阀
双向液压锁
换向阀
工作原理:利用阀芯和阀体的相对运动,使油路接通、关断或变换油流
常开 常闭
几种常见的换向阀
电磁换向阀(电磁阀):利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推
动阀芯来控制液流方向
电磁换向阀
几种常见的换向阀
液动换向阀:
利用控制油路的压力油 来改变阀芯位置
几种常见的换向阀
电液换向阀:由电磁滑阀和液动滑阀组合而成
电磁阀是先导阀，液动阀是主阀
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（Y型中位机能）
双向液压锁（H、Y型） 滑阀机能（M、O型）
方向控制回路
换向回路 双向变量泵
电液换向阀
三位换向阀的中位机能
中位机能： 三位阀常态位(即中位)各油口的连通方式。
不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸得到的
系统保压
系统卸荷
项目3 方向控制阀与方向控制回路[33页]
![项目3 方向控制阀与方向控制回路[33页]](https://img.taocdn.com/s3/m/423ac80d1eb91a37f1115cdf.png)
一、换向阀
1．典型换向阀的结构及工作原理 （2）滑阀式换向阀 滑阀式换向阀是指阀芯（滑阀）在阀体内做往复滑动，从而使相应
的油路连通或断开的换向阀。如图所示，滑阀是一个具有多个环形槽的 圆柱体，其直径大的部分称为凸肩，凸肩与阀体内孔相配合。阀体内孔 中加工有若干个沉割槽，每个沉割槽都通过相应的孔与外部相通，其中P 口为进油口，T口为回油口，A口 和B口分别接执行元件的两腔。
型。 （2）当系统有保压要求时：应选用中位时油口P封闭的形式，如O、Y型等。 （3）当对执行元件换向精度要求较高时：应选用中位时油口A与B封闭的形式，如O、 M型。 （4）当对执行元件换向平稳性要求较高时：应选用中位时油口A、B与T相互连通的 形式，如H、Y、X型。 （5）当对执行元件启动平稳性要求较高时：应选用中位时油口A与B均不与T连通的 形式，如O、C、P型。
项目 3 方向控制阀与方向控制回路
液压与气动控制
二、方向控制回路
常用的方向控制回路有：换向回路和锁紧回路。 1．换向回路
换向回路的作用主要是变换执行机构的运动方向。对执行机构的换向， 基本要求是要具有良好的换向性能（平稳性和灵敏性）和必要的换向精度。
项目 3 方向控制阀与方向控制回路
二、方向控制回路
常用的方向控制回路有：换向回路和锁紧回路。 2．锁紧回路
锁紧回路的作用主要是控制执行元件做往复 直线运动，并且可以控制执行元件准确地停留在 任意工作位置，同时可防止执行元件发生窜动。
液压与气动控制
项目 3 方向控制阀与方向控制回路
液压与气动控制
1．试述换向阀是如何驱动执行元件实现换向的呢？ 2．换向阀的“位”、“通”表示什么意思？如需要磨床工作台来回运动， 并且可以在某些位置锁定，我们该如何选用换向阀？ 3．试设计平面磨床的工作台运动液压控制回路，试连接换向回路。
第6章方向阀及控制回路
(3)换向要平稳、迅速且可靠。
一、换向阀的类型
按阀芯与阀体的相对运动方式分为：滑阀——具有滑动式圆柱阀芯
转阀 按操作方式分为：手动、机动、电磁动、液动、电液动 按阀芯在阀体中的位置数分为：二位 三位 按阀体上主油路进、出油口数目分为：二通
三通
四通 五通
二、换向阀的结构原理 1、工作原理
2、图形符号
换向阀的“位”和“通”路符号
换向阀操纵方式符号 换向阀中阀芯相对于阀体的运动需要有外力操纵来实 现，其符号如图所示 ，常用的操纵方式有：手动、机动 (行程)、电磁动、液动、电液动。
三、换向阀的中位机能
中位机能（滑阀机能） 三位阀阀芯在中位时各油口的连通情况（方式）。 在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点： (1)系统保压：P口堵塞（O、Y型）时系统保压 (2)系统卸荷：P、T油口连通（H、M型）时系统卸荷 (3)换向平稳性与精度
回路中由于液控单向阀的密封性好，泄漏极少，锁紧的精度 主要取决于液压缸的泄漏。这种回路常用于起重机的支腿液路中， 也用于采煤机滚筒摇臂的锁紧回路中。
第二节 换向阀及控制回路
作用： 利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接 通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行 元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。 液压传动系统对换向阀性能的主要要求是： (1)油液流经换向阀时压力损失要小； (2)互不相通的油口间的泄漏要小；
一、普通单向阀（止回阀）
二、液控单向阀（液压锁）
三、双向液压锁
液控单向阀常用于执行元 件的闭锁回路中。在实际中往 往使用两个液控单向阀构成组 合阀，称为双向液压锁(简称
液压锁)。液压锁可以在液压
泵停止工作以后，仍使液压缸 或其他执行元件长时间地停在 某一位置。
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换向阀
§6-1 单向阀和液控单向阀一、
二、
三、
一、单向阀
二、液控单向阀
具有漏油油口的结构
三、双向液压锁
§6-2 换向阀换向阀的基本作用可归结为
对换向阀的主要能要求是
下表列出了几种常用换向阀的结构原理和图形符号符号。
一个换向阀完整的图形符号速应表示出操纵、复位和定位方式等复位和定位方式等。
换向阀图形符号含义如下换向阀图形符号含义如下：：
下图是三槽二台肩换向阀的换向原理下图是三槽二台肩换向阀的换向原理。
当换向阀芯处于左位时图a ，P 与A 通,B 与T 通；当阀芯处于右位时图b ，P 与B 通，A 与T 通。
这种阀的长度较短较短，，但回油压力直接作用于阀芯两端但回油压力直接作用于阀芯两端，，对密封装置有较高的要求置有较高的要求。
多位阀处于不同位置时多位阀处于不同位置时，，其各油口连通情况不同，这种不同的连通方式体现了换向阀的各种控制机能机能，，称为滑阀机能。
下图是三位四通阀中位机能。
滑阀式换向中滑阀式换向中，，由于阀芯和阀体孔的几何形状误差和中心线不重和误差和中心线不重和，，进入滑阀配合间隙中的压力油将对阀芯产生不平衡的径向力产生不平衡的径向力，，使阀芯紧贴在孔壁上孔壁上，，产生相当大的摩擦力产生相当大的摩擦力，，使滑阀卡住使滑阀卡住，，这称为液压卡紧现象为液压卡紧现象。
下图表示阀芯上所受径向力的几种情况种情况。
图中图中P P 为高压侧压力为高压侧压力，，P 为低压侧压力为低压侧压力。
开环形槽的效果
开有均压槽的部位，四周都有相等或接近相等的压力油，可显著减少液压卡紧力。
阀芯倾斜时开环槽的效果可从下图看出：
湿式电磁铁的结构
可调式液动换向阀
（1）并联
（2）串联
（3）串并联
§6-3 方向控制回路一、
二、
三、
一、启停回路
二、换向回路
三、锁紧回路
结束。