第4章 气动控制阀
4.1 概述
一、气动控制阀的分类
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。
除上述三类控制阀外，还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件，包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上，逻辑元件基本上和方向控制阀相同，仅仅是体积和通径较小，一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来，随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用，气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。
从控制方式来分，气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中，通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作；连续控制系统中，除了要用压力、流量控制阀外，还要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
二、气动控制阀和液压阀的比较
（一） 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法，根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
（二） 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格，而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说，除间隙密封的阀外，原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说，允许有少许泄漏；而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
（三） 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；气动系统的工作介质为空气，空气无润滑性，因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。
（四） 压力范围不同
第四章液压控制与辅助元件思考与练习题解
4-1 简述液压控制阀的作用和类型。 液压控制阀，简称为液压阀，它是液压系统中的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液压油的流动方向、压力的高低和流量的大小，以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求。 液压阀的类型如表4-1所示。
表4-1 液压阀的类型 分类方法 类型 详细分类
压力控制阀 溢流阀、顺序阀、减压阀、压力继电器
流量控制阀 节流阀、调速阀、分流阀、集流阀 按用途分
方向控制阀 单向阀、液控单向阀、换向阀
滑阀 圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀
座阀 椎阀、球阀、喷嘴挡板阀 按结构分类
射流管阀 射流阀
人力操纵阀 手把及手轮、踏板、杠杆操纵阀
机械操纵阀 挡块、弹簧操纵阀
液压（或气动）操纵阀 液压、气动操纵阀 按操作方式分
电动操纵阀 电磁铁、电液操纵阀
比例阀 比例压力阀、比例流量阀、比例换向阀、比例复合阀
伺服阀 单、两级电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀 按控制方式分类
数字控制阀 数字控制压力控制流量阀与方向阀
管式连接 螺纹式连接、法兰式连接阀
板式及叠加式连接 单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀 按连接方式分类
插装式连接 螺纹式插装阀、法兰式插装阀 4-2 简述普通単向阀和液控单向阀的作用、组成和工作原理。
单向阀可分普通单向阀和液控单向阀两种。
1．普通单向阀的作用、组成和工作原理
普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流，故又称为止回阀。
如图4-1所示为普通单向阀的外形图，图4-2所示为其结构和图形符号图，这种阀由阀
体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。当压力油从阀体左端的通口P1流入时，油液在阀芯的左
端上产生的压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯
2上的径向孔a、轴向孔b，从阀体右端的通口P2流出。当压力油从阀体右端的通口P2流入时，
液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。
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（)(mpKaq），只是各种阀控制的参数各不相同而已。
第4章 气动控制阀气动控制阀气动控制阀
4.1 概述
一、气动控制阀的分类
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工
作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称
为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。
除上述三类控制阀外，还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件，包括元件内部无可动部件的射流元件和
有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上，逻辑元件基本上和方向控制阀相同，仅仅是体积和通径较小，
一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来，随着气动
元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用，
气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。
从控制方式来分，气动控制可分为断续控制和连续
控制两类。在断续控制系统中，通常要用压力控制阀、
流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作；连续控制系
统中，除了要用压力、流量控制阀外，还要采用伺服、
比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。气动控制阀
分类如图4.1。
二、气动控制阀和液压阀的比较
（一） 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法，根
据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压
力。液压阀都设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向
大气排放。
（二） 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格，而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说，除间隙密
封的阀外，原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说，允许有少许泄漏；而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
（三） 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；气动系统的工作介质为空气，空气无润
滑性，因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。
（四） 压力范围不同
