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1、7.2压力控制阀压力控制阀是用于控制液压系统中油液的压力,或利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀。分类：溢流阀、减压阀、顺序阀，以及由顺序阀派生出来的平衡阀、卸荷阀等。从工作原理来看，所有的压力控制阀都是利用液压油的压力对阀芯产生的推力与弹簧的弹力相平衡，使阀芯停止在不同位置上，以控制阀口开度来实现压力的控制。1 溢流阀 功能：保持阀前的油压恒定，将多余的油液回流到油箱（安全阀，平时常闭），会流到阀后 管系（溢流阀，平时常开）。 要求: 灵敏可靠，工作平稳，无噪音，压力稳定，机构简单 。 分类：直动式，差动式，先导式 1）直动型溢流阀 直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力
2、直接相平衡的溢流阀。 直动型溢流阀结构原理图 (a)滑阀节流口，端面测压;(b)锥阀节流口，端面测压; (c)锥阀节流口，锥面测压 当阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计，令指令力(弹簧调定力)F指K x0时，直动式溢流阀在稳态下的力平衡方程为: pA = F指+ K x 即 F指= F指 pA = K x 即 p=K(x0+x)/AKx0/A 式中 K弹簧刚度(Nm)； x0弹簧预压缩量(m)； p(或pL)进口压力即系统压力(Pa)； F指 指令信号，即弹簧预压力(N)； F指控制误差（取决于K）,即驱动阀芯的合力(N)； A 阀芯的有效承压面积(m2)； x 阀开口量(m)。 由式可以看出，
3、只要在设计时保证x x0 ，即可使 p=K(x0+x)/AKx0/A =常数。这就表明，当溢流量变化时，直动式溢流阀的进口压力是近于恒定的。 直动型溢流阀的特点： 结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。在高压、大流量条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液动力很大，不能忽略，故调压精度低，恒压特性不好。 工程机械上多作缓冲阀用。 下一页2）先导型溢流阀 先导型溢流阀有多种结构。图所示是一种典型的三节同心结构先导型溢流阀，它由先导阀和主阀两部分组成。 YF型三节同心先导型溢流阀结构图(管式) 1-锥阀(先导阀);2-锥阀座;3-阀盖;4-阀体;5-阻尼孔;6-
4、主阀芯; 7-主阀座;8-主阀弹簧;9-调压(先导阀)弹簧;10-调节手柄 图中，锥式先导阀1、主阀芯上的阻尼孔(固定节流孔)5及调压弹簧9一起构成先导级压力负反馈控制，负责向主阀芯6的上腔提供经过先导阀稳压后的主级指令压p2A2。 主阀芯是主控回路的比较器，上端面作用有主阀芯的指令力p2A2 ，下端面作为主回路的测压面，作用有反馈力p1A1 ，其合力可驱动阀芯，调节溢流口的大小，最后达到对进口压力p1进行调压和稳压的目的。 工作时，液压力同时作用于主阀芯及先导阀芯的测压面上。当先导阀1未打开时，阀腔中油液没有流动，作用在主阀芯6上下两个方向的压力相等，但因上端面的有效受压面积A2大于下端面的
5、有效受压面积A1，主阀芯在合力的作用下处于最下端位置，阀口关闭。当进油压力增大到使先导阀打开时，液流通过主阀芯上的阻尼孔5、先导阀1流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主阀芯6所受到的上下两个方向的液压力不相等，主阀芯在压差的作用下上移，打开阀口，实现溢流，并维持压力基本稳定。调节先导阀的调压弹簧9，便可调整溢流压力。 根据先导型溢流阀的原理图，当阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计，令导阀的指令力F指Ks xs0 ，导阀芯在稳态状况下的力平衡方程为p2As = F指+ Ks xs 即Fs= F指 p2As = Ks xs 即 p2 = Ks (xs0+ xs)/ As 式中 p2先导级的输出压力，
6、即主级的指令压力(Pa)； F指先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力(N)； Fs先导级的控制误差，即导阀芯的驱动力(N)； As导阀芯的有效承压面积(m2)； Ks导阀弹簧刚度(Nm)； xs0导阀弹簧预压缩量(m)； xs导阀开口量(m)。 因导阀的流量极小，仅为主阀流量的1左右，导阀开口量xs很小，因此有 p2 KS xs0/AS =（常数） 上一页 下一页2）先导型溢流阀 先导级可以对主级的指令压力p2进行调压和稳压。 在主阀中，当主阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计，令主阀的指令力F调=p2A2， 主阀芯在稳态状况下的力平衡方程为 p2A2 + K（x0+ x) = p1A1 即 F=
7、 F调 p1A1= p2A2 p1 A1 =K（x0+ x) 因主阀芯弹簧不起调压弹簧作用，因此弹簧极软，弹簧力基本为零，即 F= K（x0+ x) 0 故有 p1 = F调/A1= P2A2 / A1 p1 = F调/A1= p2A2 / A1 p2 Ks xs0/A s 式中 pl进口压力，即系统压力(Pa)； A1主阀芯下端面的有效承压面积(m2)； A2主阀芯上端面的有效承压面积(m2)， K主阀弹簧刚度(Nm)； x0主阀弹簧预压缩量(m)； x主阀开口量(m)； F调主级的指令信号，即主阀芯上端面有效承压面积上所承受的液压力(N)； F指先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力(N)；
8、 F 主级的控制误差，即主阀芯的驱动力，用于克服主阀液动力等阻力(N)； As导阀芯的有效承压面积(m2)； Ks导阀弹簧刚度(Nm)； xs0导阀弹簧预压缩量(m)； xs导阀开口量(m)。 由式可以看出，只要在设计时保证主阀弹簧很软，且主阀芯的测压面积A1、A2较大，摩擦力和液动力相对于液压驱动力可以忽略不计，即可使系统压力p1=常数。 先导型溢流阀的特点： 在溢流量发生大幅度变化时，被控压力p1只有很小的变化（因主阀芯弹簧刚度小），即定压精度高。此外，由于先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1左右，因此先导阀阀座孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大。所以，先导型溢流阀广泛用于高压、大流量
9、场合。 上一页 下一页先导型溢流阀实例 o o 图示为二节同心先导型溢流阀的结构图，其主阀芯为带有圆柱面的锥阀。为使主阀关闭时有良好的密封性，要求主阀芯1的圆柱导向面和圆锥面与阀套配合良好，两处的同心度要求较高，故称二节同心。 主阀芯上没有阻尼孔，而将三个阻尼孔2、3、4分别设在阀体10和先导阀体6上。 其工作原理与三节同心先导型溢流阀相同，只不过油液从主阀下腔到主阀上腔，需经过三个阻尼孔。阻尼孔2和4相串联，相当三节同芯阀主阀芯中的阻尼孔，是半桥回路中的进油节流口，作用是使主阀下腔与先导阀前腔产生压力差，再过阻尼孔3作用于主阀上腔，从而控制主阀芯开启。阻尼孔3的主要作用是提高主阀芯的稳定性，
10、它的设立与桥路无关。 o 先导型溢流阀的导阀部分结构尺寸较小，调压弹簧不必很硬，因此压力调整比较轻便。但因先导型溢流阀要在先导阀和主阀都动作后才能起控制作用，因此反应不如直动型溢流阀灵敏。 o 与三节同心结构相比，二节同心结构的特点是： o 主阀芯仅与阀套和主阀座有同心度要求，免去了与阀盖的配合，故结构简单，加工和装配方便。 o 过流面积大，在相同流量的情况下，主阀开启高度小；或者在相同开启高度的情况下，其通流能力大。 o 主阀芯与阀套可以通用化，便于组织批量生产。 o 电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢流阀的组合，用于系统的多级压力控制或卸荷。为减小卸荷时的液压冲击，可在电磁阀和溢流阀之间加装
11、缓冲器。 图为电磁溢流阀的结构图，它是先导型溢流阀与常闭型二位二通电磁阀的组合。 电磁阀的两个油口分别与主阀上腔(导阀前腔)及主阀溢流口相连。当电磁铁断电时，电磁阀两油口断开，对溢流阀没有影响。 当电磁铁通电换向时，通过电磁阀将主阀上腔与主阀回油口相连通，溢流阀溢流口全开，导致溢流阀进口卸压(压力为零)，这种状态称之为卸荷。 o 先导型溢流阀与常闭型二位二通电磁阀组合时称为O型机能电磁溢流阀，见图( b)； o 与常开型二位二通电磁阀组合时称为H型机能电磁溢流阀，见图( c)。 o 电磁溢流阀除应具有溢流阀的基本性能外，还要满足以下要求： o (1)建压时间短； o (2)具有通电卸荷或断电卸
12、荷功能； o (3)卸荷时间短且无液压冲击。 上一页 下一页二）压力控制阀2 减压阀 功能：保持阀后的油压恒定。要求: 灵敏可靠，工作平稳，无噪音，压力稳定，机构简单 。分类：直动式，先导式直动式减压阀 其结构如图所示。它主要由阀芯、阀壳、弹簧、调压手轮组成。进口压力称为一次压力p1，出口压力称为二次压力p2。一p1进入阀体，流经节流口X节流降压后，从二次油路p2输出，这是主油路。输出的油，从出油口分支进入阀芯底部，流经阀芯中心的阻尼孔进入弹簧腔溢流回油箱。阀芯上作用力的平衡方程式： p2F = R0+ K（XmaxX）式中：（XmaxX）弹簧变形量。 R0 弹簧预调压力；K 弹簧刚性系数；
13、F 阀芯底面积先导级由减压出口供油的减压阀先导级由减压出口供油的减压阀如图所示，由先导阀和主阀两部分组成。该阀的原理如图下：图中，压力油由阀的进油口p1流入，经主阀减压口f减压后由出口p2流出,锥式先导阀、主阀芯上的阻尼孔(固定节流孔)及先导阀的调压弹簧一起构成先导级半桥分压式压力负反馈控制，负责向滑阀式主阀芯的上腔提供经过先导阀稳压后的主级 指令压力p3。主阀芯是主控回路的比较器，端面有效面积为A，上端面作用有主阀芯的指令力(即液压力p3A与主阀弹簧力预压力Ky0之和)，下端面作为主回路的测压面，作用有反馈力p2A，其合力可驱动阀芯，并调节减压口f的大小，最后达到对出口压力p2进行减压和稳压之目的。由图可见，出口压力油经阀体与下端盖的通道流至主阀芯的下腔，再经主阀芯上的阻尼孔e流到主阀芯的上腔，最后经导阀阀口及泄油口L流回油箱。因此先
