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1、汽车液压与液力传动,Vehicle hydraulic drive Technology,教师：陈泽宇,,东北大学专业课, Chapter four ,第4章 液压控制阀 Hydraulic control valve,方向控制阀的功能与工作原理,压力控制阀的功能与工作原理, Contents ,液压控制阀的作用和分类,流量控制阀的功能与工作原理,第4章 液压控制阀,4.1 液压控制阀的作用和分类,方向控制阀,液压控制阀的作用,流量控制阀,压力控制阀,对液压系统中的油液在方向、流量和压力上进行控制,分类,单向阀,换向阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,压力继电器,节流阀,调速阀,结构, 1阀体 2阀芯
2、 3控制操纵机构,图4-1 单向阀图形符号,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀结构与工作原理,（逆止阀或止回阀）,普通单向阀,只允许油液正向流动，不许反流,功能：,1.正向液流压力损失小,性能要求：,2.反向截止密封性能好,图4-2 直通单向阀结构图,(b) 锥阀式直通单向阀,(a) 钢球式直通单向阀,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀结构与工作原理,（逆止阀或止回阀）,普通单向阀,只允许油液正向流动，不许反流,功能：,1.正向液流压力损失小,性能要求：,2.反向截止密封性能好,图4-3 直角式单向阀结构图,第4章 液压控制阀,4.2 方
3、向控制阀的功能与工作原理,单向阀结构与工作原理,图4-4 液控单向阀工作原理,(1) 控制口无压力油时,A,(2) 控制口有压力油时,B,B,A,图4-5 液控单向阀图形符号,液控单向阀,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀结构与工作原理,液控单向阀,图4-6 液控单向阀结构,(1) 外泄式液控单向阀,(2) 内泄式液控单向阀,1-控制活塞； 2-顶杆； 3-阀芯,带卸荷阀芯的液控单向阀,图4-7 带卸荷阀芯的液控单向阀,降低反向开启的控制压力, 0.05p2,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀的应用举例,(1) 用于执行元件需要长时间保压
4、、锁紧的情况。,图4-8 双向液压锁实物图,图4-9 双向液压锁结构图,，防止系统中的液压冲击影响泵的工作；,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀的应用举例,(2) 安装在液压泵的入口处,(3) 用于高低压回路间的隔断。,图4-10 单向阀的应用举例,防止泵不工作时，油液倒流反拖液压泵。,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,单向阀的应用举例,(4) 背压阀,回油背压的作用：,可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。,普通单向阀 0.03 0.05 Mpa,用作背压阀 0.2 0.6 Mpa,开启压力：,产生回油背压,图4-11 背压阀回路图,第4章 液压
5、控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,换向阀的类型, 座阀式；转阀式；滑阀式,Vedio,图4-12 转阀式换向阀,图4-11 背压阀回路图,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,图4-13 三位四通换向阀,换向阀的类型,滑阀式换向阀的基本结构, 座阀式；转阀式；滑阀式, 阀芯, 阀体, 操纵机构,工作原理,Vedio,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,二位五通阀三位五通阀,图4-13 三位四通换向阀,二位二通阀二位三通阀二位四通阀三位四通阀,Vedio,换向阀的图形符号,图4-14 三位四通换向阀图形符号,第4章 液压控制
6、阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,图4-14 三位四通换向阀图形符号,(1) 方框表示换向阀的工作位置；,(2) 方框上下与外部接口数；,P 进油口； T,O 回油口； A,B 与液压元件连接的油口；,换向阀的图形符号,(3) 箭头表示通断状态；(不表示流向),(4) T表示被阀芯封闭。,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,图4-14 三位四通换向阀图形符号,换向阀的图形符号,三位四通阀的中位机能,中封式（O形）,三位四通中排式,三位四通中压式,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,换向阀的图形符号,图4-14 三位四通换向阀
7、图形符号,阀的操纵方式,Vedio,第4章 液压控制阀,4.2 方向控制阀的功能与工作原理,换向阀,换向阀的图形符号,图4-14 三位四通换向阀图形符号,Vedio,手动操纵方式,机动操纵方式,电磁操纵方式,液压操纵方式,阀的操纵方式,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,压力控制阀的作用,用来控制液压油的压力，从而控制其它液压元件的动作,溢流阀减压阀顺序阀压力继电器,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,溢流阀的功能与工作原理,使液压系统的压力维持恒定，实现系统的稳压、调压与恒压。,功能,原理, 单向阀的工作原理,Vedio,第4章 液压控制阀,4.3 压
8、力控制阀的功能与工作原理,溢流阀的分类,直动式溢流阀的结构,图4-15 直动式溢流阀结构示意图,图形符号,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,先导式溢流阀,图4-16 先导式溢流阀结构示意图,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,先导式溢流阀,Vedio, 弹簧刚度小，调压精度较高, 可实现K口远程控制, 调压值由先导阀弹簧刚度确定,图4-17先导式溢流阀原理图, 主阀弹簧起复位作用, 先导阀的流量小,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,溢流阀的应用,(1) 用作安全阀过载保护作用；,(2) 稳压，使系统压力恒定；,图4-18 安全阀的
9、连接回路,(3) 用作背压阀；,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,溢流阀的应用,图4-19 背压阀连接回路,(4) 实现远程调压与系统卸荷；,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,溢流阀的应用,图4-20 远程调压与系统卸荷回路图,(a) 系统卸荷,(b) 远程调压,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,减压阀,减压阀是利用液体流过缝隙时产生压降的原理，使出口压力低于进口压力的液压控制阀。,按调节效果分为定值减压阀、定比减压阀和定差减压阀。,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,减压阀,图4-21 先导式减压阀结构示意
10、图,减压方法,减压与恒压实现过程, 减压阀口f,3 调节减压阀口f 开度,1 先导阀开启,2 主阀上升,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,减压阀的应用,图4-22 远程调压与系统卸荷回路图,用以灵活方便地使某一分支回路压力降低；,油液流经减压阀将产生压力损失，这增加了功率损失并使油液发热。,缺点：,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,顺序阀,顺序阀是利用油液压力作为控制信号来控制油路通断，保证液压系统中多个执行元件的动作有一定的先后顺序。,顺序阀的分类, 先导式、直动式, 内控式、外控式, 内泄式、外泄式,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与
11、工作原理,顺序阀,顺序阀的工作原理,图4-23 顺序阀结构与图形符号,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,顺序阀,图4-24 顺序阀工作原理示意图,顺序阀的工作原理, 进油口压力控制阀芯启闭, 出口一般接负载, 外控口K（液控顺序阀）,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,压力继电器,压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出，控制电气元件动作的液压控制元件。,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,压力继电器,工作原理,图4-25 压力继电器结构图,图形符号,例1 如图所示回路，顺序阀的调整压力pX=3MPa，溢流阀的调整 压力
12、py=5MPa，问在下列情况下A、B点的压力为多少？ 1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa； 2）如负载压力pL变为1MPa； 3）活塞运动到右端。,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,应用计算,例2：如图所示系统，缸、上的外负载力F1=20000N，F2=30000N，有效工作面积都是A=50cm2，要求缸先于缸动作，问：1）顺序阀和溢流阀的调定压力分别为多少？2）不计管路阻力损失，缸动作时，顺序阀进、出口压力分别为多少？,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,应用计算,例3：如图所示回路，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为PX和PY，当系统外负载为
13、无穷大时，问： 1）泵的出口压力为多少？ 2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,应用计算,例4：如图a、b回路参数相同，液压缸无杆腔面积A=50cm2，负载FL=10000N，各阀的调定压力如图示，试分别确定两回路在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两处的压力。,第4章 液压控制阀,4.3 压力控制阀的功能与工作原理,应用计算,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,流量控制阀的作用,流量控制阀是实现液压系统中的流量调节的阀，其目的是对执行元件的运动速度进行控制。,节流阀,调速阀,第4章 液压控制阀,4.4
14、流量控制阀的功能与工作原理,节流阀, 阀体 阀芯 操纵机构（手轮） 节流口,节流阀的结构与原理,图4-26 节流阀结构图,节流口,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,节流阀,节流阀的结构与原理,图4-27 节流阀工作原理示意图, 阀体 阀芯 操纵机构（手轮） 节流口,节流口,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,节流阀, 阀体 阀芯 操纵机构（手轮） 节流口,节流阀的结构与原理,液阻,液体流过小孔或缝隙时会受到阻力，导致压力损失和流量下降。,节流口, 薄壁小孔,( l/d 0.5),图4-27 节流阀工作原理示意图,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的
15、功能与工作原理,节流阀,伯努利方程,沿程压力损失,局部压力损失,理想状态：,流经小孔：,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,节流阀,流经小孔：,出口速度：,节流阀的流量特性 ,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,节流阀,节流阀的流量特性 ,改变过流面积A，可以改变节流阀的输出流量,刚性T,最小稳定流量,节流阀开口面积A一定时，节流阀前后压差p的变化量与流经阀的流量变化量之比。,节流阀能正常工作的最小流量。,节流阀前后压差P=0.4MPa，通过的流量为q=10L/min，假设节流孔为薄壁小孔，油液密度为=900Kg/m3，试求节流阀阀口的流通面积AT。若AT不变，因负载变化使P=0.35MPa时，通过节流阀的流量发生什么变化？,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,节流阀,习题,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,单向节流阀,由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。,图4-28 单向节流阀结构图,1弹簧 2阀心 3阀体 4顶杆 5螺母,第4章 液压控制阀,4.4 流量控制阀的功能与工作原理,调速阀,由定差减压阀与节流阀串联而成。,图4-29 调速阀结构示意图, 节流口, 减压阀口,
