第五章方向控制阀 习题答案
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：液压控制阀(含习题答案)
三位四通换向阀中位机能
型式
O型
符号
中位机能：三位换向 阀的阀芯在中间位置 四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁， 可用于多个换向阀的并联工作。液压缸充满油， 时 ， 各 通 口 之 间 的 不 从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起液压 同接通方式。
冲击较大；换向位置精度高 四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态， 在外力作用下可移动。液压缸从静止到起动有 冲击；制动比O型平稳；换向位置变动大 P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液 压缸浮动，在外力作用下可移动。液压缸从静 止到起动有冲击；制动性能介于O型和H型之间 P 、A、T相通，B口封闭，泵卸荷，液压缸 处于闭锁状态。两个方向换向时性能不同 P 、 T相通，A 、B 口封闭，泵卸荷，液压缸 闭锁，从静止到起动较平稳；制动性与O 型相 同；可用于泵卸荷液压缸锁紧的系统中 四口处于半开启状态，泵基本卸荷，但仍保 持一定的压力。换向性能介于O 型和H型之间 P 、A 、B 相通， T封闭，泵与液压缸两腔相 通，可组成差动连接。从静止到起动平稳；制 动平稳；换向位置变动比 H型的小，应用广泛
71-29
三位四通电液换向阀：电磁换向阀和液动换向阀的组合。电磁换向 阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用 于控制液压系统中的执行元件。
Ax
Ax
Bx
右侧电磁 铁通电
Ax Bx
通油箱T
外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀
71-30
第一节 方向控制阀
三位四通电液换向阀
左位
右位 71-31
二位四通阀
执行元件正反向运 动时回油方式相同
三位四通阀
二位五通阀
三位五通阀
图11
能使执行元件在任 一位置上停止运动
第五章 控制阀
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。
液压习题答案
一，判断题1、由于存在泄漏，所以液压泵的实际流量大于它的理论流量。
（）2、2、油液的粘温特性显示，油液的黏度与温度无关。
（）3、液体质点没有横向脉动，互不干扰作定向而不混杂的有层次运动,称为紊流运动。
（）4、齿轮泵存在三个可能泄漏的部位，其中对泄漏影响最大的是齿轮端面与端盖间的轴向间隙。
（）5、利用液压缸差动连接实现快速运动的回路，一般用于空载。
（）6、液压缸输出推力的大小与进入液压缸油液的流量大小有关。
（）7、双作用叶片泵是变量泵。
（）8、柱塞泵的柱塞数越多，其流量脉动就越小；且柱塞数为偶数比为奇数时要小。
（）9、压力阀的特点是利用作用在阀芯上油液的压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。
（）10、气动马达是将压缩空气的压力能转换成直线运动的机械能的装置。
（）二、填空题1．液压执行元件的运动速度取决于___________，液压系统的压力大小取决于___________，这是液压系统的工作特性。
2．液体流动中的压力损失可分为_________压力损失和_________压力损失两种。
3．液压泵的容积效率是该泵___________流量与___________流量的比值。
4．液压马达把转换成，输出的主要参数是和。
5．直动式溢流阀是利用阀芯上端的___________直接与下端面的___________相平衡来控制溢流压力的，通常直动式溢流阀只用于___________系统。
6．在减压回路中可使用___________来防止主油路压力低于支路时油液倒流。
7．旁路节流调速回路只有节流功率损失，而无_______功率损失。
8．在气体的各种状态变化中，过程气体对外不作功，而过程气体与外界无热量交换。
9．绝对湿度是指单位体积（m3）的湿空气所含有水蒸气的。
10．为保证气动系统正常工作，需要在压缩机出口处安装以析出水蒸气，并在储气罐出口处安装，进一步清除空气中的水分。
三、选择题1．液压泵或液压马达的排量决定于（）。
第五章液压阀答案
一、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.×11.×12.×13.×14.×15.√二、填空题1、节流口形状，节流口前后压差，油液温度2、M3、进油，回油，旁路4、溢流，节流，并联5、压力，流量，方向6、减压，节流，串联7、定压，防止系统过载，常开，常闭8、开启溢流9、内控10、全流压力，全流压力，开启压力11、有油溢流通过12、中位，连接方式13、开启到闭合，控制压力。
主要原因是：（1）压力差；（2）油温；（3）节流口形状。
14、压力，流量，方向 15、阀体，阀芯，驱动元件 16、基本保持恒定 17、压力，流量，方向，速度 18、进口，出口，内，外 19、通流面积 20、换向，控制 21、压力 22、压力控制阀，流量控制阀，方向控制阀 23、直动式，先导式 24、压差 25、系统中的压力变化来控制阀口的启闭 26、阀通流面积的大小 27、直动式，先导式 28、压力，压差，流量 29、方向，流量，压力 30、中位机能 31、手动，电动，液动，机动，电液动 32、内控 33、额定流量时，全流压力，开启压力 34、移动速度，开度 35、()m p KA q ∆=，m =0.5，m =1 36、由于配合副几何形状误差及同心度的变化 37、进口，闭，出口，开，单独接油箱 38、输入电信号和输出量 39、大，小 40、阀体，阀芯操纵，装置 41、减压阀，溢流阀，顺序阀 42、 小三、选择题1.B 2.A 3.B 4.C 5.C 6.A 7.B 8. A9. D10. C11. D12. B13. B14. B15. A16. B17. A18. D19. C20. A21. B22. B23. B24. A25. D26. A27. B四、简答题5.溢流阀的主要用途：1）溢流定压，2）防止系统过载，3）背压，4）远程调压和系统卸荷。
方向控制阀
此外还有H型，K型、X型、J型等。例如：
H型
K型
各油口全部连通，泵卸荷，缸两腔连通。
P、A、T口两天，泵卸荷，缸B口封闭。
3.滑阀式换向阀的操纵方式 （1）手动换向阀
图5-42b所示为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。用手操纵杠杆推动阀芯相对阀体移动 从而改变工作位置。要想维持在极端位置，必须用手板住手柄不放，一旦松开了手柄，阀芯会在 弹簧力的作用下，自动弹回中位。图5-42a所示为弹簧钢球定位式，它可以在三个工作位置定位。
Thank you！
（二）转阀式换阀
图5-49所示为三位四通转阀式换向阀。当阀芯2处于图示位置时，压力油从P口进入，经环槽c、 轴向沟槽b与油口A相通进入执行元件，执行元件的回油从B口进入，经沟槽d和环槽a从T口流回 油箱；如用手柄3将阀芯2顺时针转动45°，油口P、T、A、B封闭；再继续转动45°，P与B通， A与T通。这就实现了换向。钢球和弹簧4起定位作用，限位销5用以控制手柄转动的范围。利用 挡铁通过手柄3下端的拨叉6和7还可以使转阀机动换向。 转阀工作时，因有不平衡的径向力存在，操作很费劲，阀芯易磨损，内泄大，故仅在低压小 流量系统中用作先导阀或小型换向阀。
图5-43所示为旋转移动式手动换向阀，旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。 这种结构具有体积小、调节方便等优点。 由于这种阀的手柄带有锁，不打开锁不能调节，因此使用安全。
（2）机动换向阀
机动换向阀用来控制机械运动部件的行程，故又称行程换向阀。它利用挡铁或凸轮 推动阀芯实现换向。当挡铁(或凸轮)运动速度v一定时，可通过改变挡铁斜面角度α来 改变换向时阀芯移动速度，调节换向过程的快慢。机动换向阀通常是二位的，有二通、
图5-46为三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹 簧4的作用下处于中位，P、T、A、B口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆6将 阀芯2推向左端，P与A通，B与T通，当左边电磁铁通电时，P与B通，A与T通。 必须指出，由于电磁铁的吸力有限(≦120N)，因此电磁换向阀只适用于流量不 太大的场合。当流量较大时，需采用液动或电液控制*
液压传动第五章方向控制阀PPT课件
4. 按安装方式: 有板式(Subplate mounting)、管式(Threaded Connection)、
叠加式(Sandwich plate design)、插装式(Cartridge)等。
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。
9
5.1.2 节流边与液压桥路 Metering Land and Hydraulic Bridge
阀。
25
(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)单向阀的图形符号 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。
A
B
图5.10(C) 单向阀的图形符号
26
5.2.2 液控单向阀 Pilot-operated Check Valves
阀芯节流边
平衡活塞
Balanced Piston
如果在阀芯上不开环形槽，而是直接利用阀芯的轴端面作 为阀芯节流边[图(a)]，则阀芯受到液压力的作用后不能平衡， 会给控制带来困难。通过在阀芯上开设环形槽，形成图(b)所示 平衡活塞，则阀芯上所承受的液压力(Liquid Pressure)大部分可 以得到平衡，施以较小的轴向力即可驱动阀芯。
30
方向控制阀.答案
(3) 单向阀的符号 如图5.10
A
B
⑷ 用途：
图5.10（C） 单向阀的职能符号
① 泵出口处防冲击、倒流； ② 支路处起分隔作用； ③ 单向阀与其它阀组合形成复合阀。例 如单向顺序阀、单向节流阀等。
16
5.2.1.2 液控单向阀
(1)液控单向阀的工作原理和图形符号
※比普通单向阀多一个控制油口K
圆柱孔，阀芯是具有若干个环槽的圆柱体。 23
AB PT
AB PT AB PT
AB TP
AB TP
AB TP
AB PT
24
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。
AB
PT
A
B
T
P
25
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
3. 按控制方式: （1）开关或定值控制阀：借助于手动操作（如手 轮、手柄等）、电磁铁、液压控制等控制液压油 通路的开闭，或定值控制液流的方向、压力、流 量。这类阀最为常见，称开关阀；
（2）比例控制阀：这类阀利用与输入、输出参数
成比例的电信号，使其按一定的规律成比例地控
制系统中液压油的流动方向、压力和流量。此类
2.额油定口压的力实际尺寸是21mm。
液压进阀出长油公期口称正通的常径实工仅际作仅尺所是寸允为，许了必的表须最示满高阀足压的液力规压。格油，流而动
液压速控度制和其阀他性设能计的参基数本的要求求。:
１）动作灵管敏路、的使公用称可通靠径，指冲管击道小的、名振义动内小径、。噪声小、 寿命长; ２）液体流过时压力损失小； ３）密封性好，结构紧凑，易于安装、调整和维护。
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习题解答
5.1 如何判断稳态液动力的方向?
解答：（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力指向阀口关闭的方向。
（2）作用在锥阀上的稳态液动力：
①外流式锥阀稳态液动力指向阀口关闭方向。
②内流式锥阀态液动力指向阀口开启方向。
5.2 液压卡紧力是怎样产生的?它有什么危
害?减小液压卡紧力的措施有哪些？
解答：由于阀芯和阀孔的几何形状及相对位置均有误差，使液体在流过阀芯与阀孔间隙时，产生了径向不平衡力，从而引起阀芯移动时的轴向摩擦力，称之为卡紧力。
危害：卡紧力加速阀件的磨损，当阀芯的驱动力不足以克服这个阻力时，会发生卡死现象。
影响阀芯运动。
减小液压卡紧力的措施：
（1）严格控制阀芯和阀控的锥度；
（2）在阀芯凸肩上开均压槽；
（3）采用顺锥；
（4）在阀芯的轴向加适当频率和振幅的颤振；
（5）精密过滤油液。
5.3 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?
解答：O型中间位置时：P、A，B、O四口全封闭，液压缸闭锁，可用于多个换向阀并联工作。
M型中间位置时：P、O口相通，A与B口均封闭，活塞闭锁不动，泵卸荷，也可用多个M型换向阀串联工作。
P型中间位置时：P、A、B口相通，O封闭，泵与缸两腔相通，可组成差动回路。
H型中间位置时：P、A，B、O口全通，活塞浮动，在外力作用下可移动，泵卸荷，不能用于多个换向阀并联工作。
5.4 球式换向阀与滑阀式换向阀相比，具有哪些优点?
解答：球形阀结构简单。
滑阀式换向阀结构复杂，加工精度要求高，否则容易出现卡死现象。
5.5 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?
解答：O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用Y型中位机能。
因为Y型中位机能在中位时可以使液换向阀的阀芯两端控制油回油箱，便于弹簧使阀芯复位。
由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀可选用H、M、O型中位机能，这些机能滑阀在中位时不给液控单向阀提供控制油，使液控单向阀可靠地关闭。