液压阀流量控制阀工作原理课件.ppt

1、12本章提要 节流口的流量特性；节流口的流量特性；流量负反馈；流量负反馈；节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的原理、结构、主要性能和应用；原理、结构、主要性能和应用；其它液压阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺其它液压阀，如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀的工作原理及应用。服阀的工作原理及应用。本章主要内容本章主要内容为为 ：本章重点是节流口的流量特性、流本章重点是节流口的流量特性、流量负反馈、调速阀的工作原理和性能。学量负反馈、调速阀的工作原理和性能。学习时应从液压桥路和流量负反馈等基本概习时应从液压桥路和流量负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。念

2、着手理解这些阀的工作原理。3 流量控制阀流量控制阀简称简称流量阀流量阀，它通过改变节，它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普通的流调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普通的流量阀之外，还要简要介绍插装阀、电液比例阀量阀之外，还要简要介绍插装阀、电液比例阀和电液伺服阀。和电液伺服阀。4对流量控制阀的主要性能要求是：对流量控制阀的主要性能要求是：l）阀的

3、压力差变化时，通过阀的流量变）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。化小。2）油温变化时，流量变化小。）油温变化时，流量变化小。3）流量调节范围大，在小流量时不易）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到堵塞，能得到 很小的稳定流量。很小的稳定流量。4）当阀全开时，通过阀的压力损失要）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。小。5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力矩要小。还希望其调节力矩要小。5对于节流孔口来说，可将流量公式写成对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式下列形式:（7.1）mpAKQ式中式中:A阀口通流面积；阀口通流面积；p阀口前、后

4、压差；阀口前、后压差；m由节流口形状和由节流口形状和结构决定的指数，结构决定的指数，0.5ml；K节流系数。节流系数。Qp图图7.1 7.1 节流口的节流口的流量流量-压力特性压力特性细长孔细长孔m=1簿壁口簿壁口m=0.56)(221ppACQd 关于关于节流口的流量公式，在流体节流口的流量公式，在流体力学中已然推导和证明过，我们只引用其结力学中已然推导和证明过，我们只引用其结论即可。令论即可。令 ,m=0.5流流过薄壁小孔的流量公式由式（过薄壁小孔的流量公式由式（7.1）变为）变为:/2qCK 式中式中:Cd流量系数；流量系数；油液密度。油液密度。在流体力学中，我们遇到过两大类节流在流体力

5、学中，我们遇到过两大类节流口。口。一类是一类是。在液压工程中，。在液压工程中，往往把这类节流口当作固定往往把这类节流口当作固定(不可调不可调)节流器节流器使用。使用。Qp细长孔细长孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5 另一类是另一类是。用紊流。用紊流计算这一类节流口的流量。常常把它们作为计算这一类节流口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。节流阀阀口使用。7上式也可写成上式也可写成mdpACQ)2(在上式中若在上式中若m为常数，且为常数，且 也是常数，调节也是常数，调节A，则可调节通过节流阀的，则可调节通过节流阀的流量流量Q。mp)/2(需要说明的是流量系数需要说明的是流量系数Cd并不是常数，并不是

6、常数，节流口的结构、形状、压力差、油温都对节流口的结构、形状、压力差、油温都对Cd有影响。精确的有影响。精确的Cd值需靠试验确定。一般值需靠试验确定。一般Cd=0.60.8。m值也受多种因素影响，一般值也受多种因素影响，一般m=0.51。一般薄壁节流口的。一般薄壁节流口的m为为0.5左右。左右。尽管式（尽管式（7-1）包含着一些非确定因素，但）包含着一些非确定因素，但它毕竟给我们提供了一个对流量进行概略计它毕竟给我们提供了一个对流量进行概略计算的简明表达式。算的简明表达式。8 液压系统在工作时，希望节流口大小液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量调节好后，流量 Q稳定不变。但实际上流稳

7、定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。液温度等因素有关。（1）压差变化对流量稳定）压差变化对流量稳定性的影响性的影响 当节流口前后压差变化时，通过节流当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流量刚度可用流量刚度T来表征。来表征。QPmPQT1)/(1（7.2）9tgQppQT11m=0.5Qp细长孔细长孔m=1 1 2 3p1p2123簿壁口簿壁口刚度的物理意义如刚度的物理意义如下下：当

8、当p有某一有某一增量时，增量时，Q值相应值相应的也有某一增量，的也有某一增量，Q的增量值越大，的增量值越大，说明流量的变化也说明流量的变化也就越大，从（就越大，从（7.2）式看，刚度就越小。式看，刚度就越小。反之，则刚度大。反之，则刚度大。10由式（由式（7.2）可知：）可知：流量刚度与节流口压差成正比，压差越大流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；，刚度越大；压差一定时，刚度与流量成反比，流量越压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；小，刚度越大；系数系数m越小，刚度越大。薄壁孔（越小，刚度越大。薄壁孔（m0.5）比细长孔（）比细长孔（m1）的流量稳定性受）的流量稳定性受

9、P变变化的影响要小。因此，为了获得较小的系数化的影响要小。因此，为了获得较小的系数m，应尽量避免采用细长孔节流口，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。量稳定性。11（2）油温变化对流量稳定）油温变化对流量稳定性的影响性的影响 油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量当油温升高使油的粘度降低时，流量Q Q就会就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。定性影响大。对于对于薄壁孔薄壁孔，油的温度对流量的

10、影响，油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式即不受油液粘度变化的影响；节流口形式越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。12 一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小流阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。于是导致阻塞现象的出现。此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。

11、此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。（3）阻塞对流量稳定性的）阻塞对流量稳定性的影响影响 流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。流口的结构都有关。13产生堵塞的主要原因是：产生堵塞的主要原因是：油液中的杂质或因氧化析出的胶质等油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处；污物堆积在节流缝隙处；由于油液老化或受到挤压后产生带电由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定

12、厚度大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动口上。这样周而复始，就形成流量的脉动;阀口压差较大时容易产生堵塞现象。阀口压差较大时容易产生堵塞现象。14减轻堵塞现象的措施有：减轻堵塞现象的措施有：。一般取。一般取P0.20.3MPa。在节流阀。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。磨料，可采用磁性过滤器。，以减小吸附层的厚度。，以减小吸附层的厚度。一。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半

13、径越大时，节流口越不易堵塞。力半径越大时，节流口越不易堵塞。15 (1)直角凸肩节直角凸肩节流口流口hB；B 阀体沉割槽的宽度。阀体沉割槽的宽度。直角凸肩节流口直角凸肩节流口D 本结构的特点本结构的特点是过流面积和开口是过流面积和开口量呈线性结构关系，量呈线性结构关系，结构简单，工艺性结构简单，工艺性好。但流量的调节好。但流量的调节范围较小，小流量范围较小，小流量时流量不稳定，一时流量不稳定，一般节流阀较少使用。般节流阀较少使用。节流口是流量阀的关键部位，节流口节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。制阀的性能。16(

14、2)针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口图图7.2(a)7.2(a)针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口Dh(a)特 点：结特 点：结构简单，可当截构简单，可当截止阀用。调节范止阀用。调节范围较大。由于过围较大。由于过流断面仍是同心流断面仍是同心环状间隙，水力环状间隙，水力半径较小，小流半径较小，小流量时易堵塞，温量时易堵塞，温度对流量的影响度对流量的影响较大。较大。一般用于一般用于要 求 较 低 的 场要 求 较 低 的 场合合。17(3)偏心式节流口偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。转角时，节

15、流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合。宜用在低压场合。18(4)轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变，从而改变过流断面面积。过流断面面积。本节流口结构简单，水力半径大，调本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为流量的稳定流量为50m

16、l/min。lDh图图7.2(c)三角槽式节流口三角槽式节流口19bhalDh20图图7.2(d)7.2(d)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口(5)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。21 本结构为薄壁节流口，壁厚约本结构为薄壁节流口，壁厚约0.070.09mm，流量受温度的影响小、不，流量受温度的影响小

17、、不易堵塞、最低稳定流量约易堵塞、最低稳定流量约20ml/min。阀芯。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。(6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口图图7.2(e)7.2(e)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口22 负载变化引起的流量波动可以通过流量负负载变化引起的流量波动可以通过流量负反馈来加以控制。与压力负反馈一样，流量负反反馈来加以控制。与压力负反馈一样，流量负反馈控制的核心是要构造一个流量比较器和流量测馈控制的核心是要构造一个流量比较器和流量测量传感器。流量阀的流量测量方

18、法主要有量传感器。流量阀的流量测量方法主要有“压差压差法法”和和“位移法位移法”两种。两种。23 在主油路中串联一个节流面积在主油路中串联一个节流面积A0已调定已调定的液阻的液阻RQ作为流量一次传感器，其压力差作为流量一次传感器，其压力差 Pq 代表流量代表流量QL；qpQqp流量传感器流量传感器RQ流量调节阀口流量调节阀口Rx24qpQqp流量传感器流量传感器RQ流量调节阀口流量调节阀口Rx 再设置一个作为流量二次传感的测压油再设置一个作为流量二次传感的测压油缸缸A，将一次传感器输出的压差，将一次传感器输出的压差PQ引入该测引入该测压油缸压油缸A的两腔，即可将流量转化成与之相关的两腔，即可将

19、流量转化成与之相关的活塞推力的活塞推力FQ，FQ即为反馈信号。即为反馈信号。液阻液阻RQ和和压差测量压差测量缸缸A一起构一起构成成“压差压差法法”流量流量传感器。传感器。流量传感器流量传感器RQ流量调节阀口流量调节阀口RxqpQqp恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqq 与压力负反馈相类似，可用弹簧预压与压力负反馈相类似，可用弹簧预压力力F指指作为指令信号，并与流量传感器的反作为指令信号，并与流量传感器的反馈力馈力FQ共同作用在力比较器上，构成共同作用在力比较器上，构成“流量流量-压差压差-力负反馈力负反馈”，利用比较信号驱动流量，利用比较信号驱动流量调节器阀芯（液阻调节器阀芯（液阻R

20、x），最终达到流量自动），最终达到流量自动稳定控制之目的。稳定控制之目的。代表流量大小的代表流量大小的压差力压差力指令力指令力qpqp流量传感器流量传感器RQ流量调节阀口流量调节阀口Rx流量大小流量大小（压差力）（压差力）指令力指令力Qqp流量传流量传感器感器RQ流量调流量调节阀口节阀口Rx代表流量大代表流量大小的小的压差力压差力指令力指令力（2）串联）串联减压式流量减压式流量负反馈控制负反馈控制 所谓所谓“压力源串联减压式调节压力源串联减压式调节”是指系统是指系统采用压力源供油，流量调节阀口采用压力源供油，流量调节阀口Rx与负载与负载Z相相串联，此时阀口串联，此时阀口Rx称为减压阀口。称为减

21、压阀口。恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqq 当负载流量当负载流量QL变化时，流变化时，流量传感器量传感器RQ上上的压力差的压力差PQ也也会发生变化，以会发生变化，以此为控制依据，此为控制依据，调 节 减 压 阀 口调 节 减 压 阀 口Rx开口度，使开口度，使流量朝着误差减流量朝着误差减小的方向变化，小的方向变化，从而维持负载流从而维持负载流量量QL基本恒定。基本恒定。据此原理设计而据此原理设计而成的流量阀称为成的流量阀称为“调速阀调速阀”。恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqqqp流量传感器流量传感器RQ流量调节阀口流量调节阀口Rx代表流量大代表流量大小的小的压差力压差力

22、指令力指令力（2）串）串联减压联减压式流量式流量负反馈负反馈控制控制 恒定所以固定节流孔液阻恒定弹簧力QpQApqqqp流量传感器流量传感器RQ（3）并联）并联溢流式流溢流式流量负反馈量负反馈控制控制 指令力指令力代表流量大代表流量大小的小的压差力压差力流量调节流量调节阀口阀口Rx “流量源并联溢流式调节流量源并联溢流式调节”则是指系统用则是指系统用流量源供油，流量调节阀口流量源供油，流量调节阀口Rx与负载与负载Z相并相并联。联。此时阀口此时阀口Rx称称为溢流阀口。当流为溢流阀口。当流量量QL变化时，流量变化时，流量传感器传感器RQ上的压力上的压力差差PQ也会发生变化，也会发生变化，以此作为控

23、制信号，以此作为控制信号，调节溢流阀口调节溢流阀口Rx的的开口度，使流量朝开口度，使流量朝着误差减小的方向着误差减小的方向变化，从而维持负变化，从而维持负载负载流量载负载流量QL基本基本恒定。据此原理设恒定。据此原理设计而成的流量阀称计而成的流量阀称为为“溢流节流阀溢流节流阀”。图图7.3（4）串联与并联式对比）串联与并联式对比33 与与“压差法压差法”相反，本方法是在主油相反，本方法是在主油路中串联一个压差路中串联一个压差P PQ Q基本恒定，但节流面积基本恒定，但节流面积A A0 0可变的节流口可变的节流口R RQ Q作为流量的一次传感器。作为流量的一次传感器。因传感器的压差恒定，故液阻因

24、传感器的压差恒定，故液阻R RQ Q及传感器阀及传感器阀芯位移芯位移x xQ Q将随负载流量将随负载流量Q QL L而变化。而变化。常数式中mLmmLpKKCxCQpxKKpAKQ0000根据节流口流量公根据节流口流量公式，有：式，有：34 通过定压差通过定压差的可变液阻的可变液阻R RQ Q和和位移测量弹簧一位移测量弹簧一起构成了具有起构成了具有“流量流量-位移位移-力力负反馈负反馈”的所谓的所谓“位移法位移法”流量流量传感器。传感器。为了将一次传感器的位移信号转换成便为了将一次传感器的位移信号转换成便于比较的力信号，于比较的力信号，再设置一个传感弹簧再设置一个传感弹簧K KQ Q作为位移作

25、为位移-力转换的二次传感器力转换的二次传感器，流量，流量Q QL L转转换成弹簧力换成弹簧力F FQ Q。QL通过弹簧通过弹簧油缸使压油缸使压差基本恒差基本恒定定传感器的开传感器的开口（位移口（位移x）与流量与流量Q成成比例比例通过另一弹通过另一弹簧将位移转簧将位移转化为力化为力流量流量-位移位移 传感器传感器图图7.4 7.4 流量的流量的“位移法位移法”测量与反馈测量与反馈 通过弹簧将通过弹簧将位移转化为反位移转化为反馈力馈力流量一次流量一次传感器传感器流量调节流量调节主阀口主阀口比例电磁比例电磁铁产生流铁产生流量指令量指令先导阀先导阀图图7.438 液流从进油液流从进油口流入经节流口口流

26、入经节流口后，从阀的出油后，从阀的出油口流出。本阀的口流出。本阀的阀芯阀芯3的锥台上开的锥台上开有三角形槽。转有三角形槽。转动调节手轮动调节手轮1，阀，阀芯芯3产生轴向位移，产生轴向位移，节流口的开口量节流口的开口量即发生变化。阀即发生变化。阀芯越上移开口量芯越上移开口量就越大。就越大。阀芯阀芯调节调节手轮手轮螺帽螺帽阀体阀体(a)39 当节流阀的进当节流阀的进出口压力差为定值出口压力差为定值时，改变节流口的时，改变节流口的开口量，即可改变开口量，即可改变流过节流阀的流量。流过节流阀的流量。节流阀和其它节流阀和其它阀，例如单向阀、阀，例如单向阀、定差减压阀、溢流定差减压阀、溢流阀，可构成组合节

27、阀，可构成组合节流阀。流阀。图图 7.57.540图图 7.67.6 本节流阀具有本节流阀具有螺旋曲线开口和薄螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密节刃式结构的精密节流阀。转动手轮和流阀。转动手轮和节流阀芯后，螺旋节流阀芯后，螺旋曲线相对套筒窗口曲线相对套筒窗口升高或降低，改变升高或降低，改变节流面积，即可实节流面积，即可实现对流量的调节。现对流量的调节。41 流体正流体正向流动时，与向流动时，与节流阀一样，节流阀一样，节流缝隙的大节流缝隙的大小可通过手柄小可通过手柄进行调节；当进行调节；当流体反向流动流体反向流动时，靠油液的时，靠油液的压力把阀芯压力把阀芯4压下，下阀芯压下，下阀芯起单向阀作用，起单

28、向阀作用，单向阀打开，单向阀打开，可实现流体反可实现流体反向自由流动。向自由流动。节流阀芯分成节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯了上阀芯和下阀芯两部分。两部分。42图图 7.7 7.7 单向节流阀单向节流阀43 根据根据“流量负反馈流量负反馈”原理设计而成的原理设计而成的流量阀称为调速阀。根据流量阀称为调速阀。根据“串联减压式串联减压式”和和“并联分流式并联分流式”之差别，又分为调速阀和溢之差别，又分为调速阀和溢流节流阀流节流阀2种主要类型，调速阀中又有普通种主要类型，调速阀中又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。调速阀和节流阀在液压系统中的应用调速阀和节流阀在

29、液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。调速系统。节流阀适用于一般的系统，而调速阀节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。稳定的系统中。44 串联减压式调速阀串联减压式调速阀是由定差减压阀是由定差减压阀1和节和节流阀流阀2串联而成的组合串联而成的组合阀。阀。节流阀节流阀1充当流量充当流量传感器，节流阀口不变传感器，节流阀口不变时，定差减压阀时，定差减压阀2作为作为流量补偿阀口，通过流流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节量负反馈，自动稳定节流阀前后的

30、压差，保持流阀前后的压差，保持其流量不变。因节流阀其流量不变。因节流阀（传感器）前后压差基（传感器）前后压差基本不变，调节节流阀口本不变，调节节流阀口面积时，又可以人为地面积时，又可以人为地改变流量的大小。改变流量的大小。图图 7.8(a)7.8(a)45p1p3(c)简化简化符号符号(b)符号原理符号原理p1p3p2图图7.8 调速阀工作原理调速阀工作原理1-减压阀芯；减压阀芯；2-节流阀芯节流阀芯acd1A2eb2ghp1(a)p2A2结构原理结构原理46图图 7.87.847(b)详细符号详细符号p1p3(c)简化符号简化符号p1p3p2(a)结构原理结构原理p1p3p2节流阀节流阀减压

31、阀减压阀ac dA2eb2ghA11A348 节流阀节流阀芯杆芯杆2由热由热膨胀系数膨胀系数较大的材较大的材料制成，料制成，当油温升当油温升高时，芯高时，芯杆热膨胀杆热膨胀使节流阀使节流阀口关小，口关小，能抵消由能抵消由于粘性降于粘性降低使流量低使流量增加的影增加的影响。响。图图 7.97.9 温度补偿调速阀减温度补偿调速阀减压阀部分的原理和普通压阀部分的原理和普通调速阀相同。调速阀相同。49先不考虑安全阀先不考虑安全阀50 分流阀的作用是使液压系统中由同一个油分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量源向两个以上执行元件供应相同的流量(等等量分流量分流)，或按一定

32、比例向两个执行元件供，或按一定比例向两个执行元件供应流量应流量(比例分流比例分流)，以实现两个执行元件的，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。它们的图形符号如图它们的图形符号如图7.11所示。所示。分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。流阀和分流集流阀的

33、总称。51图图7.11 分流集流阀符号分流集流阀符号(a)分流阀；分流阀；(b)集流阀；集流阀；(c)分流集流阀分流集流阀 5253 代表两路负载流量代表两路负载流量Q1和和Q2大小的压差值大小的压差值P1和和P2同时反馈到公共的减压阀芯同时反馈到公共的减压阀芯6上，上，相互比较后驱动减压阀芯来调节相互比较后驱动减压阀芯来调节Q1和和Q2大小，大小，使之趋于相等。使之趋于相等。分流阀可以看作是由两个串联减压式流分流阀可以看作是由两个串联减压式流量控制阀结合为一体构成的。量控制阀结合为一体构成的。该阀采用该阀采用“流量流量-压差压差-力力”负反馈，用两负反馈，用两个面积相等的固定节流孔个面积相等

34、的固定节流孔1、2作为流量一次作为流量一次传感器，作用是将两路负载流量传感器，作用是将两路负载流量Q1、Q2分别分别转化为对应的压差值转化为对应的压差值P1和和P2。54与集流阀与分流阀的不同与集流阀与分流阀的不同处为：处为：只能保证执行元只能保证执行元件回油时同步。件回油时同步。集流阀装在两执行集流阀装在两执行元件的回油路上，将元件的回油路上，将两路负载的回油流量两路负载的回油流量汇集在一起回油；汇集在一起回油；两流量传感器共两流量传感器共出口出口O，流量传感器，流量传感器的通过流量的通过流量Q1（或（或Q2）越大，其进口）越大，其进口压力压力P1（或（或P2）则）则越高。因此集流阀越高。因

35、此集流阀的压力反馈方向正的压力反馈方向正好与分流阀相反；好与分流阀相反；55 分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执行元件进阀和集流阀两者的功能，能保证执行元件进油、回油时均能同步。油、回油时均能同步。挂钩式分流集流阀的结构挂钩式分流集流阀的结构原理图。原理图。56 分流时，因分流时，因P0P1（或（或P0P2），），此压力差将两挂钩阀芯此压力差将两挂钩阀芯1、2推开，处于分流推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的内棱边和阀套的内棱边和阀套5、6的外棱边组成；的外棱边组成

36、；57 集流时，因集流时，因P0P1（或（或P0P2），此），此压力差将挂钩阀芯压力差将挂钩阀芯1、2合拢，处于集流工合拢，处于集流工况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的外棱边和阀套的外棱边和阀套5、6的内棱边组成。只能的内棱边组成。只能保证执行元件回油时同步。保证执行元件回油时同步。58 插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的

37、系统。对密封性能要求较高的系统。59图图7.16 插装阀的组成插装阀的组成1先导控制阀；先导控制阀；2控制盖板；控制盖板；3逻辑逻辑单元（主阀）、单元（主阀）、4，阀块体，阀块体 插装阀由控插装阀由控制盖板、插装单制盖板、插装单元（由阀套、弹元（由阀套、弹簧、阀芯及密封簧、阀芯及密封件组成）、插装件组成）、插装块体和先导控制块体和先导控制阀（如先导阀为阀（如先导阀为二位三通电磁换二位三通电磁换向阀）组成。由向阀）组成。由于插装单元在回于插装单元在回路中主要起通、路中主要起通、断作用，故又称断作用，故又称二通插装阀。二通插装阀。60图图7.15 插装阀逻辑单元插装阀逻辑单元 7.6.1.1 插装

38、阀的插装阀的工作原理工作原理 图中图中A和和B为主油路仅有的两个工作油口，为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先为控制油口（与先导阀相接）。当导阀相接）。当K口回油时，阀芯开启，口回油时，阀芯开启，A与与B相通；反之，当相通；反之，当K口进油口进油时，时，A与与B之间关闭。之间关闭。二通插二通插装阀相装阀相当于一当于一个液控个液控单向阀。单向阀。617.6.1.2 方向控制方向控制插装阀插装阀 图图7.17 插装阀用作方向控制阀插装阀用作方向控制阀（a）单向阀；）单向阀；(b)二位二通阀二位二通阀627.6.1.2 方向控制方向控制插装阀插装阀 图图7.17 插装阀用作方向控制阀插装阀

39、用作方向控制阀(c)二位三通阀二位三通阀;(d)二位四通阀二位四通阀63图图7.18 插装阀用作压力控制阀插装阀用作压力控制阀（a）溢流阀；）溢流阀；(b)电磁溢流阀电磁溢流阀 7.6.1.3 压力控制压力控制插装阀插装阀 647.6.1.4 流量控制流量控制插装阀插装阀 图图7.19 插装节流插装节流阀阀 65 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；液压阀相比

40、，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。中。电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工装上一个比例电磁铁以代替原有

41、的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。66 比例比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成比例。这一特性使比例电磁铁可作为液压比例。这一特性使比例电磁铁可作为液压阀中的信号给定元件。阀中的信号给定元件。比

42、例电磁铁比例电磁铁图图7.20比例电磁铁比例电磁铁1一轭铁；一轭铁；2线圈；线圈；3一限位环；一限位环；4隔磁环；隔磁环；5一壳体一壳体；6内盖；内盖；7一盖；一盖；8调节螺钉调节螺钉；9弹簧；弹簧；10衔铁；衔铁；11一支承一支承环；环；12导向套导向套671一阀座；一阀座；2先导锥阀；先导锥阀；3-轭铁；轭铁；4r衔铁；衔铁；5弹簧；弹簧；6推秆；推秆；7线线圈；圈；8弹簧；弹簧；9先导阀先导阀溢流阀溢流阀用比例电磁铁取代用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀先导型溢流阀导阀的调压手柄，便成的调压手柄，便成为先导型比例溢流为先导型比例溢流阀阀 68溢流阀溢流阀 阀下部与普通阀下部与普通溢流阀的主

43、阀相同，溢流阀的主阀相同，上部则为比例先导上部则为比例先导压力阀。该阀还附压力阀。该阀还附有一个手动调整的有一个手动调整的安全阀（先导阀）安全阀（先导阀）9，用以限制比例，用以限制比例溢流阀的最高压力。溢流阀的最高压力。69安全阀安全阀先导比例阀先导比例阀70阀阀71阀阀72 电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于高速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环高速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对

44、较低的开环控制系统中。控制系统中。在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移X XP P与的输入电流信号与的输入电流信号I I 成比例，为了保证主阀芯的定位控制，主阀和先导阀之间设有位成比例，为了保证主阀芯的定位控制，主阀和先导阀之间设有位置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置-力反馈两种。力反馈两种。电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和流量型伺服阀之电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和流量型伺服阀之分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。力马达力马达 74先导级放大元件先导级放

45、大元件反馈杆反馈杆75反馈杆反馈杆7677781、采用阀芯、阀套直接比较法；、采用阀芯、阀套直接比较法；2、导阀芯导阀套、导阀芯导阀套直接比较直接比较、通过刚性连接、通过刚性连接直接直接（测量）反馈（测量）反馈；3、放大元件放大元件为导阀部分为导阀部分、缸、缸是主阀两端部分是主阀两端部分；4、指令元件指令元件是线圈，是线圈，被控对象被控对象是主阀芯，是主阀芯，使主阀芯位移跟踪动圈的指令位移使主阀芯位移跟踪动圈的指令位移。导阀芯阀导阀芯阀套比较套比较线圈线圈指ivx指x力马达力马达 固定节流孔固定节流孔 反馈弹簧杆反馈弹簧杆 喷嘴喷嘴 挡板（导阀芯）挡板（导阀芯）弹簧管弹簧管（扭簧）（扭簧）要求

46、：要求：主阀芯位移自主阀芯位移自动跟踪输入的动跟踪输入的电流，与输入电流，与输入电流成比例。电流成比例。主滑阀主滑阀先导级油先导级油缸左腔缸左腔先导级油先导级油缸左腔缸左腔 力 矩 马力 矩 马达达 衔衔铁铁磁磁钢钢导磁体导磁体iTSNNNSSNSNS吸吸吸吸斥斥斥斥KtiT指i 双喷嘴挡板阀双喷嘴挡板阀 vxT 被控对象被控对象 被控对象被控对象 力矩比较力矩比较元件元件反馈杆反馈杆弹簧管弹簧管xx力马达力马达 固定节流孔固定节流孔 反馈弹簧杆反馈弹簧杆 喷嘴喷嘴 挡板（导阀芯）挡板（导阀芯）弹簧管弹簧管（扭簧）（扭簧）主滑阀主滑阀先导级油先导级油缸左腔缸左腔先导级油先导级油缸左腔缸左腔7.

47、6.3.3 电液伺服电液伺服阀的应用阀的应用 流量负反馈比压力负反馈更为复杂，关流量负反馈比压力负反馈更为复杂，关键在于要将流量转化成便于比较的力以后，键在于要将流量转化成便于比较的力以后，再反馈到阀芯上。将流量转化成力的过程称再反馈到阀芯上。将流量转化成力的过程称为流量的传感测量，转换部件称为流量传感为流量的传感测量，转换部件称为流量传感器。流量阀的流量测量方法有两种：器。流量阀的流量测量方法有两种：“压差压差法法”和和“位移法位移法”。用。用“压差法压差法”测量时，测量时，先将流量转化成压力差，再用测压法测量，先将流量转化成压力差，再用测压法测量，因此用于稳定流量的调速阀被称为因此用于稳定

48、流量的调速阀被称为“定差定差”阀。阀。“位移法位移法”测量时，先将流量转化成位测量时，先将流量转化成位移，再用弹簧将其转化为反馈力。移，再用弹簧将其转化为反馈力。小小 结结 调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的核心是将被控流量转化为力信号与指令力比较，核心是将被控流量转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是流量调节阀芯或先导阀。元件一般是流量调节阀芯或先导阀。插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀插装阀可组成方向

49、阀、压力阀、流量阀，它相当于电液动阀，流量大、密封好，它相当于电液动阀，流量大、密封好，常用于大流量系统中。常用于大流量系统中。小小 结结 节流阀没有流量负反馈，因此无法自动节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，但用于节流调速系统时功率损失稳定流量，但用于节流调速系统时功率损失比调速速阀小。轴向三角槽式节流口的水力比调速速阀小。轴向三角槽式节流口的水力半径较大，加工简单，应用较广。半径较大，加工简单，应用较广。电液比例阀能按输入的电气信号连续地、电液比例阀能按输入的电气信号连续地、比例地控制压力或流量，与电液伺服阀相比，比例地控制压力或流量，与电液伺服阀相比，响应速度和精度低一些，多用于开环比例控响应速度和精度低一些，多用于开环比例控制。制。电液伺服阀精度高、响应快，多用于闭电液伺服阀精度高、响应快，多用于闭环控制。环控制。87