液压控制元件

第4章液压控制元件在液压系统中，除需要液压泵供油和液压执行元件来驱动工作装置外，还要配备一定数量的液压控制元件，液压控制阀就是用来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求的控制元件。

因此，液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元件。

在液压系统中，液压控制阀（简称液压阀）是用来控制系统中油液的流动方向、调节系统压力和流量的控制元件。

借助于不同的液压阀，经过适当的组合，可以达到控制液压系统的执行元件（液压缸与液压马达）的输出力或力矩、速度与运动方向等的目的。

4.1 液压控制阀概述4.1.1液压阀的分类液压阀的分类方法很多，根据不同的用途和结构，液压阀主要分为以下几类：（1）按用途可以分为：压力控制阀（如溢流阀、顺序阀、减压阀等）、流量控制阀（如节流阀、调速阀等）、方向控制阀（如单向阀、换向阀等）三大类。

（2）按控制方式可以分为：定值或开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀。

（3）按操纵方式可以分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀、电液动阀等。

（4）按安装形式可以分为：管式连接、板式连接、集成连接等。

为了减少液压系统中元件的数目和缩短管道长度尺寸，有时常将两个或两个以上的阀类元件安装在一个阀体内，制成结构紧凑的独立单元，这样的阀称为组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀等。

4.1.2 对液压阀的基本要求1. 液压阀的共同点各类液压阀虽然形式不同，控制的功能各异，但各类液压阀之间总还是保持着一些基本的共同点：（1）在结构上，所有的阀都是由阀芯、阀体和驱动阀芯动作的元部件组成；（2）在工作原理上，所有的阀都是通过改变阀芯与阀体的相对位置来控制和调节液流的压力、流量及流动方向的；（3）所有阀中，通过阀口的流量与阀口通流面积的大小、阀口前后的压差有关，它们之间的关系都符合流体力学中的孔口流量公式（)q∆=），只是各种阀控制的参数各pKa(m不相同而已。

可以说，各类阀在本质上是相同的，仅仅是由于某一特点得到了特殊的发展，才演变出了各种不同类型的阀来。

第四章液压控制元件一、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。

二、液压阀分类按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接按结构分类：滑阀，座阀，射流管阀按控制方式：电液比例阀，伺服阀，数字控制阀按输出参量可调节性分类：开关控制阀，输出参量可调节的阀三、液压系统对阀的基本要求1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小2.压力损失小3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好一、单向阀作用：控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。

性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏1、普通单向阀图4-1&为一种管式普通单向阀的结构，压力油从阀体左端的通口流入时克服弹簧3作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔冬轴向孔b从网体右端的通口流出；但是压力油从阀体右端的通口流入时, 液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无祛通过，其图形符号如图4-lb所示。

一般单向阀的开启压力在0. 035-0. 05Mpa,作背压阀使用时，更换刚度较大图4-2&为一种液控单向阀的结构，当控制口 K 处无压力油通入时，它的工 作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口 P1流向出油口 P2,不能反向流动。

当控制口K 处有压力油通入时，控制活塞1右侧d 腔通泄油口（图中未画出）， 在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口 P1和P2接通， 油液就可以从P2 口流向P1 口。

图4-2b 为其图形符号。

二换向阀利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实 现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。

按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动等按阀芯工作时在阀体中所处 的位置：二位和三位等按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。

液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件，主要用于将液压能转化为机械能，实现各种工程机械的运动。

常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。

它们各有不同的用途，具体如下：1. 液压缸：液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件，主要用于产生线性运动。

它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。

液压缸可用于各种工程机械，如挖掘机、铲车和推土机等，实现各种行程和推力的精确控制。

2. 液压马达：液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。

它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。

液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械，如起重机、钻机和混凝土泵等。

3. 液压伺服阀：液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。

通过调节阀芯的位置和开口大小，实现对液压能的精确控制。

液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。

4. 液压驻车制动器：液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。

它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合，从而实现对车辆的牵制和停止。

5. 液力变矩器：液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。

它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成，可以实现变矩器的连续变比。

液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。

6. 液压传动件：液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。

常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。

液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用，实现液压能的传递和分配。

总结来说，液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。

它们能够将液压能有效地转化为机械能，实现各种运动和动力传递。

液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度，还增加了操作的便利性和安全性。

第五章液压控制元件（9学时）1.基本内容：液压阀概述、压力阀、流量阀、方向阀。

2.重点内容：压力阀、流量阀、方向阀工作原理、特点、应用场合3.难点内容：压力阀、调速阀、电液换向阀的工作原理和结构特点第一节概述（1学时）一、液压控制阀的功能和分类表5-1列出了液压阀的分类情况。

对液压阀的基本要求：1）结构简单、紧凑、动作灵敏，工作可靠、调节方便。

2）密封性能好、压力损失小。

3）通用性好，便于维护和安装。

二、阀口的结构形式与对应的流量公式液压阀的阀口结构形式及过流面积如表5-2所示。

三、液动力液流流经阀口时，由于流动方向和流速的变化造成液体动量的改变，阀芯会受到附加作用力，即液动力。

液动力分为稳态液动力和瞬态液动力两种。

（一）稳态液动力稳态液动力指的是阀芯移动完毕，阀口开度固定之后，液流流经阀口时因动量改变而附加作用在阀芯上的力。

1、滑阀液动力油液流经一个完整腔滑阀阀口的轴向稳态液动力的大小为F bs=ρqvcosФ，作用方向使阀口趋向于关闭。

具体见圆柱滑阀稳态液动力稳态液动力对滑阀性能的影响是1）加大了操纵滑阀所需的力，尤其在高压大流量的情况下，成为操纵阀芯的突出问题；2）使阀口趋于关闭，相当于一个回复力，使阀的工作趋于稳定。

为了解决稳态液动力增大滑阀操纵力的问题，通常在结构上采取一些措施来补偿或消除此力。

图5-1所示为采用特种形式的阀腔补偿稳态液动力的例子。

图5-1a为采用特种形式的阀腔；图5-1b 为在阀套上开斜孔，使流入和流出阀腔液体的动量互相抵消，减小轴向液动力；图5-1c 为加大阀芯的颈部直径，使液流流过阀芯时有较大的压力损失，以便在阀芯两端面产生不平衡的液压力，抵消轴向液动力等。

2．锥阀不同的锥阀结构所受液动力有所区别。

图5-2所示为油液流经常用锥阀阀口的两种情况。

锥阀为两通阀，可以是A 流向B ，也可以是B 流向A ，前者为外流式，后者为内流式。

两种情况下的稳态液动力的大小均为p dx C qv F d b ∆==απαρ2sin cos其中外流式锥阀阀口的稳态液动力使阀口趋于关闭，内流式的稳态液动力使阀口趋于开启。