汽车自动变速器原理与维修-第5章液压控制阀2-课件

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1、5.3 流量控制阀流量控制阀是通过改变可变节流口的通流面积，使液流 流动时的局部阻力发生改变，实现对流量的控制，从而 调节执行元件（液压缸或液压马达）运动速度的阀类。 流量阀包括： 节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。5.3.1 节流阀节流阀是一种最简单又最基本的流量控制阀。它是借助于控制 机构使阀芯相对于阀体孔运动，以改变阀口的过流面积从而调节输 出流量的阀类。一、节流阀分类n功用：单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀等；n节流口形式：针式、沉割槽式、偏心槽式、锥阀式、三角槽式、薄 刃式；n调节功能：简式和可调式。简式：阀芯没有采用平衡措施，高压下调节困难，须在无压或低压 下调节。可调式

2、：阀芯采用平衡措施,可任何工况调节。二、常用节流口的形式与特征三、结构与工作原理图5-18所示为一种典型的节流阀结构图。 四、节流阀流量特性n无论那一种流量控制阀，内部一定有节流阀的构造，因此节流阀 可说是最基本的流量控制阀了。 n节流阀的节流口形式可归纳为三种基本形式：薄壁孔口、细长孔 、与介于两者之间的节流孔。n液流流经薄壁（或锐边）小孔（当小孔的长径比 时， 可以看作是薄壁小孔）的流量特性公式为n当小孔的长径比 时，可以看作是细长孔。当油液通过细长 孔时多为层流，其流量特性公式为n根据实验，通过节流口的流量可用下列通式表示：对公式 的说明K-节流系数，由节流口形状、流体状态、流体性质决定

3、。 对薄壁孔口， ，其中 为流量系数； 对细长孔， ，由于该式中存在油液粘度，所以细 长孔流量受温度影响。 A-孔口的通流面积 p -孔口的前后压差 m-由节流口形状决定的指数对薄壁孔口，m=0.5；对细长孔，m=1。五、节流阀的刚度节流阀的刚度反映了它在负载压力变动时保持流 量稳定的能力。一般定义为节流阀开口面积一定时，节 流阀前后压力差p的变化量与流经阀的流量变化量之比 。n上式表明，刚度越大，流量的稳定性越好。六、影响流量稳定性的因素流量稳定性与节流口前后压差、油温及节流口形状等因素密切 相关 1压差p对流量稳定性的影响 当节流开口A一定时，p越大， 刚度越大，但提高p会增大压力损失。

4、2温度对流量稳定性的影响 油温的变化引起油液粘度的变化， 从而对流量发生影响。这在细长孔式阀口上是十分明显的。而对锐边或 薄壁孔口来说，当雷诺数Re大于临界值时，流量系数不受油温影响；但 当压差小，通流面积小时，流量系数与雷诺数Re有关，流量要受到油温 变化的影响。因而阀口应采用锐边或薄壁孔口为好。 3. 节流口形状对流量稳定性的影响 m 越小，刚度越大。4. 节流开口A 对流量稳定性的影响 当阀口压差p一定，阀口 面积调小到一定值时，流量将出现时断时续现象；进一步调小，则可能 断流，这种现象称为节流阀的阻塞。每个节流阀都有一个能正常工作的 最小稳定流量，其值一般在0.5 L/min左右。 结

5、论： 常采用锐边或薄壁孔口作节流孔口，因为： 1）受温度影响较小；2） m=0.5，最小。七、节流阀的应用节流阀常与定量泵、溢流阀一起组成节流调速回路。若执行元件的 负载不变，则节流阀前后压力差一定，通过改变节流阀的开口面积 ，可调节流经节流阀的流量（即进入执行元件的流量），从而调节 执行元件的运动速度。此外，在液压系统中，节流阀还可起到负载 阻力以及压力缓冲等作用。节流阀的应用1n与定量泵、溢流阀 组成节流调速回路。泵的部分油液经溢 流阀回油箱，泵的出口 压力由溢流阀调定。进入油缸无杆腔的 油液流量由节流阀调定 ，其稳定性受负载影响 。节流阀的应用2n起负载阻尼。顺序阀起平衡作用 ，防止液压

6、缸活塞的加 速下落。节流阀起阻尼作用 ，控制顺序阀的启闭， 使顺序阀关闭滞后。节流阀的应用3n阻尼缓冲节流阀置于压力表前。阻尼作用强，可以缓冲 系统的压力冲击。保护压力表。节流阀的应用4n作背压阀5.3.2 调速阀由于工作负载的变化很难避免，为了改善调 速系统的性能，通常是对节流阀进行压力补偿。补偿的 方法之一是将定差减压阀与节流阀串联起来组合成调速 阀，另一种是将溢流阀与节流阀并联起来组合成溢流节 流阀。这两种压力补偿方式是利用流量的变化引起油路 压力的变化，通过阀芯的负反馈作用，来自动调节节流 阀口两端的压力差，使其基本保持不变。油温的变化也必然会引起油液粘度的变化，从而 导致通过节流阀的

7、流量发生改变，为了减小温度的变化 对流量的影响，出现了温度补偿调速阀。 一、调速阀的结构及工作原理如图5-21所示，调速阀是采用了压力补偿的节流阀，它由定差减压阀和节流阀串联而成。 5.3.3 溢流节流阀溢流节流阀是由定差溢 流阀与节流阀并联而成。当 负载压力变化时，由于定差 溢流阀的补偿作用使节流阀 两端压差保持恒定，从而使 通过节流阀的流量仅与其通 流面积成正比，而与负载压 力无关。图5-24为溢流节流 阀工作原理图。 与调速阀之比较n溢流节流阀功率损耗低，油液发热小，效率高。n由于流经溢流节流阀的流量是油泵的全部流量，较调速 阀大，阀芯阻力也较大，故溢流节流阀中溢流阀的弹簧 刚度要求大一

8、些，使得溢流节流阀的调速性能较调速阀 差。n由于溢流节流阀靠压变工作，而回油路通油箱无压变， 所以只能装在进油路，不可装于回油路；调速阀皆可。 5.3.4 分流集流阀分流集流阀（简称分流阀）包括分流阀、集流阀及兼有分 流、集流功能的分流集流阀。分流阀：使系统中由同一个能源向两个执行元件供应相同 的流量或按一定比例供应，以实现两个执行元件的速度同步或 成比例关系。集流阀：从两个执行元件中收集等流量或按比例的回油量 ，以实现两个执行元件的速度同步或成比例关系。分流集流阀：具备以上两者功能。5.4 方向控制阀方向控制阀是用来使液压系统中的油路通断或改变油液 的流动方向，从而控制液压执行元件的起动或停

9、止，改 变其运动方向的阀类。 它包括单向阀、换向阀、压力表开关等。5.4.1 单向阀单向阀包括普通单向阀和液控单向阀两类。 一、普通单向阀（简称单向阀） 1. 功能：单向阀又称止回阀，它是一种只允许液流 沿一个方向通 过，而反向液流被截止的方向阀。 2. 分类： 按进出口流道分为：直通式和直角式单向阀。n直通式：进出口流道在同一轴线。n直角式：进出口流道成直角布置。按阀芯分为：钢球式和锥阀式单向阀。n钢球式：结构简单，密封性不如锥阀式，导向差，用于小流量场合 。n锥阀式：结构较钢球式复杂，密封可靠，导向性好。直通式单向阀直角式单向阀（板式单向阀）3.普通单向阀的应用：n1）阻隔油路如单向阀常被

10、安装在泵的出口，一方面 防止系统的压力冲击影响泵的正常工作，另一方面在泵 不工作时防止系统的油液倒流经泵回油箱。为减少压力 损失，单向阀的弹簧刚度很小，开启压力一般为0.03 0.05 MPa ；n2）但若置于回油路作背压阀使用时，则应换成较大刚 度的弹簧，开启压力一般为0.30.5 MPa 。n3）与其它阀组成合成阀，如单向顺序阀、单向节流阀 等。二、液控单向阀液控单向阀是在普通单向阀的基础上多了一个控制 口，当控制口空接时，该阀相当于一个普通单向阀；若控制 口接压力油，则油液可双向流动。液控单向阀有不带卸荷阀芯的简式液控单向阀和带 卸荷阀芯的卸载式液控单向阀两种结构形式，如图5-30所示

11、。5.4.2 换向阀换向阀是利用阀芯相对阀体位置的不同，来控制各油 路的通断或改变液流的方向。一般以下述方法分类。n按结构：滑阀、转阀、球阀和锥阀式；n按操纵方式：手动、机动、电磁、液动、气动和电液动 ；n工作位置和油口数：几位几通；n按阀芯定位：钢球定位、弹簧复位、弹簧对中。一、滑阀式换向阀1、滑阀式换向阀的结构主体及工作原理结构主体：滑阀阀芯+阀体n台肩：阀芯与阀体孔配合处。n沉割槽：阀体孔内沟通油液的环形。n油口：阀体在沉割槽处有对外连接的油口.滑阀命名n滑阀阀芯相对阀体的不同的稳定工作位置，称为“位 ”。n阀体分布的主油口，称为“通”，不包括控制油口和 泄漏油口。n存在X个稳定工作位置

12、和Y个主油口的滑阀式换向阀 ，称为X 位Y通换向阀。表5-2中图形符号的含义如下：1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位”。2）一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几“通”。3）用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向 不一定表示液流的实际流向。4）方框内的符号“”或“”表示此通路被阀芯封闭，即不通。5）通常换向阀与系统供油路连接的油口用P表示，与回油路连接 的回油口用T表示，而与执行元件相连接的工作油口用字母A、B表 示。6）换向阀都有二个或二个以上的工作位置，其中一个为常态位， 即阀芯未受到操纵力作用时所处的位置。图形符号中的中位是三位 阀的常态位，利用

13、弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路 状态为其常态位。绘制液压系统图时，油路一般应连接在换向阀的 常态位上。2、滑阀机能三位四通和三位五通换向阀，滑阀在中位时各油口的连通方 式称为滑阀机能（也称中位机能）。不同的滑阀机能可满足系统的 不同要求。表5-3中列出了三位阀常用的十种滑阀机能，而其左位和 右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来 表示中位的型式。不同的滑阀机能，是在阀体尺寸不变的情况下， 通过改变阀芯的台肩结构、轴向尺寸以及阀芯上径向通孔的个数得 到的。三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时也把 阀芯在其一端位置时的油口连通状况设计成特殊机能，这时分别

14、用 第一个字母、第二个字母和第三个字母表示中位、右位和左位的滑 阀机能，如图5-31所示。 另外，当对换向阀从一个工位过渡到另一个工位的各油口间 通断关系也有要求时，还规定和设计了过渡机能。这种过渡机能被 画在各工位通路符号之间，并用虚线与之隔开。 3、滑阀式换向阀的操纵方式1）手动换向阀手动换向阀是利用手动杠杆等机构来改变 阀芯和阀体的相对位置从而实现换向的阀类。图5- 33(b)所示为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀的结 构。图5-33(b)所示为弹簧钢球定位式手动换向阀。图5 -34所示为一种手轮操作换向阀。 2）机动换向阀机动换向阀是用挡铁或凸轮推动阀芯从而实现换向 的阀类。如图5-3

15、5所示。3）电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁通电吸合后产生的吸力推动 阀芯来改变阀的工作位置。它是电气系统与液压系统之间 的信号转换元件。可借助于按钮开关、行程开关、限位开 关、压力继电器等发生的信号进行控制，易于实现动作转 换的自动化，因此应用广泛。4）液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油在阀芯端部 所产生的液压力来推动阀芯移动，从而改变阀芯位置的 换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧 对中型和液压对中型两种；按其换向时间的可调性，液 动换向阀可分为可调式和不可调式两种。图5-40(a)所示为不可调式三位四通液动换向阀 （弹簧对中型）。当对液动换向阀换向平衡性要求较高 时，

16、应采用可调式液动换向阀，如图5-41(b)所示。5）电液换向阀电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。其中， 液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动换向阀 的控制油路的方向，推动液动换向阀阀芯移动，称为先导阀。二、中位机能应用举例换向阀不同的中位机能,可以 满足液压系统的不同要求。1）系统保压 中位为“O”型 ， 如图所示， P口被堵塞时， 此时油需从溢流阀流回油 箱，增加功率消耗；但是 液压泵能用于多缸系统。2）系统卸荷：中位“M”型 ，图中所示，当方向阀于中 位时，因P、T口相通，泵 输出的油液不经溢流阀即可 流回油箱，由于直接接油箱 ，所以泵的输出压力近似为 零，也称泵卸荷，减少功率 损失。3）液压缸快进：中位“P” 型，图415所示，当换向 阀于中位时，因P、A、B 相通，故可用作差动