• 圆柱滑阀的结构型式及分类 • 滑阀静态特性的一般分析 • 零开口四边滑阀的静态特性 • 正开口四边滑阀的静态特性 • 双边滑阀的静态特性 • 滑阀受力分析 • 滑阀的输出功率及效率 • 滑阀的设计 • 喷嘴挡板阀 • 射流管阀本章主要内容为 ：第二章 液压放大元件1液压放大元件能将输入位移(机械量)转换并放大为具有一定压力（液压量）的液体流量 概概 述述流量与压力的乘积即功率，因此也可以说液压放大元件 所输出的就是具有一定功率的液压信号 液压放大元件也是控制液体流量大小及方向的控制元 件，通常称为(液压)阀，如：滑阀、挡板阀等机械功率机械功率FV FV 液压功率液压功率pQpQ 小大22.1 2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类圆柱滑阀的结构型式及分类阀芯阀体（阀套）凸肩沉 割 槽棱边阀 芯 孔阀芯与阀体land棱边沉割槽通油槽 滑阀典型结构原理图3A AB Bp pS ST T（A）两凸肩四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图(A)为两凸肩四 通滑阀，它有一 个进油口P，两 个通向液压执行 元件的控制口A 及B，另外还有 两个回油口因 为两个回油口合 并成一个O口流 出滑阀，故整个 滑阀共有P、T、 A、B四个通油 口，称四通阀。
这种结构 中回油压力作 用于凸肩，因 油压力不会为 零，当阀芯不 在零位时，总 有一个使阀芯 继续打开的力 作用于阀芯4p pS ST TA AB BX Xv v（A）两凸肩四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图5p pS ST TA AB BX Xv v（A）两凸肩四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图6(B)两凸肩三通滑阀两个凸肩里侧的两个棱 边是工作棱边，只有一个通 向液压执行元件的控制口c， 所以称三通阀如果阀芯向 右微动，P口的油液经过右凸 肩棱边的节流作用后通向C 口，如果阀芯向左移动，则 C口的油液经左凸肩棱边节 流后由T口流出滑阀由于只 有一个控制口C，通向液压 缸的无杆腔，液压缸的有杆 腔是不可控的为使液压缸 能双向运动，必须采取其它 办法让液压缸活塞回程，图 示结构p pc c（B）两凸肩三通滑阀 c cP PT Tp ps sp ps s7p pc c（B）两凸肩三通滑阀 滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图c cP PT Tp ps sp ps s8p pc cX Xv v（B）两凸肩三通滑阀 滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图c cP PT Tp ps sp ps s9p pc cX Xv v（B）两凸肩三通滑阀 滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图c cP PT Tp ps sp ps s10（C） 四凸肩零开口四通滑阀B BP PT TA Ap ps s(C)四凸肩零开口四 通滑阀图中两个通油槽处 有四个工作棱边。
由于 凸肩的宽度和不同凸肩 间的距离，与相对应的 油槽尺寸是配制得完全 一致的，所以当阀芯处 于中位时，凸肩的棱边 与油糟的棱边，一一对 齐，从而把油槽完全封 住这种完全理想化的 滑阀，称理想滑阀 11（C） 四凸肩零开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图B BP PT TA Ap ps s12（C） 四凸肩零开口四通滑阀X Xv v滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图B BP PT TA Ap ps s13（C） 四凸肩零开口四通滑阀X Xv v滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图B BP PT TA Ap ps s14(D)三凸肩零开口 四通滑阀图中三个通油槽处 有四个工作棱边由于 凸肩的宽度和不同凸肩 间的距离，与相对应的 油槽尺寸是配制得完全 一致的，所以当阀芯处 于中位时，凸肩的棱边 与油糟的棱边，一一对 齐，从而把油槽完全封 住这种完全理想化的 滑阀，称理想滑阀 p pS ST TA AB B（D） 三凸肩零开口四通滑阀15p pS ST TA AB B（D） 三凸肩零开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图16p pS ST TA AB BX Xv v（D） 三凸肩零开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图17p pS ST TA AB BX Xv v（D） 三凸肩零开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图18p pS ST TA AB BU UU UU UU U（E） 三凸肩正开口四通滑阀(E)三凸肩正开口四通阀阀芯处于中位时， 四个节流工作棱边处都 有相同的预开口量U， 即在零位时有预开口量 ，这种阀称正开口阀或 负重叠阀。
19p pS ST TA AB BU UU UU UU U（E） 三凸肩正开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图20p pS ST TA AB BU UU UU UU UX Xv v（E） 三凸肩正开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图21p pS ST TA AB BO OL LO OL LO OL LO OL L（F） 三凸肩负开口四通滑阀(F)三凸肩负开口四通滑阀零位时每个凸肩都遮盖了相应的油槽而有重叠 量，只有阀芯位移超过了 棱边处的重叠量后阀口才 打开这种阀称正重叠阀 或负开口阀 22p pS ST TA AB BO OL LO OL LO OL LO OL L（F） 三凸肩负开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图23p pS ST TA AB BO OL LO OL LO OL LO OL LX Xv v（F） 三凸肩负开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图24p pS ST TA AB BO OL LO OL LO OL LO OL LX Xv v（F） 三凸肩负开口四通滑阀滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图25二、按滑阀的工作边数分四边滑阀：控制性能最好，需保证3个轴向配合尺寸双边滑阀：需保证1个轴向配合尺寸单边滑阀：控制性能最差，无需保证轴向配合尺寸26三、按滑阀的预开口型式划分正开口（负重叠）：流量增益变化大，压力灵敏度低，零位泄漏量大零开口（零重叠）：线性流量增益，应用广，加工困难负开口（正重叠）：流量增益有死区，有稳态误差， 很少采用零开口正开口负开口ZERO LIP ZERO LIP UNDER LIP UNDER LIP OVER LIP OVER LIP 零重叠负重叠正重叠27四、按阀套窗口的形状划分矩形：开口面积与阀芯位移成比例，线性流量增益（零开口阀）圆形：工艺好，但流量增益非线性。
用于要求不高处28展开图dvxvxvxv29五、按阀芯的凸肩数目划分二凸肩：二通阀，（二凸肩的四通阀导向性不好，不能全周开口，阀芯所受液压力不平衡）三凸肩：三通阀或四通阀四凸肩：四通阀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 承受的液压力大部分可以得到平衡，施以较小的轴向力即可驱动阀芯 阀芯节流边 平衡活塞302.2 2.2 滑阀静态特性的一般分析滑阀静态特性的一般分析1) 滑阀的静态特性即压力-流量特性，是指稳态情况下，阀的 负载流量、负载压力和滑阀位移之间的关系2) 滑阀的静态特性表示滑阀的工作能力和性能，对液压伺服 系统的静、动态特性计算具有重要意义3) 阀的静态特性可用方程、曲线或特性参数（阀的系数）表 示4) 静态特性曲线和阀的系数可从实际的阀得出，许多结构的 阀也可用解析法推导出压力流量方程31为了分析简便，对滑阀作如下假设：1) 液压能源是理想的恒压源供油压力为常数，回油压力为零，或将供油压力 看成是二者之差2) 忽略管道和阀腔内的压力损失。
与阀口处的节流损失相比很小，可忽略不计3) 液体是不可压缩的稳态情况时，液体密度变化很小，可忽略不计4) 各节流口流量系数相等5) 阀是匹配对称的 3 31 14 42 2p pS SQ QL LQ Q1 1Q Q3 3T Tp p2 2 p p1 132节流口1、3处的流量 pL一负载压力 由假设知，在理想状态下，由于匹配，流过节流口1及3的流量必然相等取QL为流入及流出负载的负载流量，则QL=Q1= Q3由式(2-2)及(2-3)可见 33由式(2-4)及(2-5)可得 这就是滑阀压力-流量方程的一般表达式1） 对于匹配对称阀，空载时，与负载相连的两个管道中的压力均为2）当加上负载后，一个管道中的压力升高恰等于另一个管道 中的压力降低3 31 14 42 2p pS SQ QL LQ Q1 1Q Q3 3T Tp p2 2 p p1 134二、滑阀的静态特性曲线二、滑阀的静态特性曲线滑阀的静态特性曲线通常由实验得到，对某些理想滑阀也 可由解析法得到静态特性曲线的定义：1) 流量特性曲线指负载压降等于常数时，负载流量与阀芯位移之间的关系 负载压降为零时的流量特性为空载流量特性2) 压力特性曲线指负载流量等于常数时，负载压降与阀芯位移之间的关系。
通常所指的压力特性是负载流量为零时的压力特性353) 压力-流量特性曲线指阀芯位移一定时，负载流量与负载压降之间的关系 压力-流量特性曲线全面描述了阀的稳态特性最大 位移下的压力-流量特性曲线表示阀的工作能力和规格 当负载所需要的压力和流量能被阀在最大位移时的压力- 流量曲线包围时，阀就能满足负载的要求36定义阀的三个系数：1) 流量增益流量特性曲线在某一点的切线斜率直接影响系统的开 环增益表示负载压降一定时，阀单位输入位移所引起的负载流 量变化的大小其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏2) 流量-压力系数压力-流量曲线的切线斜率冠以负号影响系统阻尼比和 速度刚度表示阀开度一定时，负载压降变化所引起的负载流量变 化的大小其值小，阀的刚度大是系统中的一种阻尼 373) 压力增益（压力灵敏度）压力特性曲线的切线斜率表示起动大惯量和大摩 擦力负载的能力通常是指负载流量为零时，阀单位输入位移所引起 的负载压力变化的大小其值大，阀对负载压力的控制灵敏度高38定义了阀的系数以后，压力-流量特性方程的线性化表达式可写 成：1)阀的系数值随阀的工作点而变2)反馈系统经常工作在原点附近此时，流量增益最大，流量-压力系数最小，阻尼比最低因此，原点处是设计的最危险点。
3)原点处的阀系数称为零位阀系数392.3 2.3 零开口四边滑阀的静态特性零开口四边滑阀的静态特性一、理想零开口四边滑阀的静态特性一、理想零开口四边滑阀的静态特性理想滑阀是指：径向间隙为零、工作边锐利的滑阀理想滑阀的开口面积和阀芯位移的关系易确定，其压力- 流量方程可用解析法得到401 1、理想零开口四边滑阀的压力、理想零开口四边滑阀的压力- -流量特性流量特性3 31 14 42 2p pS SQ QL LQ Q1 1Q Q3 3T Tp p2 2 p p1 1(b)液压桥p pS ST TA AB BX Xv v1 12 24 4p p1 13 3p p2 2Q QL LQ QL L(a)结构原理图41Q QL L/ /Q QLmaxLmax0.81.0=1.0=x xv v/ /x xvmaxvmax0.81.2-1.2-0.8 -0.8-0.4-0.40.4 0.4 0.2-0.2000p pL L/ /p ps s-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0ⅣⅡ ⅢⅠ理想零开口四边滑阀压力-流量曲线 曲线是非线性的 ! 422、理想零开口四边滑阀的阀系数根据定义可得：根据公式得到的Kq0与实际测得的比较一致，但算出的Kp0和 Kc0与试验值有很大出入。
原因完全是由于假设了阀是理想的、没有径向间隙而引起来的 43二、实际零开口四边滑阀的静态特性二、实际零开口四边滑阀的静态特性实际的阀总有径向间隙，否则阀芯就不能运动1.当阀不在零位时，通过阀的径向间隙的泄漏量甚 小而可忽略不计。