第四章 液压控制阀
液压控制阀分类
液压控制阀分类1液压控制阀液压控制阀是一种非常重要的机械设备，它使得液体可以在系统中进行恒定的流量或压力控制。
它正在被广泛地用于工业、航空航天、军工和普通家用等行业。
液压控制阀主要有分体阀、单体阀、集成阀、组合阀等几种。
2分体阀分体阀是一种将阀体和阀盖分开的液压控制阀，它有固定式和可调式两种类型。
固定式分体阀是使用一个加在阀体上的固定双片式调节器，来调节阀门开启程度。
而可调式分体阀则是通过调节螺杆的旋转来确定开启程度。
分体阀可以根据使用场合的不同而有不同的用途，比如大功率的调压和控制流量的任务。
3单体阀单体阀是把阀体和阀盖组成一个整体的液压控制阀，单体阀适用于控制小功率的压力，如压力补偿控制和小功率的流量控制，单体阀有自调式和泵端调压两种。
自动单体阀通过可调的螺杆的旋转来调节阀开启程度来实现压力调节。
而泵端单体阀则主要通过控制泵的工作以及泵的出口压力来实现流量的控制。
4集成阀集成阀是在以阀盖上安装多个可动座的液压控制阀，这些可动座上可以安装多个用于调节压力或者流量的调节器。
例如一个双片式阀，一个螺杆式阀，一个球阀，一个液力推杆式阀，它们可以共同作用于一个系统控制多个参数。
集成阀的体积小，重量轻，使用寿命长，功能强大，是大型液压系统的理想选择。
5组合阀组合阀是将阀体和阀盖一起组成一个组合，这种阀中可能会有两个以上单独的阀体，组合阀同时具有分体阀和单体阀的优点。
由于具备多个类型的阀体，可以满足不同的工况要求，所以，组合阀是大型液压系统中使用较多的一种阀门。
以上就是液压控制阀的几种类型，它们都有自己的特点和功能，根据实际应用场合来选择最合适的阀门，以达到最高的控制要求。
液压插装阀知识
第十六页，编辑于星期二：八点 十七分。
流量连续性方程
➢ 流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表 达方式。
➢ ρ1υ1A 1=ρ2υ2A2 ➢ q= VA =常数
第十七页，编辑于星期二：八点 十七分。
伯努利方程
理想流体的伯努利方程 p1 /ρg + Z1 + v12 / 2g = p2 /ρg + Z2 + v22 / 2g=常
➢ 能源装置—将机械能转换为流体压力能的装置。 ➢ 执行元件——将流体的压力能转换为机械能的元件。
➢ 控制元件——控制系统压力、流量、方 向的元件以及进 行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。
➢ 辅助元件——保证系统正常工作除上述三种元件外的装
置。
第五页，编辑于星期二：八点 十七分。
液压与气压传动的优缺点
由此可得 ➢ 液压传动可使力放大，可使力缩
小，也可以改变力的方向。
➢ 液体内的压力是由负载决定的。
第十四页，编辑于星期二：八点 十七分。
静压力对固体壁面的作用力
➢ 液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静 压力的作用
➢ 当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的 总作用力 F = p A ，方向垂直于该平面。
与作用在液体上的力大小相等、方向相反。
第二十页，编辑于星期二：八点 十七分。
管道流动
➢ 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然 转弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液 体流动时必然会产生阻力。
➢ 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两 部分组成。
第二十一页，编辑于星期二：八点 十七分。
流态、雷诺数
液压与气压传动
➢ 绪论
第十章 气源装置及气动元件
液压控制阀的种类
液压控制阀的种类液压控制阀是液压系统中重要的元件之一，广泛应用于工程机械、航空航天、冶金、船舶等领域。
根据其功能和结构特点，液压控制阀可以分为以下几种类型。
1. 方向控制阀：方向控制阀用于控制液压系统中液压液的流向，常见的有溢流阀、节流阀、环路阀等。
溢流阀通过调节流体的排放方式来控制系统的流量和压力，常用于控制执行元件的速度和限制系统的最大压力。
节流阀通过改变流道的截面积来调节流量和压力，通常用于减速、稳速控制。
环路阀则是将液压泵的出口与油箱的回油口形成闭环，实现流量和压力的控制。
2. 流量控制阀：流量控制阀用于调节系统中液压液的流量，主要包括节流阀、比例阀和流量控制阀等。
节流阀通过改变流道的截面积来调节流量，通常用于限制系统的流量和速度。
比例阀通过改变阀口的开度或电磁激励力来调节流量，常用于对执行元件的位置、速度等参数进行精确控制。
流量控制阀则通过控制液流的流过截面积来实现流量的调节。
3. 压力控制阀：压力控制阀用于控制系统中的工作压力，常见的有安全阀、溢流阀和压力继电器等。
安全阀用于在液压系统中当压力超过安全压力时，将多余的液压液导入油箱以保护系统的安全。
溢流阀则在液压系统压力达到设定值时，将多余的液压液导入油箱，起到压力保护作用。
压力继电器则通过感应系统中的压力变化，来控制系统的压力，并将信号转化为机械或电气信号进行反馈。
4. 比例控制阀：比例控制阀是一种可以精确控制流量、压力或位置的阀门，常见的有比例溢流阀、比例伺服阀等。
比例溢流阀通过改变阀口的开度来调节流量和压力，广泛应用于工程机械和液压系统中的位置控制。
比例伺服阀则是通过开启或关闭阀口来控制液压液对执行元件的作用力，常用于工业自动化领域。
液压控制阀的种类繁多，应根据具体的应用需求选取合适的控制阀。
在选择时要注意阀门的工作压力、流量、控制精度等参数，并进行合适的维护和保养，以确保系统的正常运行。
此外，还要注意阀门的安装方式和连接方式，以保证液压系统的密封性和可靠性。
液压控制系统（王春行版）课后题答案2
第二章思考题1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。
2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。
实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。
4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为，阀位移时，p L x V 阀的负载流量为的位置。
q L零位工作点的条件是 。
q =p =x =0L L V 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？答：流量增益，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。
q q =x LVK ∂∂流量-压力系数，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。
c q =-p LLK ∂∂压力增益，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力p p =x LVK ∂∂当各系数增大时对系统的影响如下表所示。
7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？答：理想零开口滑阀，，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄c0=0K p0=K ∞漏流量，，两者相差很大。
2cc0r =32WK πμp0K理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。
9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。
瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。
习题1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径，径向间隙，供油-3d=810m ⨯-6c r =510m ⨯压力，采用10号航空液压油在40工作，流量系数，求阀的零5s p =7010a P ⨯C 。
液压控制阀的分类
板式连接：将进出口开于阀体的一个面。 插装阀：又分为螺纹插装阀和二通或盖板插装阀。 螺纹插装阀：其安装形式为螺纹旋入式的液压执行元件。 二通或盖板插装阀：由插芯为基本组件，插到特别设计加工的阀体 内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件 有且只有两个油口，故被称为二通插装阀。 叠加阀：叠加阀以板式阀为基础，每个叠加阀不仅起到单个阀的功 能，而且还沟通阀与阀的流道。换向阀安装在最上方，对外连接油口开在最 下边的底板上，其他的阀通过螺栓连接在换向阀和底板之间。
液压控制阀的分类
1、根据结构形式分类 滑阀： 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑 阀运动存在一个死区。 锥阀：锥阀阀芯半锥角一般为 12 °～20 °，阀口关闭时为线密封，密 封性能好且动作灵敏。 球阀：性能与锥阀相同。 2、根据控制方式分类 定值或开关控制阀：被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装 阀、叠加阀。 比例控制阀：被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通 比例阀和带内反馈的电液的）偏差信号成比例连续 变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。 数字控制阀：用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、 流量、方向的阀类 。 3、根据用途分类 压力控制阀：用来控制液压系统中油液压力。 流量控制阀：流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调 节的阀。 方向控制阀：在液压系统中控制液流方向。 4、根据安装连接方式分类 管式连接：阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。
液压控制阀
• p1 > ps ，减压、稳压。
60
三、减压阀
4、工作原理
稳压原理
•
p2 ↑→阀芯上移→阀口减小→ Δp ↑， p2= p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓；
• p2 ↓ →阀芯下移→阀口开大→ Δp ↓， Δp↓， p2↑= ps 。
53
（三）、应用
用作安全阀（常闭）
防止系统过载
55
（三）、应用
用作溢流阀（常开）
保持系统压力恒定
三、减压阀
左上为先导式，其它为直动式
57
三、减压阀
1、作用 减低系统压力，并 有稳压作用。 2、特点 出口压力控制阀芯 动作，有单独泄油口。
58
三、减压阀
3、结构
59
三、减压阀
4、工作原理 节流口产生压降Δp
P
溢流阀
30
方向控制回路
A
A B P
B T
T 液压泵
P
溢流阀
31
方向控制回路
A A B P
B T
T 液压泵
P
溢流阀
32
滑阀式换向阀
A B A B
T P T P
33
滑阀式换向阀
A B A B
T P T P
34
（四）、中位机能
三位滑阀在中间位置工 作时，油路的连通方式。 名称：O 型 功能：双向锁紧，
77
职能符号
• 简化符号
78
四、液压辅助元件
• • • • • 蓄能器 过滤器 油箱 热交换器 管件
液压传动课后习题及解答
第一章绪论一、填空题1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成，即 、 、2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。
3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。
4 、液压传动主要利用 的液体传动。
5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。
包括 和 。
二、计算题：1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。
不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。
试求：1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ；2 ）力 F 需要作用的时间；3 ）活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题：1 、液压传动的概念。
2 、液压传动的特征。
3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？4 、帕斯卡原理的内容是什么？5 、液压传动系统的组成。
6 、液压系统的压力取决于什么？第一章绪论答案一、填空题第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动二、计算题：答案：1 ）由活塞2 上的重物 G 所产生的液体压力=20×10 6 Pa根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力2 ）根据容积变化相等的原则求得力 F 需施加的时间3 ）活塞 2 的输出功率第二章液压流体力学基础一、填空题1、油液在外力作用下，液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质，叫做 。
2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比，这种力称为 。
3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。
4、 液体体积随压力变化而改变。
液压阀详解
度，所以可调节换向时间。
机动换向阀(行程)要放在操纵件旁，即通常安装在油缸附 近，它结构简单，换向位置精度高。
机动(行程)换向阀基本都是二位的，除有二位二通的，还 有二位三通、二位四通等型式。
机动
（2）手动换向阀 manual-operated directional valve
液压控制阀 流量控制阀
普通单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等
普通单向阀动画
按进出油液流向的不同分直通式和直角式两种结构，
都由阀芯、阀体和弹簧等组成。(小规格直通式阀有用钢球 作阀芯的，我们试验室里看到的就是这种)，当液流从进油 口A 流入时，油液压力克服弹簧阻力和阀体1与阀芯2间的 摩擦力，顶开带有锥端的阀芯(或钢球)，从出油口B 流出。 当油液反向从B流入时，油液压力使阀芯紧密地压在阀座 上，故不能逆流。由于弹簧仅起复位作用，因而弹簧力很 小。所以正向开启压力只需0.03～0.05MPa ; 反向截止时， 因阀芯与阀座孔为线密封，且密封力随压力增高而增大， 故密封性能良好。
图形符号
A’ B’ AB
利用液控单向阀锁紧
液压锁 密封好、锁紧精度高。
按通路分类：二通、三通、四通、五通等等
按工作位置数分：二位、三位、四位等等
换向阀
按控制方式分类
电磁换向阀 液动换向阀 电液动换向阀 手动换向阀
机动换向阀（行程换向阀）
气动换向阀
按阀芯的形式分类
滑阀式换向阀 转阀式换向阀
1-阀体 2-阀芯 3-弹簧
1-阀体 2-阀芯
3-弹簧
2、液控单向阀 hydraulically operated check valve
液控单向阀是一种通入控制压力油后允许油液双向流动 的单向阀，它由单向阀和液控装置两部分组成。
液压阀图解
液压阀图解液压控制阀是液压系统中用来控制液流方向、压力和流量的元件。
借助于这些阀，便能对液压执行元件的启动和停止、运动方向和运动速度、动作顺序和克服负载的能力等进行调节与控制，使各类液压机械都能按要求协调地工作。
液压阀可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
1 单向阀图解1 普通单向阀普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。
图3-43（a）所示是一种管式普通单向阀的结构。
压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。
但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。
图3-43（b）所示是单向阀的职能符号图。
图3-43 单向阀(a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧2 液控单向阀当控制口无压力油通入时，液控单向阀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，因控制活塞推动顶杆顶开阀芯，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。
1）内泄式、不带卸荷小阀芯的液控单向阀内泄式、不带卸荷小阀芯的液控单向阀结构与符号如图3-44所示。
1单向阀芯3弹簧4控制活塞X控制口A正向进油口B反向进油口A1密封锥面图3-44内泄式、不带卸荷小阀芯的液控单向阀结构与符号此类液控单向阀适用于系统压力较低的场合。
图3-45所示为内泄式、不带卸荷小阀芯的液控单向阀反向开启时的油路。
图3-45内泄式、不带卸荷小阀芯的液控单向阀反向开启时的油路2）内泄式、带卸荷小阀芯的液控单向阀带卸荷小阀芯的液控单向阀适用于反向压力较高、流量较大的场合。
此类液控单向阀利用卸荷小阀芯在反向开启前泄去系统压力，由此避免了液压冲击，并大大降低了开启主阀的压力。
图3-46所示为内泄式、带卸荷小阀芯的液控单向阀结构原理图与符号。
各种液压控制阀图型符号和功用
各种液压控制阀图型符号和功用一、方向控制阀：名称功用职能符号说明单向阀允许液流单向通过，反向被截止。
液控单向阀既有单向止回作用又能使阀在控制油的控制下实现阀的反向开启。
双向液压锁当两条进口油路无油压，两条出口油路被锁闭。
当一条进口油路有油压，另一条油路双向导通。
换向阀用于将两个或两个以上的油口接通或切断改变液流方向。
人力控制按扭式拉钮式按—拉式手柄式踏板式双向踏板式一般符号机械控制顶杆式可变行程式弹簧式滚轮式电气控制单作用电磁式双作用电磁式比例电磁式比例双电磁式例：三位四通Y型弹簧复位双作用电磁阀压力控制加压或卸压控制差动控制例子：三位四通O型弹簧复位液动阀先导控制加压控制液动式（外控）二级（内控内泄）电液式（外控）例子：三位四通O型外控电液阀卸压控制液动式（内泄控制）（外泄控制）电液式（外控外泄）反馈控制一般符号梭阀有两个进口和一个公共出口，在进口压力的作用下，出口自动地与其中一个进口接通的阀。
或门型与门型二、压力控制阀：名称功用职能符号说明溢流阀控制阀的进口压力的压力阀。
直动型溢流阀先导型溢流阀先导型电磁溢流阀卸荷溢流阀一般符号减压阀使流经阀的油液节流降压，以便从系统中分出油压较低的支路。
直动型减压阀先导型减压阀定比减压阀定差减压阀一般符号顺序阀用油压信号控制油路接通或隔断的阀，常用来自动控制油缸或油马达的动作顺序。
直动型直控顺序阀直动型外控顺序阀先导型顺序阀单向顺序阀（平衡阀）一般符号卸荷阀使油泵或油路卸荷（卸压），减小功率消耗。
顺序阀和先导型溢流阀都可以作为卸荷阀使用。
名称功用职能符号说明节流阀靠改变阀的开度来改变通流面积，从而控制流量，借以控制执行机构的运动速度。
不可调节流阀可调节流阀单向节流阀油压差、油温、油的状况、节流口堵塞影响流量的稳定性。
调速阀（普通型调速阀）提供稳定的流量使执行元件运动速度稳定。
普通型调速阀温度补偿型调速阀轻载时功率损耗比溢流节流阀大，油液发热程度较大。
溢流节流阀提供稳定的流量使执行元件运动速度稳定。