液压传动：ch05

第5章 液压控制阀
液压控制阀(简称液压阀)是液压系统中的控制元件，用来控制液压系统中流体的压力、
流量及流动方向，以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求，它是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元器件。
5.1 液压阀概述
5.1.1 液压阀的基本结构及工作原理
液压阀的基本结构主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内做相对运动的操纵装置。
阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和球阀；阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外，还有外接油管的进、出油口和泄油口；驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置可以是手调机构，
也可以是弹簧或电磁铁，有些场合还采用液压力驱动。
在工作原理上，液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口的大小，以实现压力、流量和方向控制。液压阀工作时，所有阀的阀口大小、阀进、出油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都g12538合孔口流量g1856式(qg729KA·g141p
m
)，g2494是g2520g12193阀控制的g2454g6980g2520不相同g13792g5062。
5.1.2 液压阀的分类
液压阀的g2010g12879方g8873g5468g3822，以g14279g1122同g980g12193阀在不同的场合，g3252g1866g11540g11536g9869不同g13792有不同的
g2529称。g991g19766g1183g13473g1972g12193不同的g2010g12879方g8873。
(1) g7693g6466在液压系统中的g2163用可g2010g1038g726方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。
(2) g7693g6466液压阀的控制方式g2010g1038g726g4462g1552或开关控制阀、电液g8616g1375阀、g1294g7393控制阀和g6980
g4395控制阀。
(3) g7693g6466阀芯的结构形式g2010g1038g726滑阀(或g17728阀)g12879、锥阀g12879、球阀g12879。g8504外，还有g2955g3080g6389
g7507阀g12879和g4568流管阀，g17837g1016g12879阀g4570在本g1082g1254410g12468中g1183g13473。
(4) g7693g6466g17842接和g4445装形式不同g2010g1038g726管式阀、g7507式阀、g2484g2164式阀和g6566装式阀。
5.1.3 液压阀的性能参数
g2520g12193不同的液压阀有不同的性g14033g2454g6980，g1866g1861同的性g14033g2454g6980g3926g991g726
1,公称通径
g1856称通g5464g1207g15932阀的通流g14033力的大小，对g5224g1122阀的g20081g4462流量。与阀进、出油口相g17842接的油管g16280g7696g5224与阀的通g5464相g980g14280。阀工作时的实g19481流量g5224小g1122或等g1122g1866g20081g4462流量，g7380大不g5483
大g1122g20081g4462流量的1.1g1505。
液压传动
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2,额定压力
g20081g4462压力是液压阀g19283g7411工作所g1813g16780的g7380g20652工作压力。对g1122压力控制阀，实g19481g7380g20652工作压力有时还与阀的调压g14551g3272有关；对g1122g6454向阀，实g19481g7380g20652工作压力还可g14033g2475g1866g2163g10587g7509g19492的
g19492制。
5.1.4 对液压阀的基本要求
液压系统对液压阀的基本要求g3926g991g726
(1) 动作g9801g6947、g1363用可g19764，工作时g1926g1999和g6403动小、g3134g3780小、g1363用g4563g2641g19283。
(2) 流体通过液压阀时，压力g6451g3845小；阀口关g19393时，g4506g4565性g14033g3921，内泄g9443小，g7092外泄g9443。
(3) 所控制的g2454量(压力或流量)g12295g4462，g2475外g18108g5190g6212时g2476g2282量小。
(4) 结构g13051g1957，g4445装、调g6984、g1363用、g13512g6264方g1427，通用性g3921。
5.2 方向控制阀
方向控制阀是用来g1363液压系统中的油g17347通断或g6925g2476油液的流动方向，g1186g13792控制液压执行元件的g2563动或g1584g8502，g6925g2476g1866运动方向的阀g12879。g3926g2345向阀、g6454向阀、压力g15932开关等。
5.2.1 单向阀
g2345向阀有g7234通g2345向阀和液控g2345向阀g1016g12879。
1,普通单向阀(简称单向阀)
g2345向阀g2460称g8502回阀，它g2494g1813g16780液流沿g980个方向通过，g13792反向液流被截g8502。对g2345向阀的主要性g14033要求是g726正向液流通过时压力g6451g3845要小；反向截g8502时g4506g4565性要g3921；动作g9801g6947，工作时撞g1999和g3134g3780小。
按进、出口流道的布置形式，g2345向阀可g2010g1038直通式和直角式g1016g12193。直通式g2345向阀进口和出口流道在同g980轴线上；g13792直角式g2345向阀进、出口流道则成直角布置。图 5.1(a)、(b)所示g1038管式g17842接的钢球式直通g2345向阀和锥阀式直通g2345向阀。液流g1186P
l
流入，克g7393弹簧力g13792g4570
阀芯顶开，再g1186P
2
流出。当液流反向流入时，由g1122阀芯被压g13051在阀座g4506g4565g19766上，所以液流被截g8502。
钢球式g2345向阀的结构简g2345，但g4506g4565性不g3926锥阀式，并且由g1122钢球没有导向g18108g2010，工作时容易产生g6403动，g980般用在流量较小的场合。锥阀式g5224用g7380g3822，虽然结构g8616钢球式复杂g980
些，但g1866导向性g3921，g4506g4565可g19764。
图5.2g1038g7507式g17842接的直角式g2345向阀。在该阀中，液流g1186P
1
口流入，顶开阀芯后，直接经阀体的铸造流道g1186P
2
口流出，压力g6451g3845小，g13792且g2494要打开端g18108螺塞即可对内g18108进行g13512
修，十g2010方g1427。
第5章 液压控制阀
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(a) 钢球式直通单向阀 (b) 锥阀式直通单向阀
(c) 详细符号 (d) 简化符号
图5.1 直通式单向阀
g2345向阀中的弹簧，主要用来克g7393摩擦力、阀芯的重力和惯性力，g1363阀芯在反向流动时g14033迅速关g19393，所以g2345向阀中的弹簧较软。g2345向阀的开g2563压力g980般g1038 0.03 MPa～0.05MPa，并可g7693
g6466需要更g6454弹簧。g3926g4570g2345向阀中的软弹簧更g6454成合适的硬弹簧，
就成g1038背压阀，g17837g12193阀通常g4445装在液压系统的回油g17347上，用以产生0.3 MPa～0.5 MPa的背压。
所谓背压是在液压回g17347的回油侧或压力作用g19766的相反方向所作用的压力。
g2345向阀常被g4445装在泵的出口，g980方g19766防g8502系统的压力g1926g1999
影响泵的正常工作；另g980方g19766在泵不工作时防g8502系统的油液倒流经泵回油箱。g2345向阀还被用来g2010隔油g17347以防g8502g5190g6212，并与g1866
他阀并联组成复合阀，g3926g2345向顺序阀、g2345向节流阀等。
2,液控单向阀
液控g2345向阀是可以用来实现逆向流动的g2345向阀。液控g2345向阀有不带卸荷阀芯的简式液控g2345向阀和带卸荷阀芯的卸载式液控g2345向阀g1016g12193结构形式，g3926图5.3所示。
图 5.3(a)所示g1038简式液控g2345向阀的结构。当控制口 K g7092压力油时，g1866工作原理与g7234通
g2345向阀g980样，压力油g2494g14033g1186进油口P
l
流向出油口P
2
，反向流动被截g8502。当控制口K有控制压力
c
p 作用时，在液压力作用g991，控制活塞l向上移动，顶开阀芯2，g1363油口P
2
和P
1
相通，
油液就可以g1186 P
2
口流向 P
1
口。在图示形式的液控g2345向阀中，控制压力
c
p g7380小须g1038主油g17347
压力的30%～50%。
图 5.3(b)所示g1038带卸荷阀芯的卸载式液控g2345向阀。当控制油口通入压力油
c
p,控制活塞l上移，先顶开卸荷阀芯3，g1363主油g17347卸压，然后再顶开g2345向阀芯2。g17837样可大大减小控制压力，g1363g1866控制压力约g1038主油g17347工作压力的5%，g3252g8504可用g1122压力较g20652的场合。同时可避免简式液控g2345向阀中当控制活塞推开g2345向阀芯时，g20652压g4565g19393回g17347内油液的压力突然释放，
g1186g13792产生较大的g1926g1999和g3134g3780。
上述g1016g12193结构形式的液控g2345向阀，按g1866控制活塞处的泄油方式g2460均有内泄式和外泄式
图5.2 直角式单向阀
液压传动
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·110·
之g2010。图5.3(a)g1038内泄式，g1866控制活塞的背压腔与进油口P
l
相通。图5.3(b)g1038外泄式，g1866控制活塞的背压腔直接通油箱，g17837样反向开g2563时就可减小P
l
腔压力对控制压力的影响，g1186g13792
可减小控制压力。故g980般在液控g2345向阀反向工作时，g3926出油口压力P
1
较低，可采用内泄式，
g20652压系统则采用外泄式。
(a) 简式液控单向阀 (b) 卸载式液控单向阀 (d) 简化符号
图5.3 液控单向阀
液控g2345向阀具有良g3921的g2345向g4506g4565性g14033，常用g1122执行元件需要较g19283时间保压、锁g13051等情况，也用g1122防g8502立式液压缸g1584g8502时自动g991滑及速度g6454接等回g17347中。g3926图 5.4 所示采用g1016个液控g2345向阀(g2460称双向液压锁)的锁g13051回g17347。当g6454向阀左位接通时，压力油经g6454向阀打开液控g2345向阀1(g8504时g2345向阀1的控制油口通油箱，g1866性g14033与g7234通g2345向阀相同)进入液压缸的左腔，
与g8504同时，压力油进入液控g2345向阀2的控制油口，g4570阀2的阀芯顶开。液压缸右腔的油液经液控g2345向阀2、g6454向阀与油箱g17842通。g8504时，活塞在压力油的作用g991向右运动。反之亦然。
当g6454向阀处g1122中位时，液压缸处g1122自锁状态。
图 5.5 是采用液控g2345向阀的锁g13051回g17347。在垂直设置的液压缸g991腔管g17347上g4445装有g980液控
g2345向阀，可g4570液压缸(即负载)较g19283时间锁g4462在任意位置上，并可防g8502由g1122g6454向阀的内g18108泄
g9443引起带有负载的活塞g7450g14865g991。
图5.4 双向液压锁的锁紧回路 图5.5 采用液控单向阀的锁紧回路
1，2—液控单向阀
(c) 详细符号
第5章 液压控制阀
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5.2.2 换向阀
g6454向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来g2476g6454阀体上g2520主油口的通断关系，实现
g2520油g17347g17842通、g2011断或g6925g2476液流方向的阀g12879。g6454向阀的g2010g12879g3926g991g726
按g10043g6454向阀的结构形式，可g2010g1038滑阀式、g17728阀式、球阀式和锥阀式。
按g10043g6454向阀的操纵方式，可g2010g1038手动、机动、电磁控制、液动、电液动和g8680动。
按g10043g6454向阀的工作位置和控制的通道g6980，g2010g1038g1120位g1120通、g1120位g989通、g1120位g3247通、g989位
g3247通、g989位g1128通等。
按g10043g6454向阀的阀芯在阀体中的g4462位方式，g2460可g2010g1038钢球g4462位、弹簧复位、弹簧对中等。
1,滑阀式换向阀
滑阀式g6454向阀是液压系统中用量g7380大，g2709g12193、g2529称g7380复杂的g980g12879阀。它主要由阀体、
阀芯以及操纵和g4462位机构组成。
1) 滑阀式g6454向阀的结构主体及工作原理
阀体和滑阀阀芯是滑阀式g6454向阀的结构主体。阀体内孔有g3822个g8797g2118g8145，g8611个g8145通过相
g5224的孔道与外g18108相通。阀体上与外g18108g17842接的主油口，称g1038g256通g257，具有g1120个、g989个、g3247个或g1128个主油口的g6454向阀称g1038g256g1120通阀g257、g256g989通阀g257、g256g3247通阀g257或g256g1128通阀g257。
滑阀阀芯相对g1122阀体有g1120个、g989个等不同的g12295g4462工作位置，该g12295g4462的工作位置称g1038
g256位g257。所谓g256g1120位阀g257或g256g989位阀g257是g6363g6454向滑阀的阀芯相对g1122阀体有g1120个或g989个g12295g4462
的工作位置。当滑阀阀芯在阀体中g1186g980个g256位g257移动g2052另g980个g256位g257时，阀体上g2520主油口的g17842通形式立即g2469生g1114g2476g2282。
g256通g257和g256位g257是g6454向阀的重要g8022g5577，不同的g256通g257和g256位g257构成g1114不同g12879g3423的g6454向阀。g1972g12193不同的g256通g257和g256位g257的滑阀式g6454向阀主体g18108g2010的结构形式和图形g12538g2507g16277g159325g161。
g159325g161中图形g12538g2507的g2559g1053g3926g991g726
(1) 用方g7706g15932示阀的工作位置，有g1972个方g7706就g15932示g1972g256位g257。
(2) g980个方g7706上与外g18108相g17842接的主油口g6980有g1972个，就g15932示g1972g256通g257。
表5-1 滑阀式换向阀主体部分的结构形式
名 称 结构原理图 图形符号 使用场合
二位二通阀
控制油路的接通与切断(相当于一个开关)
二位三通阀
控制液流方向(从一个方向变换成另一个方向)
液压传动
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(续)
名 称 结构原理图 图形符号 使用场合
二位四通阀
不能使执行元件在任一位置处停止运动
三位四通阀
能使执行元件在任一位置处停止运动
执行元件正反向运动时回油方式相同
二位五通阀
不能使执行元件在任一位置处停止运动
三位五通阀
控
制
执
行
元
件
换
向
能使执行元件在任一位置处停止运动
执行元件正反向运动时可以得到不同的回油方式
(3) 用方g7706内的g12673g3848g15932示该位置上油g17347处g1122接通状态，但g12673g3848方向不g980g4462g15932示液流的实g19481流向。
(4) 方g7706内的g12538g2507g256 g257或g256g309g257g15932示g8504通g17347被阀芯g4565g19393，即不通。
(5) 通常g6454向阀与系统g1391油g17347g17842接的油口用Pg15932示，与回油g17347g17842接的回油口用Tg15932示，
g13792与执行元件相g17842接的工作油口用g4395g8609A、Bg15932示。
(6) g6454向阀都有g1120个或g1120个以上的工作位置，g1866中g980个g1038常态位，即阀芯g7422g2475g2052操纵力作用时所处的位置。图形g12538g2507中的中位是g989位阀的常态位，利用弹簧复位的g1120位阀则以
g19764g17829弹簧的方g7706内的通g17347状态g1038g1866常态位。g13484制液压系统图时，油g17347g980般g5224g17842接在g6454向阀的常态位上。
g1120位g3247通滑阀式g6454向阀的工作原理g3926图 5.6 所示。它是g19764阀芯在阀体内作轴向运动，
g1186g13792g1363相g5224的油g17347接通或断开。阀体上有g3247个通口，g1866中 P g1038进油口，T g1038回油口，A 和
B 口通执行元件的g1016腔。阀芯在阀体中有左、右g1016个g12295g4462的工作位置。当阀芯在左位时，
通油口P和B相g17842，A和T相g17842，液压缸有g7450腔进油，活塞向左运动；当阀芯移g2052右位时，
通油口P和A接通，B和T接通，液压缸g7092g7450腔进油，活塞右移。
g989位g6454向阀的工作原理可以用g159325g161中g7423行的g989位g1128通阀g1038g1375来g16840g7138。阀体上有P、A、
B、T
1
、T
2
g1128个通油口，阀芯在阀体中有左、中、右g989个工作位置。当阀芯处在图示中间(中位)位置时，g1128个通口都关g19393；当阀芯移g2052左端时，通口T
2
关g19393，油口P和B相通，A和
T
1
相通；当阀芯移g2052右端时，通口T
1
关g19393，油口P和A相通，B和T
2
相通；g17837g12193结构形式由g1122具有g1363g1128个通口都关g19393的工作状态，故可g1363g2475它控制的执行元件在任意位置上g1584g8502
运动。
第5章 液压控制阀
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图5.6 换向阀工作原理
2) 滑阀式g6454向阀的操纵方式
(1) 手动g6454向阀
手动g6454向阀是利用手动g7476g7450等机构来g6925g2476阀芯和阀体的相对位置，g1186g13792实现g6454向的阀
g12879。阀芯g4462位g19764钢球、弹簧，g1363g1866保g6357g11842g4462的位置。图 5.7(b)所示g1038弹簧自动复位式g989位
g3247通手动g6454向阀的结构及图形g12538g2507。
向左或向右操纵手g7576 1，通过g7476g7450g1363阀芯 3 在阀体 2 内自图示位置向右或向左移动，
以g6925g2476油g17347的g17842通形式或液压油流动的方向。g7506开操作手g7576后，阀芯在弹簧 4 的作用g991g5686
复g2052中位。g17837g12193g6454向阀的阀芯不g14033在g1016端工作位置上g4462位，故称自动复位式手动g6454向阀。
g8504阀操作g8616较g4445g1852，常用g1122动作g20069g13333、工作g6357g13505时间较g11713的工程机g7812液压系统中。
g3926g7536g4570图5.7(b)所示手动g6454向阀的左端结构g6925g1038图5.7(a)所示的结构，当阀芯向左或向右移动后，就可g1523g2173钢球 5 g1363阀芯保g6357在左端或右端的工作位置上，故称弹簧钢球g4462位式手动g6454向阀，适用g1122机g5214、液压机、g14349g14346等需保g6357工作状态时间较g19283的液压系统中。
(a) 钢球定位式的结构及符号 (b) 弹簧自动复位式的结构及符号
图5.7 三位四通手动换向阀
1—手柄；2—阀体；3—阀芯；4—弹簧；5—钢球
液压传动
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(2) 机动g6454向阀
机动式g6454向阀是g1393g19764g4445装在运动g18108件上的液压行程g6389g3371或g1996g17730推动阀芯g1186g13792实现g6454向的阀g12879，常用来控制机g7812运动g18108件的行程，故g2460称行程g6454向阀。
图 5.8(a)、(b)是g1120位g1120通机动g6454向阀的结构图和图形g12538g2507。阀芯 2 在弹簧 4 的推动作用g991，处在g7380上端位置，g6238进油口 P 与出油口 A g2011断。当行程g6389g3371g4570g9390g17730压g991时，P、A
口接通；当行程g6389g3371g14085开g9390g17730时，阀芯在g1866g5225g18108弹簧的作用g991g2460g5686复g2033g3999位置。通过g6925g2476
g6389g3371g7024g19766的角度α,可g6925g2476阀芯移动速度，调节油液g6454向过程的g5567g5942。
图5.8 二位二通机动换向阀
1—滚轮；2—阀芯；3—阀体；4—弹簧
机动g6454向阀除g17837g18336g1183g13473的g1120位g1120通外，还有g1120位g989通、g1120位g3247通等形式。由g1122g6454向阀要放在g1866操纵件g7061，g3252g8504常用g1122要求g6454向性g14033g3921，布置方g1427的场合。
(3) 电动g6454向阀
电动g6454向阀g2460称g1038电磁g6454向阀，它是利用电磁铁通电g2572合后产生的g2572力推动阀芯动作来g6925g2476阀的工作位置。
电磁g6454向阀的电磁铁按所g1363用电g9316不同可g2010g1038g1144流g3423和直流g3423；按g15912铁工作腔是g2554有油液g2460可g2010g1038g256g5190式g257和g256g9299式g257电磁铁。
图 5.9 所示g1038g1144流式g1120位g989通电磁g6454向阀，阀的左g18108也可g4445装直流g3423或g1144流本g6984g3423电磁铁。右g18108是滑阀，推g7450 5 处设置g1114动g4506g4565，铁芯与g17729铁间g19565中的g1183g17148g1038g12366g8680，电磁铁g1038
g256g5190式g257电磁铁。当电磁铁断电g7092电磁g2572力时，阀芯2在右端弹簧7的作用g991处g1122左端位置，g1363油口P与A接通，与B不通。当电磁铁通电产生g980个向右的电磁g2572力并通过推g74505
g4570阀芯2推向右端时，油口P和A的通道被关g19393，g13792油口P和B接通。
图5.10所式g1038直流g9299式g989位g3247通电磁g6454向阀。当g1016g17805电磁铁都不通电时，阀芯2在g1016
g17805对中弹簧 4 的作用g991处g1122中位，P、T、A、B 油口都不相通；当右g17805电磁铁通电时，推g7450
g4570阀芯2推向左端，P与A通，T与B通；当左g17805电磁铁通电时，P与B相通，T与A相通。
第5章 液压控制阀
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(a) (b)
图5.9 交流干式二位三通电磁换向阀
1—阀体；2—阀芯；3，7—弹簧；4，8—弹簧座；5—推杆；6—O形圈；9—后盖
(a) (b)
图5.10 直流湿式三位四通电磁换向阀
1—电磁铁；2—推杆；3—阀芯；4—弹簧；5—挡圈
电磁g6454向阀中的电磁铁是电g8680控制系统与液压系统之间的g1461g2507g17728g6454元件。电磁铁可g1523
g2173按g19074开关、行程开关、g19492位开关、压力g13499电器等g2469出的g1461g2507通过控制电g17347进行控制，控制布g4628方g1427、g9801活，易g1122实现动作g17728g6454的自动g2282。但由g1122g2475g2052磁铁g2572力较小的g19492制，所以
g5203g8879用g1122流量小g112263L/min的液压系统中。
g5529须g6363出，g1144流电磁铁电g9316简g2345，g1363用电压g980般g1038g1144流 110V、220V 和 380V g989g12193；
g1866特g9869是g2563动力较大，g2572合、释放速度g5567，g6454向时间g11713，约g10380.01s～0.03s；但g1866g2563动电流大，在阀芯被g2357g1315、g15912铁不动作时，g1262g1363电磁铁线g3292g9915g8597；g6454向g1926g1999大，g4563g2641低，可g19764性差。所g1813g16780g2011g6454g20069g10587g980般g103810g8437/min。直流电磁铁g1363用电压g980般g1038110V和24V。在工作过载情况g991，g1866电流基本不g2476，所以不g1262g3252阀被g2357g1315g13792g9915g8597电磁铁线g3292，工作可g19764，g6454向
g1926g1999小，g3134g3780小。g6454向g20069g10587较g20652，g980般g1813g16780g1038 120 g8437/min。但需要g999g19388的直流电g9316，且g2563
动力小，g2572合、释放速度较g5942，约g10380.05s～0.08s，g6454向时间g19283。g8504外，还有g980g12193g1144流本g6984
g3423电磁铁，电磁铁带有g6984流器，通入的g1144流电经g6984流后，直接g1391g13485直流电磁铁。
g5190式电磁铁的线g3292、铁芯与g17729铁处g1122g12366g8680中，不和油液接g16314。电磁铁与阀g17842接时，在推g7450的外g2620有g4506g4565g3292，避免g1114油液进入电磁铁，装g6298和更g6454方g1427。g8504外g6454向阀的回油压力不可g3838g20652，以防g8502回油进入g5190式电磁铁中。g9299式电磁铁中的推g7450与阀芯g17842成g980体，g2474g9052g1114
推g7450的动g4506g4565，所以摩擦力较小，复位性g14033g3921，g1931g2376g9082滑g3921，工作g4563g2641g19283。
液压传动
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(4) 液动g6454向阀
液动g6454向阀是利用控制油g17347的压力在阀芯端g18108所产生的液压作用力来推动阀芯移动，
g1186g13792g6925g2476阀芯位置的g6454向阀。对g1122g989位g6454向阀g13792g16340，按g1866g6454向时间的可调性，液动g6454向阀
g2010g1038可调式和不可调式g1016g12193。图5.11(a)g1038不可调式g989位g3247通弹簧对中g3423液动g6454向阀结构原理图，阀芯g1016端g2010g2047接通控制油口K
1
和K
2
。当控制油口K
1
通压力油、K
2
回油时，阀芯右移，
P与A相通，T与B相通；当K
2
通压力油，K
1
回油时，阀芯左移，P与B相通，T与A相通；当K
1
、K
2
都不通压力油时(在图示位置)，阀芯在g1016端弹簧对中的作用g991处g1122中间位置。
(a) 换向时间不可调式液动换向阀 (b) 换向时间可调式液动换向阀
图5.11 三位四通液动换向阀
1—单向阀钢球；2—节流阀阀芯
g3926g7536对运动g18108件有较g20652的g6454向g5191g12295性要求时，g5224采用可调式液动g6454向阀，g3926图5.11(b)
所示。g8504阀是在滑阀g1016端K
1
、K
2
控制油g17347中g2520g4445装由g980个g2345向阀和g980个节流阀并联组成的
g19471g4624调节器。g2345向阀用g1122保g16789滑阀g1016端g19766进油通g11033，g13792节流阀用g1122滑阀g1016端g19766回油的节流，
起g2052背压阀的作用，g6564g20652g1114g6454向过程中的运动g5191g12295性，调节节流阀的开口大小可调g6984阀芯运动速度。
由g1122液压动力可产生较大的推力，g3252g8504液动g6454向阀适用g1122g20652压、大流量的场合。
(5) 电液动g6454向阀
电液动g6454向阀由电磁g6454向阀和液动g6454向阀组合g13792成。g1866中，液动g6454向阀实现主油g17347的
g6454向称g1038主阀；电磁g6454向阀用g1122g6925g2476液动g6454向阀的控制油g17347的方向，推动液动g6454向阀阀芯移动，称g1038先导阀。由g1122推动主阀芯的液压推力可以g5468大，所以主阀芯的g4622g4556可以做g5483g5468
大，g1813g16780大流量通过。g17837样，用较小的电磁铁就g14033控制较大的流量。
电液g6454向阀有弹簧对中和液压对中g1016g12193形式。图5.12所示g1038弹簧对中电液g6454向阀的结构原理和图形g12538g2507。当电磁铁线g32924、6都不通电时，电磁g6454向阀阀芯5处g1122中位，液动g6454
向阀阀芯 1 g1016端都g7422接通控制油液，在g1866对中弹簧的作用g991，也处g1122中位。当电磁铁线g3292
4 通电时，阀芯 5 移向右位，控制压力油经g2345向阀 2 流入主阀芯 1 的左端，推动主阀芯 1
移向右端，主阀芯1右端的油液则经节流阀7和电磁g6454向阀流回油箱。主阀芯1运动的速度由节流阀7的开口大小g1927g4462。g17837时主油g17347状态是P和A通，B和T通。同理，当电磁铁第5章 液压控制阀
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6通电时，电磁阀阀芯5移向左位，控制压力油通过g2345向阀8，推动主阀芯1移向左端，g1866
移动速度的g5567g5942由节流阀3的开口大小g1927g4462。g17837时主油g17347状态是P和B通，A和T通。
图5.12 弹簧对中电液换向阀的结构原理
在电液g6454向阀中，主阀芯的移动速度可由g2345向节流阀来调节，g17837g1363系统中的执行元件
g14033g3827g5483g2052g5191g12295g7092g1926g1999的g6454向。g17837g18336的g2345向节流阀是g6454向时间调节器，也称g1038g19471g4624调节器。
它可g2484放在先导阀与主阀之间。调节节流阀开口，即可调节主阀g6454向时间，g1186g13792g9052除执行元件的g6454向g1926g1999。所以g17837g12193操纵形式的g6454向性g14033是g8616较g3921的，它适用g1122g20652压、大流量的场合。
在电液g6454向阀上还可以设置主阀芯行程调节机构，它可在主阀g1016端g11434g2164g19492位螺g19037来实现。g17837样主阀芯g6454位移动的行程和g2520阀口的开度即可g6925g2476，通过主阀的流量也g19555之g2476g2282，
g3252g13792可对执行元件起g12907g11065的速度调节作用。
在电液g6454向阀中，先导阀的进油和回油可以有外控外回、外控内回、内控外回、内控内回g3247g12193方式。g3926g7536进入先导电磁阀的压力油(即控制油)来自主阀的 P 腔，g17837g12193控制油的进油方式称g1038内g18108控制，即电磁阀的进油口与主阀的 P 腔是沟通的(g3926图 5.12)。g1866优g9869是油g17347简g2345，但g3252泵的工作压力通常较g20652，所以控制g18108g2010g14033耗大，g2494适用g1122在系统中电液g6454
向阀较少的情况。采用内控g13792主油g17347g2460需要卸荷时，g5529须在主阀的P口g4445装g980预控压力阀(g3926
开g2563压力g1038 0.4MPa 的g2345向阀)，g1363在卸荷状态g991仍有g980g4462的控制油压，足以操纵主阀芯g6454
向；g3926g7536进入先导电磁阀的压力油引自主阀P腔以外的油g17347，g3926g999用的低压泵或系统的某
g980g18108g2010，g17837g12193控制油的进油方式称g1038外g18108控制。采用外控时，独立油g9316的流量不g5483小g1122主阀g7380大流量的15%，以保g16789g6454向时间要求。
g3926g7536先导电磁阀的回油口g2345独接油箱，g17837g12193控制油回油方式称g1038外g18108回油；g3926g7536先导电磁阀的回油口与主阀的T腔相通，则称g1038内g18108回油。内g18108回油的优g9869是g7092需g2345设回油管
g17347，但g3252先导阀回油g1813g16780背压较小，所以主油g17347的回油背压g5529须小g1122它才g14033采用，g13792外g18108
回油方式则不g2475g8504g19492制。
当液动g6454向阀g1038弹簧对中g3423时，电磁g6454向阀g5529须采用Y形滑阀机g14033，以保g16789主阀芯左右g1016端油腔通回油箱，g2554则主阀芯g7092g8873回g2052中位。
液压传动
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3) 滑阀机g14033
g989位g3247通和g989位g1128通g6454向阀，滑阀在中位时g2520油口的g17842通方式称g1038滑阀机g14033(也称中位机g14033)。不同的滑阀机g14033可满足系统的不同要求。g15932 5g162 中列出g1114g989位阀常用的 10 g12193滑阀机g14033，g13792g1866左位和右位g2520油口的g17842通方式均g1038直通或g1144叉相通，所以g2494用g980个g4395g8609来g15932示中位的形式。不同的滑阀机g14033是在阀体g4622g4556不g2476的情况g991，通过g6925g2476阀芯的台肩结构、轴向g4622g4556以及阀芯上g5464向通孔的个g6980g5483g2052的。
表5-2 三位换向阀的滑阀机能
中位符号
滑阀机能 中位时的滑阀状态
三位四通 三位五通
中位时的性能特点
O
各油口全部关闭，系g13491g1457g6357g2399
g2159，执行元件各油口g4565闭
H
各油口Pg451Tg451Ag451B全部g17842通，
g8905卸g14667，执行元件g1016g14120与回油
g17842通
Y
Ag451Bg451T 口g17842通，P 口g1457g6357g2399
g2159，执行元件g1016g14120与回油g17842通
J
P口g1457g6357g2399g2159，g13580A口g4565闭，B
口与回油口Tg17842通
C
执行元件A口通g2399g2159油，B口与回油口T不通
P
P口与Ag451B口g18129g17842通，回油口
Tg4565闭
K
Pg451Ag451T 口g17842通，g8905卸g14667，执行元件B口g4565闭
X
Pg451Tg451Ag451B口g2334开g2563接通，P
口g1457g6357一定g2399g2159
M
Pg451T口g17842通，g8905卸g14667，执行元件Ag451Bg1016油口g18129g4565闭
U
Ag451B 口接通，Pg451T 口g4565闭，
g13580g1016g14120g17842通，P口g1457g6357g2399g2159
第5章 液压控制阀
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g989位g6454向阀除g1114在中间位置时有g2520g12193滑阀机g14033外，有时也g6238阀芯在g1866g980端位置时的油口g17842通状况设计成特殊机g14033，g17837时用g12544g980个g4395g8609、g12544g1120
个g4395g8609和g12544g989个g4395g8609g2010g2047g15932示中位、右位和左位的滑阀机g14033，g3926图5.13所示。
另外，当g6454向阀g1186g980个工作位置过渡g2052另g980个工作位置，对g2520油口间通断关系也有要求时，还g16280g4462和设计
g1114过渡机g14033。g17837g12193过渡机g14033被画在g2520工作位置通g17347g12538g2507
之间，并用虚线与之隔开。g3926图5.14(a)所示g1038g1120位g3247通滑阀的H形过渡机g14033，在g6454向时，
P、A、B、T g3247个油口呈g17842通状态，g17837样可避免在g6454向过程中由g1122 P 口突然完g1852g4565g19393g13792引起系统的压力g1926g1999。g3926图5.14(b)所示g1038O形g989位g3247通g6454向阀的g980g12193过渡机g14033。
(a) 一g12193二位四通换向阀的H形g17819g9205机能 (b) 一g12193O形三位四通换向阀的g17819g9205机能
图5.14 滑阀式换向阀的过渡机能
4) 液压滑阀的g2357g13051现象
g1186理论上讲，滑阀式g6454向阀的阀芯g2494要克g7393与阀体的摩擦力以及复位弹簧的弹力就可移动。然g13792实g19481上，由g1122阀芯g1972何形状的偏差以及阀芯与阀体的不同心，在中、g20652压控制油g17347中，当阀芯g1584g8502g980段时间后或g6454向时，阀芯在操纵力作用g991不移动或操纵力解除后，
复位弹簧不g14033g1363阀芯复位，g17837g12193现象称g1038液压g2357g13051现象。阀芯的g2357g13051现象是由g1122阀芯与阀体的制造及相对运动误差g13792导g14280阀芯所g2475g5464向力不g5191衡造成的，它g1363阀芯在阀体内壁上产生相当大的摩擦力，g1363操纵费力，液压动作g3845g9801。
g3926图5.15所示g1038阀芯所g2475g5464向力不g5191衡的g1972g12193情况g726
图5.15(a)所示阀芯是理想的圆柱体，当它与阀体产生g980个g5191行轴线的偏心e时，由g1122
阀芯沿轴线间g19565均匀，g7693g6466g1866压力g2010布g16280律可知，阀芯上g991沿轴线的压力是对g5224相等的，
不g1262g3252阀芯的偏心g13792产生g5464向力的不g5191衡。
图5.15(b)所示是阀芯具有锥度，且大g3848在g20652压油g980侧，呈倒锥状。当阀芯与阀体产生
g980个g5191行g1122轴线的偏心 e 时，由g1122上g18108间g19565小，沿轴线方向压力g991降梯度大，g13792g991g18108间g19565
大，沿轴线方向压力g991降梯度小，g3252g13792在阀芯对g5224处产生g5464向力的不g5191衡，g1186图中可g16277，
g17837g12193g5464向不g5191衡力g4570g1363阀芯向较小间g19565的g980侧移动g13792趋g1122g2357死。
图5.15(c)所示是阀芯也具有锥度，且小g3848在g20652压油g980侧，呈顺锥状。当阀芯与阀体轴线不重合产生g980个g5191行g1122轴线的偏心 e 时，由g1122大g3848在低压油g980侧，上g18108间g19565小，g991g18108间
g19565大，造成沿轴线方向的g19471力，上g18108g8616g991g18108的要大，g3252g8504沿轴线的压力g991降梯度上g18108g8616g991
g18108的要小。g3926图所示，在g8504情况g991，g5464向不g5191衡力g1363偏心减小，不g1262产生g2357g13051现象。
(a) MPg3423 (b) NDOg3423
图5.13 滑阀的特殊机能
液压传动
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(a) (b) (c)
图5.15 阀芯径向受力分析
g5464向力不g5191衡问题是g980个g7234遍存在的现象，g2494g14033设g8873减小，g13792不可g14033完g1852g9052除。g3252g1038
g1972何形状以及装配精度不可g14033达g2052理想状态。g1186上述g2010析可知，g3926阀芯出现锥状，则可g14033
在装配时g1363g1866按顺锥形式配置，g17837样就可减少g2357g13051现象。另外，g5224严g7696控制零件的制造精度，对外圆g15932g19766，g1866g12907糙度g980般不低g1122,阀孔g12907糙度不低g1122,圆柱度、直线度等保
g6357在0.003mm～0.005mmg14551g3272内。配合间g19565要求较g20652，g5464向间g19565g980般在5μm～15μm之间。
g1038减小g5464向不g5191衡力，除g1114在g2164工工艺上严g7696要求以外，在滑阀阀芯结构上也可采g2474g980g4462
措施。g3926图5.16所示，g1038g1114减小g5464向不g5191衡力，可在阀芯上开环形均压g8145。
图5.16 滑阀阀芯环形槽的结构
没有开环形均压g8145时，g1866g5464向不g5191衡力g3926虚线A
1
A
2
包g3272的g19766积所示；开g1114环形均压g8145
后，g1866g5464向不g5191衡力g3926实线B
1
B
2
包g3272的g19766积所示。环形均压g8145的g4622g4556是g726g8145宽g10380.3mm～
0.5mm，g8145深g10380.5mm～0.1mm，g8145间距离g10383mm～5mm。
第5章 液压控制阀
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2,转阀式换向阀
g17728阀式g6454向g17728阀是通过操纵机构g1363阀芯在阀体内做相对g17728动g1186g13792g6925g2476g2520油口通断状态的阀g12879。g3926图5.17所示g1038g989位g3247通g17728阀式g6454向阀。g3926图5.17(b)所示，当阀芯2处g1122图示位置时，压力油g1186P口进入，经环g8145c、轴向沟g8145b与油口A相通进入执行元件，执行元件的回油g1186B口进入，经沟g8145d和环g8145ag1186T口流回油箱；g3926用手g75763g4570阀芯2顺时针g17728动
45°，油口P、T、A、Bg4565g19393；再g13499g13505g17728动45°，P与B通，A与T通，g17837就实现g1114g6454向。
钢球和弹簧4起g4462位作用，g19492位销5用以控制手g7576g17728动的g14551g3272。利用g6389铁通过手g75763g991端的拨叉6和7还可以g1363g17728阀机动g6454向。
图5.17 三位四通转阀式换向阀
l—阀体；2—阀芯；3—手柄；4—钢球g2656弹簧；5—g19492位g19156；6，7—g6332g2461
g17728阀工作时，g3252有不g5191衡的g5464向力存在，操作g5468费劲，阀芯易磨g6451，且g4506g4565性g14033差，
内泄g9443大，故g980般在低压小流量系统中用作先导阀或小g3423g6454向阀。
3,球式换向阀
球式g6454向阀也称电磁球阀，是g980g12193以电磁铁的推力g1038动力，推动钢球运动来实现油g17347
通断和g2011g6454的阀g12879。球式g6454向阀与滑阀式g6454向阀相g8616，具有以g991优g9869g726不g1262产生液压g2357g13051
现象，动作可g19764性g20652；g4506g4565性g3921；对油液污染不g6947感；g2011g6454时间g11713；g1363用g1183g17148黏度g14551g3272大，
g1183g17148可以是水、乳g2282液和矿物油；工作压力可g20652达63MPa；球阀芯可直接g1186轴承厂获g5483，
精度g5468g20652，价g7696g1427宜。
球式g6454向阀有手动、机动、电磁、液动和电液动等g3822g12193形式。目前电磁球阀g2494有g1120位阀，g13792且以g1120位g989通阀g1038基本结构，有常开式和常g19393式g1016g12193形式。g991g19766g2010g2047对电磁球式g6454
向阀和液动球式g6454向阀作g1183g13473。
1) 电磁球式g6454向阀
g3926图5.18所示g1038常开式g1120位g989通电磁球式g6454向阀的结构图。它主要由左右阀座4和6、
(a) 符号
(a) 结构
液压传动
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·122·
球阀5、弹簧7、操纵g74502和g7476g74503等零件组成。图示g1038电磁铁断电状态，即常态位。P口的压力油g980方g19766作用在球阀5的右侧，另g980方g19766经通道b进入操纵g74502的g12366腔g13792作用在球阀5的左侧，以保g16789球阀5g1016侧承g2475的液压力g5191衡。球阀5在弹簧7的作用g991压在左阀座
4上，P与A相通，A与Tg2011断。当电磁铁8通电时，g15912铁推动g7476g74503，以lg1038支g9869推动操纵g74502，克g7393弹簧力，g1363球阀5压在右阀座6上，实现g6454向，P与Ag2011断，A与T相通。
(a) 结构 (b) 符号
图5.18 常开式二位三通电磁球式换向阀
1—g6915点；2—g6817g13449杆；3—g7476杆；4—g5050阀座；5—球阀；6—g2503阀座；7—弹簧；8—电磁铁
g3926图5.19所示g1038常g19393式g1120位g989通电磁球式g6454向阀的结构图。与常开式不同的是g726它有
g1016个球阀，电磁铁不通电时，P口g4565g19393，A与T通。
图5.19 常闭式二位三通电磁球阀
电磁球式g6454向阀除用作大流量g6454向阀的先导控制外，还可在小流量系统中直接g1363用。
2) 液控球式g6454向阀
液控球式g6454向阀是由g1016g12193基本g2345元g1038基础，通过g6566装g13792集成的g980g12193g6454向阀。g3926图 5.20
所示的g256常开式g1120位g1120通液控球阀g2345元g257和g3926图5.21所示的g256常g19393式g1120位g1120通液控球阀g2345
第5章 液压控制阀
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元g257是液控球式g6454向阀的基本g2345元。它们是利用控制油g17347中压力
k
p 的g2476g2282来g6925g2476球阀芯的位置，g1186g13792实现对油g17347通断关系的控制。
在图5.20中，当控制油口通入控制油压
k
p 时，球阀芯1g991降并关g19393负载油口A，P与
A不通；当控制油口g7092油压时，P与A通。
在图5.21中，当通入控制油压
k
p 时，球阀芯1被推向阀腔的右端，P与A通；当控制压力g9052g3845时，球阀芯1、2在压力油的作用g991被推向阀腔的左g17805，P与A不通。
(a) 结构 (b) g12046g5859图
图5.20 常开式二位二通液控球阀单元 图5.21 常闭式二位二通液控球阀单元
l—球阀芯；2—g4560向g3883 1，2—球阀芯
上述g1016g12193基本g2345元g1038基础，通过g6566装集成，可以组成g2520g12193g2163g14033的g3822工位g3822通g17347的g6454向阀和复杂的方向控制回g17347，也可组成实现逻辑动作的g2520g12193逻辑g19388。
g3926图5.22所列g1038g5224用g3247位g3247通液控球式g6454向阀控制液压缸动作原理图。
图5.22 四位四通液控球式换向阀控制液压缸动作原理图
g3926g159325g163所列g1038由g1120位g1120通液控球阀g2345元组成的g2520g12193g6454向阀。
液控球式g6454向阀的g5224用g726液控球式g6454向阀g5062在珩磨机、超精g2164工机g5214、液压打夯机和打桩机等要求g5567速g13792准g11842的小流量g6454向回g17347中g5224用。g1856称通g5464g103810mm的液控球式g6454向阀所控制的执行元件，g1866往复运动g20069g10587可达45Hz，g6454向精度g10380.1mm。g17837g12193元件还g5224用g1122可
g19764性要求特g2047g20652的液压机g4445g1852阀和电厂的液压传动开关。
液压传动
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表5-3 由二位二通液控球阀单元组成的各种换向阀
g2163 能 符 号 结 构
二位二通
二位二通
四位三通
二位三通
二位三通
四位四通
二位四通
5.3 压力控制阀
压力控制阀，简称压力阀，是用来调节和控制液压系统中油液压力的阀g12879。按g1866g2163g14033
和用途可g2010g1038溢流阀、减压阀、顺序阀、压力g13499电器等，它们的g1861同特g9869是利用作用g1122阀芯上的液压作用力与弹簧力相g5191衡的原理进行工作。
5.3.1 溢流阀
溢流阀的主要用途有g1016g9869g726g980是用来保g6357系统或回g17347的压力恒g4462，g3926在g4462量泵节流调速系统中作溢流恒压阀，用以保g6357泵的出口压力恒g4462；g1120是在系统中作g4445g1852阀用，在系统正常工作时，溢流阀处g1122关g19393状态，g13792当系统压力大g1122或等g1122g1866调g4462压力时，溢流阀才开
g2563溢流，对系统起过载保g6264作用。g8504外，溢流阀还可作背压阀、卸荷阀、制动阀、g5191衡阀和g19492速阀等g1363用。g7693g6466结构不同，溢流阀可g2010g1038直动式和先导式g1016g12879。
第5章 液压控制阀
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1,溢流阀的结构和工作原理
1) 直动式溢流阀
直动式溢流阀是直接作用式，即g1393g19764
压力油直接作用在主阀芯上产生的液压作用力与弹簧作用力相g5191衡，来控制阀芯的g2563g19393动作。直动式溢流阀的阀芯有锥阀式、球阀式和滑阀式g989g12193形式。
图 5.23 所示g1038低压直动式溢流阀的结构及g12538g2507。它由阀芯 7、阀体 6、g19492位螺塞8、调压弹簧3、上g114345、调节螺g86092
等零件组成。
直动式溢流阀的恒压原理是g726压力油
g1186进油口P进入溢流阀后，经阀芯7上的
g5464向孔f和轴向g19471g4624孔g进入滑阀g5225g18108的
c腔，对阀芯7产生向上的液压作用力F。
当进口压力较低，向上的液压作用力F小
g1122调压弹簧作用力 F
s
时，阀芯在弹簧力作用g991处g1122g7380g991端位置，阀芯台肩的g4565油
g19283度Sg4570进油口P和回油口T隔断，阀处
g1122关g19393状态。当进口油压不断增g20652，c 腔内的液压作用力 F 等g1122或大g1122调压弹簧力F
s
时，阀芯向上运动，上移行程S后阀口开g2563，P口、T口接通，压力油经阀口溢流回油箱，g8504时，阀芯处g1122g2475力g5191衡状态，油液的压力g2474g1927g1122油液流动时所需克g7393的g19471力。g3252
g8504，g8504时溢流阀的进口压力不再增g20652，且与g8504时的弹簧力g5191衡，g1038g980g11842g4462的常g1552，即
0v
V
()
Const
Kx S x
p
A
++
=≈ (5.1)
式中 p——溢流阀的进口压力；
K——调压弹簧刚度；
x
0
——调压弹簧预压缩量；
x
v
——溢流阀口开度(开口量)；
A
v
——阀芯g991端g19766g19766积。
当通过阀口的溢流量g6925g2476时，阀口开度x
v
也要g2476g2282。但g3252g1038阀口开度g2476g2282g5468小，远小
g1122弹簧预压缩量 x
0
，作用在阀芯上的弹簧力也就g2476g2282g5468小。g3252g8504可以g6238溢流阀的进口压力
p g17829似地看成g980个常g6980。也就是g16840，g2494要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀进口处的压力就基本保g6357恒g4462。
当然，溢流阀的溢流量g2476g2282时，g3252阀口开度的g2476g2282和液动力的影响，溢流阀的进口压力p还是有所波动。g17837是后g19766要讨论的g4462压精度问题。
调压弹簧对阀芯的作用力可通过调节螺g8609 2 来调节，即调节溢流阀的进口压力。通常是在溢流阀通过液压泵的g1852g18108流量的情况g991，调节溢流阀的进口压力，g8504压力称g1038溢流阀的调g6984压力。
(a) 结构 (b) 符号
图5.23 直动型溢流阀及图形符号
1—调节杆；2—调节g15758g8609；3—调g2399弹簧；4—g19157g13051g15758g8609；
5—g990盖；6—阀体；7—阀芯；8—g15758g3634
液压传动
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在图5.23中，Lg1038泄油口。图中回油口T与泄g9443油流经的弹簧腔相通，堵塞L口，g17837
g12193g17842接方式称g1038内泄。内泄时回油口T的背压g4570作用在阀芯上端g19766，g17837时与弹簧相g5191衡的
g4570是进出口压差。若g4570泄g9443油腔与T口的g17842接通道e堵塞，g4570L口打开，直接g4570泄g9443油引回油箱，g17837g12193g17842接方式称g1038外泄。
直动式溢流阀g3252液压力直接与弹簧力相g5191衡g13792g5483g2529。g17837g12193直动式溢流阀，若要求阀的压力较g20652，流量较大，则要求调压弹簧具有g5468大的弹簧刚度，g17837不仅g1363调节性g14033g2476差，g13792
且结构上也难以实现。所以g17837g12193直动式溢流阀g980般用g1122压力小g11222.5MPa的小流量场合。直动式溢流阀采g2474适当的措施也可用g1122g20652压大流量。
g3926图5.24所示g1038DBDg3423锥阀式直动溢流阀。锥阀2的左端设有偏流盘1托g1315调压弹簧5，锥阀右端有g980g19471g4624活塞3，g19471g4624活塞g980方g19766在锥阀开g2563或g19393合时起g19471g4624作用，用来g6564
g20652锥阀工作的g12295g4462性；另g980方g19766用来保g16789锥阀开g2563后不g1262倾g7024。进口的压力油可以由g8504活塞g2620g3272的间g19565进入活塞g5225g18108，形成g980个向左的液压力。当作用在活塞g5225g18108的液压力大g1122弹簧力时，锥阀口打开，油液由锥阀阀口经回油口溢回油箱。g2494要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀入口处的压力就基本保g6357恒g4462。通过调节g74504来g6925g2476调压弹簧5的预g13051力，
即可调g6984溢流压力。
图5.24 DBD型直动式溢流阀(插装式)
1—g1571流g11436；2锥阀；3—g19471g4624g8975g3634；4—调节杆；5—调g2399弹簧；6—阀g3883；7—阀座
锥阀2左端的偏流盘1上的环形g8145用来g6925g2476液流方向，g980方g19766用来补偿锥阀2的液动力；另g980方g19766由g1122液流方向的g6925g2476，产生g980个与弹簧力相反方向的g4568流力，当通过溢流阀的流量增g2164时，虽然锥阀阀口增大g1262引起弹簧力增g2164，但由g1122与弹簧力方向相反的g4568流力同时增g2164，结g7536抵g9052g1114弹簧力的增g2164，有利g1122g6564g20652阀的流通量和工作压力。
DBDg3423锥阀式直动溢流阀的压力可g20652达40MPa～63MPa，g7380大流量可达330L/min。
直动式溢流阀g3252g1038溢流量g2476g2282较大时，阀芯移动量g2476g2282较大，调压弹簧压缩量也较大，
第5章 液压控制阀
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g4570造成弹簧力g2476g2282较大，压力波动较大，g4462压精度不g20652，g1363系统性g14033g2475g2052影响。g980般g13792g16340，
在系统中常用作g4445g1852阀，在小流量液压系统中，也可用作溢流g12295压。
2) 先导式溢流阀
先导式溢流阀常用g1122g20652压、大流量液压系统的溢流、g4462压和g12295压。
先导式溢流阀由先导阀和主阀g1016g18108g2010组成。先导阀g12879似g1122直动式溢流阀，但g980般g3822g1038
锥阀(或球阀)形阀座式结构。主阀可g2010g1038g980节同心结构、g1120节同心结构和g989节同心结构。
g3926图5.25所示g1038g1120节同心式溢流阀的结构图，g1866主阀芯g1038带有圆柱g19766的锥阀。g1038g1363主阀关g19393时有良g3921的g4506g4565性，要求主阀芯1的圆柱导向g19766、圆锥g19766与阀套11配合良g3921，g1016处的同心度要求较g20652，故称g1120节同心。g1866结构特g9869是g726主阀芯仅与阀套和主阀座有同心度要求，结构简g2345，g2164工和装配方g1427；主阀口通流g19766积大，在相同流量的情况g991，主阀开g2563g20652
度小；或者在相同开g2563g20652度的情况g991，g1866通流g14033力大。g3252g8504，可做g5483体积小、重量轻；主阀芯与阀套可以通用g2282，g1427g1122组织批量生产。g1120节同心式溢流阀是目前g7234遍g1363用的结构形式。
图5.25 二节同心式溢流阀
1—g1039阀芯；2，3，4—g19471g4624g4392；5—g4560阀阀座；6—g4560阀阀体；
7—g4560阀阀芯；8—调g2399弹簧；9—g1039阀弹簧；10—阀体；11—阀g3883
先导式溢流阀有主油g17347、控制油g17347和泄油g17347g989条油
g17347。主油g17347g726g1186进油口Pg2052出油口(溢流口)T的油g17347；控制油g17347g726压力油自进油口P进入，作用g1122主阀芯g991端g19766，
并通过阀体 10 上的g19471g4624孔 2、通道 c、g19471g4624孔 4 进入先导阀阀芯前腔，作用g1122锥阀 7 上，同时，g19471g4624孔 4 进入主阀上腔，作用g1122主阀芯上端g19766；泄油g17347g726先导阀被打开时，g1186先导阀弹簧腔经泄油口Lg2052出油口T的油g17347。
阀体10上的g19471g4624孔2起节流作用；先导阀前和主阀上腔的g1016个g19471g4624孔 3 和 4 的作用是增g2164g19471g4624，g6564g20652阀的g12295g4462
性。由g3926图 5.25 所示的先导式溢流阀结构图可g13484出g3926
图5.26所示的先导式溢流阀的工作原理图。
阀的g4462压工作原理是g726当进油压力
1
p 小g1122先导阀调压弹簧 8 的调g4462g1552时，导阀关g19393，g19471g4624孔 2 中没有油液
图5.26 先导式溢流阀原理图
液压传动
·128·
·128·
流动，主阀芯上、g991g1016侧的液压力相等，由g1122主阀芯上腔有效g19766积A
2
g11065大g1122g991腔的作用g19766
积A
1
，g3252g8504作用g1122主阀芯上的压力差和主阀弹簧力均g1363主阀口压g13051，不溢流。当进油压力
1
p 超过先导阀的调g4462压力时，先导阀被打开，造成自进油口 P 经g19471g4624孔 2、先导阀阀口、
出油口(溢流口)T的流动。g19471g4624孔2处的流动g6451g3845g1363主阀芯上、g991腔中的油液产生g980个g19555先导阀流量增g2164g13792增g2164的压力差，当它在主阀芯上、g991作用g19766上产生的总压力差足以克g7393主阀弹簧力、主阀芯自重 G 和摩擦力 F
f
时，主阀芯开g2563。g8504时进油口 P 与出油口(溢流口)T
直接相通，造成溢流以保g6357系统压力。
主阀芯和导阀阀芯的力g5191衡方程g2010g2047g1038
11 2 2 x 0 f
()A pAp KxxGF?= ++± (5.2)
c2 c c0 c
()A pKx x=+ (5.3)
由上述g1016式，可g5483溢流阀进口压力g1038
[]
c2
1c0cx0 f
1c 1
1
() ()
KA
p xx KxxGF
AA A
=++++± (5.4)
式中
1
p,
2
p ——主阀芯上、g991腔的压力；
1
A、
2
A ——主阀芯上、g991腔的作用g19766积；
A
c
——导阀阀座孔g19766积；
K
x
、K
c
——主阀和先导阀弹簧的刚度；
0
x,
c0
x ——主阀和先导阀弹簧的预压缩量；
x、
c
x ——g2010g2047g1038主阀和先导阀的开度；
F
f
——主阀芯与阀体间的摩擦力；
G——主阀芯自重。
由g1122主阀芯的g2563g19393主要g2474g1927g1122阀芯上、g991侧的压力差，主阀弹簧g2494用来克g7393阀芯的重力和运动时的摩擦力，保g6357主阀的常g19393状态，故主阀弹簧g5468软，即K
x
lessmuchK
c
。g2460g3252A
c
lessmuchA
1
，
所以式(5.4)右g17805g12544g1120项中x的g2476g2282对
1
p 的影响远不g3926g12544g980项中
c
x 的g2476g2282对
1
p 的影响大，即主阀芯g3252溢流量的g2476g2282g13792g2469生的位移不g1262引起被控压力的显g14891g2476g2282。g13792且由g1122g19471g4624孔 2 的作用，g1363g5483主阀溢流量g2469生g5468大g2476g2282时，g2494引起先导阀流量的g5506小g2476g2282，即
c
x g1552g5468小。g2164
之主阀芯自重及摩擦力g10990小，所以先导g3423溢流阀在溢流量g2469生大g5145度g2476g2282时，被控压力
1
p g2494
有g5468小的g2476g2282，即g4462压精度g20652，恒g4462压力的性g14033优g1122直动式溢流阀。g8504外，由g1122先导阀的溢流量仅g1038主阀g20081g4462流量的1%左右，g3252g8504先导阀阀座孔的g19766积A
c
、开口量
c
x,调压弹簧刚度K
c
都不g5529g5468大，压力调g6984也就g8616较轻g1427。所以，先导g3423溢流阀g5203g8879用g1122g20652压、大流量场合。但先导式溢流阀是g1016g13435阀，g1866响g5224不g3926直动式溢流阀g9801g6947。
在先导式溢流阀中，先导阀的作用是控制和调节溢流压力，主阀的g2163g14033则在g1122溢流。
调节先导阀调压弹簧9的预g13051力，可调g4462溢流阀的进口压力。
先导式溢流阀上有g980g17977控口(外控口)K，g1866作用有g1016个g726若g4570与主阀上腔相通的g17977控口
K与另g980个远离主阀的先导压力阀(远程调压阀)的入口g17842接，可实现g17977控调压。g5529须g8892意的是，远程调压阀的调节压力g5224小g1122主阀中先导阀的调节压力；通过g980个电磁g6454向阀g1363g17977控口 K g2010g2047与g980个(或g3822个)远程调压阀的入口g17842通，即可实现g1120g13435(或g3822g13435)调压。若g4570 K 口通过g1120位g1120通阀接通油箱时，主阀上腔的压力接g17829g1122零，由g1122主阀弹簧g5468软，主阀芯在g5468
低的压力作用g991g1427可上移，阀口开g2052g7380大，g17837时系统的油液在g5468低的压力g991通过溢流阀流第5章 液压控制阀
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回油箱，实现卸荷作用。
g3926图5.27所示g1038g989节同心式溢流阀的工作原理图。g7693g6466该图，g16847者可以进g980g8505g2164深对先导式溢流阀工作原理的理解。
g5529须g6363出g726先导式溢流阀按g10043控制油的来g9316和泄油g2447向的不同，有内控内泄、内控外泄、外控内泄、外控外泄4g12193组合方式，控泄方式的4g12193组合方g1427g1114g1363用，并增g2164g1114g9801活性。g1375g3926，由g1122泄油和主阀回油g8731流，在某些情况g991系统压力g1926g1999、背压等g3252g13044直接影响先导阀的g2563g19393，导g14280溢流阀g12295压性g14033g991降，并g9620起g6403动和g3134g3780，若g6925用外泄就g14033减轻g17837g12193
现象。
2,溢流阀的主要性能
溢流阀是液压系统中g7380重要的控制元件，g1866特性对系统的工作性g14033影响g5468大。溢流阀的性g14033包括g19757态性g14033和动态性g14033。g19757态性g14033是g6363溢流阀在g12295g4462工作时的性g14033；动态性g14033是
g6363溢流阀在g11648态工况时的性g14033。
1) g19757态性g14033
溢流阀在液压系统中的主要作用是溢流恒压，g1363系统压力基本上g12295g4462在调g4462g1552上。g3252
g8504，溢流阀的溢流量g2469生g2476g2282g13792引起进口压力的g2476g2282g17246小，则它g4462压g14033力g17246g5390，即g4462压精度就g17246g20652。g980般g19757态性g14033主要有压力—流量特性、g2563g19393特性、卸荷压力及压力g12295g4462特性等。
(1) 压力—流量特性。压力流量特性(p
―
q特性)g2460称溢流特性，g15932示溢流阀在某g980调g4462
压力g991工作时，溢流量的g2476g2282与阀进口实g19481压力的关系。
图5.28g1038直动式和先导式溢流阀的压力—流量特性g7366线，g8190g3364g7643g1038溢流量q，纵g3364g7643
g1038阀进油口压力p。溢流量g1038g20081g4462g1552
n
q 时所对g5224的压力p
n
称g1038溢流阀的调g4462压力。溢流阀刚开g2563时(溢流量g1038g20081g4462溢流量的 1%时)，阀进口的压力称g1038开g2563压力。图中 p
k1
、p
k2
g2010g2047
是直动式溢流阀和先导式溢流阀的开g2563压力。
图5.27 先导式溢流阀工作原理图 图5.28 溢流阀的压力
―
流量特性
5—阻尼孔；6—主阀阀芯；8—主阀弹簧；9—调压弹簧
通过
n
p g9869的水g5191直线是溢流阀的理想溢流特性g7366线，它g15932示溢流阀进口压力p低g1122
n
p
时不溢流，仅在pg2052达
n
p 时才溢流，g13792且不管溢流量的g3822少，g1866压力g3999g13468保g6357在
n
p g1552上。
液压传动
·130·
·130·
实g19481上，溢流阀工作时，g19555g11540溢流量q的增g2164，溢流阀进口压力p也g1262增g2164。当阀芯上g2331g2052g7380g20652位置，阀口g7380大时，通过溢流阀的流量也g7380大，达g2052g20081g4462流量
n
q,压力上g2331g2052
调g4462压力
n
p 。所以g2494g14033要求溢流阀的实g19481特性g7366线g4625可g14033接g17829g1122g17837条理想特性g7366线，g1363
g256
n
p
―
k
p g257g4625可g14033小。调g4462压力与开g2563压力的差g1552称g1038调压偏差，即溢流量g2476g2282时溢流阀工作压力的g2476g2282g14551g3272。调压偏差g17246小，g1866g12295压性g14033g17246g3921。由图可g16277，先导式溢流阀的特性
g7366线g8616较g5191g13543，调压偏差也小，故g1866g12295压性g14033g8616直动式溢流阀g3921。g3252g8504，先导式溢流阀宜用g1122系统溢流g12295压，直动式溢流阀g3252g1866g9801g6947性g20652宜用作g4445g1852阀。
(2) g2563g19393特性。g2563g19393特性是g6363溢流阀在g12295态情况g991，
g1186g19393合g2052完g1852开g2563，再g1186g1852开g2052g19393合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。g2563g19393特性可g2010g1038开
g2563特性和g19393合特性，g980般用溢流阀g12295g4462工作时的压力—
流量特性来g6563述，g3926图5.29所示。
溢流阀g19393合(溢流量减小g1038g20081g4462g1552的 1%以g991)时的压力
k
p′称g1038g19393合压力。g19393合压力
k
p′与调g4462压力
n
p 之g8616称
g1038g19393合g8616。开g2563压力
k
p 与调g4462压力
n
p 之g8616称g1038开g2563g8616。
由g1122阀开g2563时阀芯所g2475的摩擦力与进油压力方向相反，g13792
g19393合时阀芯所g2475的摩擦力与进油压力方向相同，g3252g8504在相同的溢流量g991，开g2563压力大g1122g19393合压力。图 5.29 中实线
g1038开g2563g7366线，虚线g1038g19393合g7366线。由图可g16277，g17837g1016条g7366线不重合。在某溢流量g991，g1016g7366线压力g3364g7643的差g1552称g1038不g9801g6947g2318。g3252压力在g8504g14551g3272内g2476g2282时，阀的开度g7092g2476g2282，它的存在相当
g1122g2164大g1114调压偏差，且g2164g2107g1114压力波动。g3252g8504该差g1552g17246小，阀的g2563g19393特性g17246g3921。由图中的
g1016组g7366线可知，先导式溢流阀的不g9801g6947g2318g8616直动式溢流阀的不g9801g6947g2318小g980些。
溢流阀的g2563g19393特性是衡量溢流阀g4462压精度的g980个重要g6363g7643。g980般用溢流阀处g1122g20081g4462流量
n
q,调g4462压力
n
p g991的开g2563g8616和g19393合g8616来衡量，g17837g1016个g8616g1552g17246大，g2563g19393特性g17246g3921。g1038保g16789
溢流阀有良g3921的g19757态特性，g980般要求
k
p /
n
p g30590%，
k
p′ /
n
p g30585%。
(3) 压力g12295g4462特性。溢流阀工作压力的g12295g4462性由g1016个g6363g7643来衡量g726g980是在g20081g4462流量
n
q 和
g20081g4462压力
n
p g991，进口压力在g980g4462时间(g980般g10383min)内的偏移g1552；g1120是在g6984个调压g14551g3272内，
通过g20081g4462流量
n
q 时进口压力的g6403g6682g1552。对中压溢流阀，g17837g1016项g6363g7643均不g5224大g1122g1020.2MPa。
g3926g7536溢流阀的压力g12295g4462性不g3921，就g1262出现g2107g9884的g6403动和g3134g3780。
(4) 卸荷压力。在调g4462压力g991，通过g20081g4462流量时，g4570溢流阀的外控口及与油箱g17842通，
g1363主阀阀口开度g7380大，液压泵卸荷时溢流阀进出油口的压力差，称g1038卸荷压力。该g1552与通道g19471力和主阀弹簧预g13051力有关，g980般g16280g4462卸荷压力不大g11220.3MPa。卸荷压力g17246小，油液通过阀口时的g14033量g6451g3845就g17246小，g2469g9921也g17246少，g15932g7138阀的性g14033g17246g3921。
(5) 内泄g9443量。g6363调压螺g7655处g1122g1852g19393位置，进口压力调g14279调压g14551g3272的g7380g20652g1552时，g1186溢流口所g8991的泄g9443量。泄g9443量小，阀的g4506g4565性g14033g3921。
(6) g7380大g1813g16780流量和g7380小g12295g4462流量。溢流阀的g7380大g1813g16780流量g1038g1866g20081g4462流量。溢流阀的
g7380小流量g2474g1927g1122它对压力g5191g12295性的要求，g980般g16280g4462g1038g20081g4462流量的15%。
2) 动态性g14033
溢流阀的动态性g14033通常是g6363溢流阀由g980个g12295g4462工作状态过渡g2052另g980个g12295g4462工作状态
图5.29 溢流阀的启闭特性
第5章 液压控制阀
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时，溢流阀所控制的压力g19555时间g2476g2282的过渡过程性g14033。
有g1016g12193方g8873可g8991g5483溢流阀的动态特性，g980g12193是g4570与溢流阀并联的电液(或电磁)g6454向阀突然通电或断电(溢流流量由零，g19466g17303g2476g2282g14279g20081g4462
流量)，另g980g12193是g4570g17842接溢流阀g17977控口的电磁g6454向阀突然通电或断电(卸荷状态g19466g17303g2476g2282g1038溢流恒压工作状态)。
g3926图 5.30 所示g1038溢流阀g2331压与卸荷时动态特性g7366线。溢流阀由卸荷g2052恒压工作，再g2052卸荷状态的突然g2476g2282，反g7156g1114溢流阀的动态特性。由动态特性g7366线可g5483g2052动态性g14033g2454g6980g726
(1) 压力超调量g141pg726g4462g1053g7380g20652g11648时压力g4804g1552
p
max
与调g4462压力p
n
的差g1552g1038压力超调量g141p，并g4570
(g141p /
n
p )g104100%称g1038压力超调g10587。压力超调量是衡量溢流阀动态g4462压误差及g12295g4462性的重要g6363g7643，g980般要求压力超调g10587g103810%～30%。
(2) g2331压时间 t
1
g726g6363压力g1186 0.1(
n
p
―
0
p )回g2331g2052 0.9(
n
p
―
0
p )时所需的时间。
0
p g1038卸荷压力。g980般要求t
1
g7290.1s～0.5s。
(3) g2331压过渡过程时间t
2
g726g6363压力g1186p
0
回g2331g14279g12295g4462的调g4462压力
n
p 状态所需的时间。
(4) 卸荷时间t
3
g726g6363压力g11860.9(
n
p
―
0
p )g991降g20520.1(
n
p
―
0
p )时所需的时间。
压力超调对系统的影响是不利的。g3926采用调速阀的调速系统，g3252压力超调是g980突g2476量，
调速阀来不及调g6984，g1363g5483机构主体运动或进g13485运动速度产生突g17351；压力超调还g1262造成压力
g13499电器误g2469g1461g2507；压力超调量大时g1363系统产生过载g1186g13792g11784g3363系统。g17885用溢流阀时g5224g13783g15397g2052
g17837些g3252g13044。g2331压时间等时g3507g6363g7643g1207g15932g11540溢流阀的反g5224g5567g5942，对系统的动作、效g10587都有影响。
3,溢流阀的应用
溢流阀在液压系统中g14033g2010g2047起g2052调压溢流，g4445g1852保g6264，远程调压，g1363泵卸荷及g1363液压缸回油腔形成背压等g3822g12193作用，g3926图5.31所示。
1) 调压溢流
系统采用g4462量泵g1391油的节流调速时，常在g1866进油g17347或回油g17347上设置节流阀或调速阀，
g1363泵油的g980g18108g2010进入液压缸工作，g13792g3822g1325的油须经溢流阀流回油箱。溢流阀处g1122g1866调g4462压力g991的常开状态，调节弹簧的预g13051力，也就调节g1114系统的工作压力。g3252g8504，在g17837g12193情况g991
溢流阀的作用即g1038溢流调压，g3926图中5.31(a)所示。
2) g4445g1852保g6264
系统采用g2476量泵g1391油时，系统内没有g3822g1325的油需溢流，g1866工作压力由负载g1927g4462。g17837时与泵并联的溢流阀g2494有在过载时才需打开，以保g19568系统的g4445g1852。g3252g8504，g17837g12193系统中的溢流阀g2460称g1038g4445g1852阀，是常g19393的，g3926图中5.31(b)所示。
3) g1363泵卸荷
采用先导式溢流阀调压的g4462量泵系统，当阀的外控口K与油箱g17842通时，g1866主阀芯在进口压力g5468低时即可迅速g6272起，g1363泵卸荷，以减少g14033量g6451耗。g3926图5.31(c)所示，当电磁铁通电时，溢流阀外控口通油箱，g3252g13792g14033g1363泵卸荷。
图5.30 溢流阀升压与卸荷的动态特性曲线
1一电压信号 2一压力响应曲线
液压传动
·132·
·132·
4) 远程调压
当先导式溢流阀的外控口(远程控制口)与调压较低的溢流阀(或远程调压阀)g17842通时，g1866
主阀芯上腔的油压g2494要达g2052低压阀的调g6984压力，主阀芯即可g6272起溢流(g1866导阀不再起调压作用)，g1186g13792实现远程调压。g3926图5.31(d)所示，当电磁阀不通电右位工作时，g4570先导式溢流阀的外控口与低压调压阀断开，相当g1122堵塞外控口 K，则由主阀上的导阀调压。利用电磁阀可实现g1016g13435调压，但远程调压阀的调g4462压力g5529须低g1122导阀调g4462的压力。
5) 形成背压
g3926图5.31(e)所示，g4570溢流阀设置在液压缸的回油g17347上，可g1363缸的回油腔形成背压，用以g9052除负载突然减小或g2476g1038零时液压缸产生的前g1926现象，g6564g20652运动g18108件运动的g5191g12295性。g3252
g8504g17837g12193用途的阀也称背压阀。
(a) 溢流恒压 (b) 安全保护 (c) 液压泵卸荷 (d) 远程调压 (e) 形成背压
图5.31 溢流阀的功用
5.3.2 减压阀
在液压系统中，减压阀是g980g12193利用液流流过g13553g19565产生压力g6451g3845，g1363g1866出口压力低g1122进口压力的压力控制阀。按调节要求不同，减压阀可g2010g1038用g1122保g16789出口压力g1038g4462g1552的g4462压g17767
出减压阀，用g1122保g16789进出口压力差不g2476的g4462差减压阀以及用g1122保g16789进出口压力成g8616g1375的g4462
g8616减压阀。
1,定压输出减压阀
g4462压g17767出减压阀有直动式和先导式g1016g12193结构形式，直动式减压阀较少g2345独g1363用。在先导式减压阀中，g2460有g256出口压力控制式g257和g256进口压力控制式g257g1016g12193控制方式。
1) 结构和工作原理
图 5.32 所示g1038液压系统g5203g8879采用的先导式g4462g1552减压阀(出口压力控制式)的结构。该阀由导阀调压，主阀减压。g1866减压、减压后g12295压的工作原理是g726来自泵(或g1866他油g17347)的压力
g1038
1
p 的油液g1186
1
P 口进入减压阀，经减压阀口降低g1038
2
p,g1186出口
2
P 流出。同时压力g1038
2
p 的控制油液通过g19471g4624孔2、管道c进入先导阀6的阀座前腔，作用在锥阀7上，并通过管道d、
g19471g4624孔3与主阀弹簧腔相通，作用在主阀芯1的上端g19766。g19471g4624孔3的作用是增g2164主阀芯上
g991移动的g19471g4624，保g16789主阀芯的g12295g4462性。当出口压力
2
p 小g1122先导阀的调g6984压力时，锥阀7关
g19393，g19471g4624孔2中g7092油液流动，主阀芯1g1016端液压力相等，主阀芯在弹簧5的作用g991处g1122g7380
g991端位置，减压阀口g1852开，不起减压作用，
2
p g300
1
p 。当出口压力
2
p 大g1122先导阀的调g4462压第5章 液压控制阀
·133·
·133·
力时，锥阀7打开，油液经g19471g4624孔2、管道c、先导阀弹簧腔8、泄油管道a、泄油口L流回油箱。由g1122g19471g4624孔2有油液通过，g1363主阀芯1弹簧腔的压力
3
p 低g1122
2
p,造成阀芯1g1016端的压力不g5191衡，当g8504压差所产生的作用力大g1122主阀弹簧力时，主阀芯上移，g3252g13792减压阀口减小，g1363压力油液通过阀口时压降g2164大，减压作用增g5390，直g14279出口压力
2
p g12295g4462在先导阀所调g4462的压力g1552。出口处保g6357调g4462压力时，主阀芯 1 处g1122某g980g5191衡位置上，g8504时阀口保g6357g980
g4462的开度，减压阀处g1122工作状态。
g7693g6466图5.33所示的减压阀工作原理图，g5585g11065阀芯自重、摩擦力及g12295态轴向液动力的影响，则先导阀和主阀g12295g4462工作时的力g5191衡方程式g1038
图5.32 先导式减压阀(出口压力控制式) 图5.33 减压阀工作原理图
1—主阀芯；2，3—阻尼孔；4—阀套；5—主阀弹簧；6—先导阀；
7—锥阀；8—先导阀弹簧腔；9—调压弹簧；10—调节手柄；11—阀体
3c c c0 c
()p AKx x=+ (5.5)
2v 3v x 0 max
()p ApAKxx x=+ +? (5.6)
式中
2
p ——减压阀出口压力；
3
p ——流经g19471g4624孔2后的油液压力；
A
c
、A
v
——先导阀和主阀芯有效作用g19766积(g1563设g1016端相等)；
K
c
、K
x
——先导阀和主阀弹簧刚度；
c0
x,
c
x ——先导阀弹簧预压缩量和先导阀开口量；
0
x,x、x
max
——主阀弹簧预压缩量、主阀开口量和g7380大开口量。
联立以上g1120式，可g5483
cc0 c x0 max
2
cv
()( )K xx Kxx x
p
AA
++?
=+ (5.7)
由g1122
c
x
lessmuch
c0
x,x
lessmuch
0
x g711x
max
，且主阀弹簧刚度K
x
g5468小，所以主阀弹簧力g17829似g1038
x0 max x0 max
( ) ( ) ConstKx x x Kx x+? +≈≈
则式(5.7)可g1901成
cc0 c
2
c
()
Const
Kx x
p
A
+
=+ (5.8)
故
2
p 基本保g6357恒g4462。g3252g8504，调节调压弹簧 9 的预压缩量
c0
x,即可调节减压阀出口压液压传动
·134·
·134·
力
2
p 。
减压阀的g12295压过程是g726g3926g7536减压阀的出口压力
2
p 突然g2331g20652(或降低)时，主阀芯弹簧腔的压力也同时等g1552g2331g20652(或降低)，g11784g3363g1114主阀的g5191衡状态，g1363主阀芯上移(或g991移)g14279g980g7044的
g5191衡位置，阀口开度减小(或增大)，减压作用增大(或减小)，以保g6357
2
p 的g12295g4462。反之，g3926
g7536某g12193原g3252g1363进口压力
1
p g2469生g2476g2282，当减压阀口还没有来g5483及g2476g2282时，
2
p 则相g5224g2469生g2476g2282，
造成阀芯 1 g1016端的g2475力状况g2469生g2476g2282，g11784g3363g1114原来的g5191衡状态，g1363主阀芯上移(或g991降)g14279
g980g7044g5191衡位置，阀口开度减小(或增大)，减压作用增大(或减小)，以保g6357
2
p 的g12295g4462。
通常g1038g1363减压阀g12295g4462地工作，减压阀的进、出口压力差g5529须大g11220.5 MPa。阀体上的远程控制孔K用g1122实现远程压力控制，g1866工作原理与先导式溢流阀的远程控制相同。
g256出口压力控制式g257的先导式减压阀，控制压力
2
p 是减压阀g12295g4462后的压力，波动不大，
有利g1122g6564g20652先导阀的控制精度，但导g14280先导阀的控制压力(主阀上腔压力)
3
p g3999g13468低g1122主阀
g991腔压力
2
p,若减压阀主阀芯上g991有效g19766积相等，g1038g1363主阀芯g5191衡，不g5483不g2164大主阀弹簧刚度，g17837g2460g1262g1363g5483主阀的控制精度降低。
图5.34所示g1038g256进口压力控制式g257的DRg3423先导式减压阀。在该阀的控制油g17347上设有
g256控制油流量恒g4462器g2576来g1207g7379原g3278g4462g19471g4624孔，它由g980个g3278g4462g19471g4624I和g980个可g2476g19471g4624g266g1030联
g13792成。可g2476g19471g4624g1523g2173g1122g980个可以轴向移动的小活塞来g6925g2476通油孔N的过流g19766积，g1186g13792g6925g2476
液g19471。小活塞左端的g3278g4462g19471g4624孔，g1363小活塞g1016端出现压力差。小活塞在g8504压力差和右端弹簧的g1861同作用g991g13792处g1122某g980g5191衡位置。
图5.34 DR型先导式减压阀(进口压力控制式)
1—阀体；2—主阀芯；3—阀套；4—单向阀；5—主阀弹簧；
6—控制油流量恒定器；7—先导阀；8—调压弹簧
I—固定阻尼；Ⅱ—可变阻尼
g3926g7536由减压阀进口引入的压力油的压力达g2052调压弹簧8的调g4462g1552时，先导阀7开g2563，
液流经先导阀口流回油箱。g17837时，控制油流量恒g4462器前g18108的压力g1038减压阀进口压力
1
p,g1866
后g18108的压力g1038先导阀控制压力(主阀芯上腔压力
3
p )。
3
p 由调压弹簧8调g4462。由g1122
3
p g728
1
p,
第5章 液压控制阀
·135·
·135·
主阀芯2在上、g991腔压力差的作用g991克g7393主阀弹簧5的力向上g6272起，主阀开口量减小，起减压作用，g1363主阀出口压力降低g1038
2
p 。主阀芯2采用对称设置g16780g3822小孔的结构作g1038主阀阀口。g3926g7536g5585g11065主阀芯的自重以及摩擦力，则主阀芯的力g5191衡方程式g1038
2v 3v x 0 max
()p ApAKxx x=+ +? (5.9)
式中 A
v
——主阀芯有效作用g19766积；
K
x
——主阀弹簧刚度；
0
x,x、x
max
——主阀弹簧预压缩量、主阀开口量和g7380大开口量。
由g1122主阀弹簧刚度K
x
g5468小，且xlessmuch(
0
x +x
max
)，故K
x
(
0
x +x
max
―
x)g300K
x
(
0
x +x
max
)g300Const，
则式(5.9)可g1901成
2v 3v
ConstpA pA=+ (5.10)
由式(5.10)可知，要g1363减压阀出口压力
2
p 恒g4462，就g5529须g1363先导阀控制压力
3
p g12295g4462不g2476。
在调压弹簧预压缩量g980g4462的情况g991，g17837g2474g1927g1122通过先导阀的流量是g2554恒g4462。若流量恒g4462，
则g3252先导阀的开口量和液动力g1038g4462g1552，可g1363
3
p g12295g4462。
在图5.34中，当控制油流量恒g4462器6处g1122某g980g5191衡位置时，g1866总液g19471g980g4462，g3252g8504在进口压力
1
p g980g4462的条件g991，通过先导阀的流量g980g4462，与流经主阀阀口的流量g7092关。若g3252
1
p 的上g2331g13792引起通过控制油流量恒g4462器 6 的流量增大时，g4570g3252总液g19471来不及g2476g2282g13792导g14280小活塞
g1016端压力差增大，g1363之右移，通油孔N的g19766积减小，即控制油流量恒g4462器6的总液g19471增大，
通过的流量反g13792减小，g7380g13468g1363流量g5686复g2052原来的g1552，g1186g13792保g16789通过控制油流量恒g4462器 6 的流量恒g4462。由g8504可g16277，g17837g12193阀的出口压力
2
p 与阀的进口压力
1
p 以及流经主阀的流量g7092关。
g3926g7536阀的出口压力出现g1926g1999，主阀芯上的g2345向阀 4 g4570迅速开g2563卸压，g1363阀的出口压力
g5468g5567降低。在出口压力g5686复g2052调g4462g1552后，g2345向阀重g7044关g19393，g2345向阀在g17837g18336起压力g13543g1926作用。
g5529须g6363出，g4462压g17767出的减压阀是g2520g12193减压阀中g5224用g7380g3822的g980g12193，g1866作用是用来降低液压系统中某g980回g17347的油液压力，达g2052用g980个油g9316g14033同时g17767出g1016g12193或g1016g12193以上的不同油压的目的。g5529须特g2047g16840g7138的是，减压阀的出口压力还与出口的负载有关，若g3252负载g5326立的压力低g1122调g4462压力，则出口压力由负载g1927g4462，g8504时减压阀不起减压作用，进、出口压力相等；
g2494有当由负载g5326立的压力g20652g1122调g4462压力时，减压阀出口压力才g14033保g6357在调g4462压力上，即减压阀保g16789出口压力恒g4462的条件是先导阀开g2563。g8504外，当减压阀出口负载g5468大，以g14279g1122g1363减压阀出口油液不流动时，g8504时仍有少量油液通过减压阀口经先导阀g14279外泄口L流回油箱，
阀处g1122工作状态，减压阀出口压力保g6357在调g4462压力g1552。
2) 先导式减压阀与先导式溢流阀的主要差g2047
(1) 减压阀保g6357出口压力基本不g2476，g13792溢流阀保g6357进口压力基本不g2476。
(2) 减压阀常开，溢流阀常g19393。
(3) 减压阀的泄g9443油液g2345独接油箱，g1038外泄，g13792溢流阀的泄g9443油液与主阀的出口相通，
g1038内泄。
3) 减压阀的g5224用
在液压系统中，g980个油泵g1391g5224g3822个支g17347工作时，利用减压阀可以组成不同压力g13435g2047的液压回g17347。g3926g3853g13051回g17347、控制回g17347和g9082滑回g17347等。g3926图 7.5 所示g1038减压阀g5224用在g3853g13051回g17347
时的减压回g17347。g8504外，减压阀还可用g1122g12295g4462系统压力，减少压力波动带来的影响，g6925g2904系液压传动
·136·
·136·
统控制性g14033等。
2,定差减压阀
g4462差减压阀可g1363进出口压力差保g6357g1038g4462g1552。g3926图 5.35 所示，g20652压油
1
p 经节流口(减压口)x 减压后以低压
2
p g17767出，同时低压油经阀芯中心孔g4570压力
2
p 引g14279阀芯上腔，g1866进出油压在阀芯上、g991g1016端有效作用g19766积上产生的液压力之差与弹簧力相g5191衡。阀芯g2475力g5191衡方程式g1038
22 22
12 0
ππ
()()()
44
p Dd p Dd Kxx?=?+ + (5.11)
式中 D、d —— 阀芯大端外g5464和小端外g5464；
K —— 弹簧刚度；
0
x,x —— 弹簧预压缩量和阀芯开口量。
由式(5.11)可求出g4462差减压阀进、出口压差g141pg1038
0
12 22
()
π()/4
K xx
pp p
Dd
+
Δ=? =
(5.12)
由式(5.12)可知，g2494要g4625量减小弹簧刚度K，并g1363 xlessmuchx
0
，就可g1363压力差g141pg17829似保g6357
g1038常g1552。g4462差减压阀主要用来和g1866他阀g980起构成组合阀，g3926g4462差减压阀和节流阀g1030联组成调速阀。
3,定比减压阀
g4462g8616减压阀可g1363进出口压力的g8616g1552保g6357恒g4462。g3926图5.36所示，在g12295g4462状态时，g5585g11065阀芯所g2475g2052的g12295态液动力、阀芯自重和摩擦力可g5483g2052阀芯力g5191衡方程式g1038
11 0 2 2
()p AKx x pA++= (5.13)
式中 K ——弹簧刚度；
0
x,x ——弹簧预压缩量和阀口开度。
由g1122弹簧的刚度较小，弹簧力可g5585g11065不计，则上式可g1901成
21
12
p A
p A
= (5,14)
(a) 结构 (b) 符号 (a) 结构 (b) 符号
图5.35 定差减压阀结构及符号 图5.36 定比减压阀结构及符号
第5章 液压控制阀
·137·
·137·
由式(5.14)可g16277，g2494要适当g17885g6333阀芯的作用g19766积 A
1
和 A
2
，就可g5483g2052所要求的压力g8616，
且g8616g1552g17829似恒g4462。
5.3.3 顺序阀
顺序阀是利用油液压力作g1038控制g1461g2507实现油g17347的通断，以控制执行元件顺序动作的压力阀。按控制压力来g9316的不同，顺序阀可g2010g1038内控式和外控(液控)式。内控式是直接利用阀进口处的油压力来控制阀口的g2563g19393；外控式是利用外来的控制油压控制阀口的g2563g19393。按结构的不同，顺序阀也有直动式和先导式之g2010。
1,结构和工作原理
1) 直动式顺序阀
图5.37g1038内控式直动式顺序阀结构图，阀芯g1038滑阀结构，g1866进油腔与控制活塞腔相g17842，
外控口K用螺塞堵g1315，外泄油口Lg2345独接回油箱。当压力油g1186P
1
口通入进油腔后，经过阀体4和g5225g114347上的孔，进入控制活塞6的g5225g18108。当进油压力p低g1122调压弹簧的预调压力时，
阀芯不动，阀口关g19393；当进油压力p增大且大g1122弹簧2的预调压力时，阀芯5g2331起，g4570进、
出油口P
1
和P
2
接通。控制活塞6的截g19766积g8616阀芯5的截g19766积小是g1038g1114减小调压弹簧2的刚度。图中，控制油直接由进油口P
1
引入，外泄油口Lg2345独接回油箱，g17837g12193控制形式g1038内控外泄式。g17837g12193顺序阀在装配时，若g4570g5225g11434或端g11434g17728过g980g4462位置，还可以g5483g2052内控内泄、外控外泄、外控内泄g989g12193控制形式。内控内泄式顺序阀在系统中可用作背压阀或g5191衡阀；外控内泄式顺序阀可用作卸荷阀。
(a) 结构图 (c) 外控外泄式顺序阀图形符号
图5.37 直动式顺序阀
1—调节螺钉；2—调压弹簧；3—端盖；4—阀体；5—阀芯；6—控制活塞；7—底盖
直动式顺序阀即g1363采用较小的控制活塞，弹簧刚度仍然较大。g17837g12193顺序阀工作时的阀口开度大，阀芯的行程较大，它的g2563g19393特性不g3827g3921。g3252g8504，直动式顺序阀g2494用在压力较低液压传动
·138·
·138·
(8MPa以g991)的场合。
2) 先导式顺序阀
图5.38所示g1038先导式顺序阀，P
1
g1038进油口，P
2
g1038出油口，g1866工作原理与先导式溢流阀相似，所不同的是顺序阀的出油口不接回油箱，g13792通向某g980压力油g17347，g3252g13792g1866泄油口Lg5529
须g2345独接回油箱。
在装配时，g2010g2047g4570先导阀l和端g114343相对g1122主阀体2g17728过g980g4462位置，可g5483g2052内控内泄、
外控外泄、外控内泄g989g12193控制形式。外控式顺序阀阀口开g2563与g2554，与阀的进口压力的大小
g7092关，仅g2474g1927g1122外控口处控制压力的大小。
g3926图5.38所示的先导式顺序阀g7380大的g13582g9869是外泄g9443量过大。g3252先导阀是按顺序动作需要的压力调g6984的，当执行元件完成顺序动作后，压力g4570g13499g13505g2331g20652，g1363先导阀阀口开g5483g5468大，
导g14280油液g1186先导阀处大量外泄，g3252g8504在小流量液压系统中不宜g1363用g17837g12193结构的顺序阀。
(a) 外控式 (b) 内控式 (d) 先导式顺序阀图形符号
图5.38 先导式顺序阀
图5.39所示的DZg3423先导式顺序阀可g1363先导阀处的泄g9443量大大减小。g17837g12193阀的主阀形似g2345向阀，先导阀g1038滑阀式。主阀芯3在原g3999位置g4570进、出油口P
1
和P
2
g2011断，进油口的压力油通过g1016条油g17347g726g980g17347经主阀芯3上的g19471g4624孔2进入主阀芯3上腔并g2052达先导阀阀芯6
中g18108环形腔a，另g980g17347通过管道4 直接作用在先导阀芯6 的左端。当进口压力
1
p 低g1122导阀弹簧7的调g4462压力时，先导滑阀在弹簧力的作用g991处g1122图示位置。当进口压力
1
p 大g1122导阀调g4462压力时，先导阀阀芯6在左端液压力作用g991右移，g4570先导阀中g18108环形腔a与顺序阀出口P
2
的油g17347沟通，g1122是顺序阀进口压力
1
p 经g19471g4624孔2、主阀上腔、先导阀流往出油口P
2
。
由g1122g19471g4624孔 2 的作用，主阀上腔的压力低g1122g991端(即进油口)压力
1
p,主阀芯开g2563，顺序阀进、出油口沟通(g8504时
1
p g300
2
p )。由g1122流经主阀芯上g19471g4624孔2的控制油液不流向泄油口L(该泄油口L要g2345独接回油箱)，g13792是流向出油口
2
P,g2460g3252主阀上腔油压与先导滑阀所调压力g7092
关，仅仅通过刚度g5468g5381的主阀弹簧与主阀芯g991端液压力保g6357主阀芯的g2475力g5191衡，故出口压力
2
p g17829似等g1122进口压力
1
p,压力g6451g3845小，g1866泄g9443量和g2163g10587g6451g3845与g3926图 5.38 所示顺序阀相
g8616大大减小。
第5章 液压控制阀
·139·
·139·
图5.39 DZ型先导式顺序阀
1—主阀体；2—阻尼孔；3—主阀芯；4—先导级测压孔；
5—先导阀体；6—先导阀芯；7—调压弹簧；a—单向阀
在顺序阀的阀体内并联装设g2345向阀，可构成g2345向顺序阀。g2345向顺序阀也有内外控之g2010。
若g4570出油口接通油箱，且g4570外泄g6925g1038内泄，即可作g5191衡阀用。g2520g12193顺序阀的图形g12538g2507g16277
g159325g164。
g1186以上g2010析可知，顺序阀的结构及工作原理与溢流阀相似。它们的主要差g2047是g726
(1) 顺序阀的出油口与负载油g17347相g17842接，g13792溢流阀的出油口直接接回油箱。
(2) 顺序阀的泄油口g2345独接回油箱，g13792溢流阀的泄油则通过阀体内g18108孔道与阀的出口相通流回油箱。
(3) 顺序阀的进口压力由液压系统工况来g1927g4462，当进口压力低g1122调压弹簧的调g4462压力时，阀口关g19393；当进口压力超过弹簧的调g4462压力时，阀口开g2563，接通油g17347，出口压力油对
g991g9228负载做g2163。溢流阀的进口g7380g20652压力由调压弹簧来g19492g4462，且由g1122液流溢回油箱，所以g6451
g3845g1114液体的g1852g18108g14033量。
2,顺序阀的应用
直动式顺序阀由g1122g2563g19393特性不g3926先导式顺序阀g3921，所以直动式顺序阀g3822g5224用g1122低压系统，先导g3423顺序阀g3822g5224用g1122中、g20652压系统。它们的作用是g726
(1) 用以实现g3822缸的顺序动作，g3926图7.40所示。
(2) 作背压阀用，g3926图7.11所示。
(3) 作g5191衡阀用。在g5191衡回g17347中g17842接g980g2345向顺序阀，以保g6357垂直设置的液压缸不g1262g3252
自重g13792g991g14865，g3926图7.12所示。
(4) 作卸荷阀用。g4570外控顺序阀的出口通油箱，g1363液压泵在工作需要时可以卸荷，g3926
图7.39所示。
液压传动
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表5-4 顺序阀的图形符号
控制与
泄油方式
内控外泄 外控外泄 内控内泄 外控内泄内控外泄
加单向阀
外控外泄加单向阀内控内泄
加单向阀
外控内泄加单向阀名称 顺序阀
外控
顺序阀
背压阀 卸荷阀
内控单向
顺序阀
外控单向
顺序阀
内控
平衡阀
外控
平衡阀
图形
符号
5.3.4 压力继电器
压力g13499电器是利用液体的压力g1461g2507来g2563g19393电g8680g16314g9869的液压电g8680g17728g6454元件。它在油液压力达g2052g1866设g4462压力时，g2469出电g1461g2507，控制电g8680元件动作，实现泵的g2164载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的g4445g1852保g6264及g17842锁控制等g2163g14033。
1,结构和工作原理
压力g13499电器有柱塞式、g14192g10267式、弹簧管式和波g13453管式4g12193结构形式。图5.40g1038g14192g10267式压力g13499电器结构。g17837g12193压力g13499电器的控制油口K和液压系统相g17842。压力油g1186控制口K进入后，作用g1122g8245g14026g14192g1026710上，当压力达g2052弹簧2的调g4462压力时，g14192g1026710g2476形，推动柱塞9
上g2331，g8504时，柱塞9的锥g19766推动g1016侧的钢球5和6沿水g5191孔道外移，钢球g2460推动g7476g745012g13481
g19140轴11逆时针g17728动，压g991g5506动开关13的g16314g3848，g2469出电g1461g2507。调节螺g190371可以g6925g2476弹簧2
的预压缩量，g1186g13792g6925g2476g2469出电g1461g2507的调g4462压力。
当压力降低g2052某g980g6980g1552后，弹簧2和7g1363柱塞9g991移，钢球5和6进入柱塞9的锥g19766
g8145内，g7506开g5506动开关，g19555即断开电g17347。钢球6在弹簧7的作用g991，可以对柱塞9产生g980g4462
的摩擦力。该力在柱塞向上运动时与液压力方向相反，在柱塞向g991移动时与液压力方向相同。由g1122摩擦力的影响，g7506开g5506动开关的压力g8616压g991g5506动开关的压力低。螺g19037 8 用来调节弹簧7的作用力，g1186g13792调节g5506动开关压g991和g7506开时的压力差g1552。
g14192g10267式压力g13499电器，由g1122g14192g10267位移g5468小，压力油容积g2476g2282小，所以反g5224g5567，重复精度
g20652，g980般误差在原调g4462压力的0.5%～1.5%之间。g13582g9869是易g2475压力波动的影响，在低压和g11507
g12366时g1363用较g3921，g13792不宜用g1122g20652压系统。
g3926图5.41所示g1038柱塞式压力g13499电器的结构。当油液压力p达g2052压力g13499电器的设g4462压力时，作用在柱塞l上的液压力克g7393弹簧力，通过顶g74502的推动，合上g5506动电器开关4，g2469出电g1461g2507。g6925g2476弹簧的预压缩量，可以调节压力g13499电器的设g4462压力。图中，Lg1038泄油口。
柱塞式压力g13499电器工作可g19764，g4563g2641g19283，成本低。由g1122g1866容积g2476g2282较大，故不易g2475压力波动的影响。但由g1122弹簧刚度较大，所以重复精度较低，误差g1038调g4462压力的1.5%～2.5%。
g8504外，开g2563压力与g19393合压力的差g1552较大。
第5章 液压控制阀
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(a) 结构图 (b) 符号
图5.40 膜片式压力继电器 图5.41 柱塞式压力继电器
1—调节螺钉；2、7—弹簧；3—套；4—弹簧座；5、6—钢球；8—螺钉；9—柱塞，10—膜片；11—铰轴；12—杠杆；13—微动开关
1—柱塞；2—顶杆；3—调节螺钉；4—微动开关
2,压力继电器的应用
压力g13499电器在液压系统中可用g1122系统的顺序控制、g4445g1852控制及卸荷控制等。g3926图 7.41
所示，利用压力g13499电器控制电磁g6454向阀g6454向的顺序，g1186g13792实现g1120个液压缸的顺序动作。
5.4 流量控制阀
流量控制阀是通过g6925g2476节流口通流g19766积或通流通道的g19283g11713来g6925g2476g4628g18108g19471力的大小，g1186
g13792实现对流量的控制。流量控制阀是节流调速系统中的基本调节元件。在g4462量泵g1391油的节流调速系统中，g5529须g4570流量控制阀与溢流阀配合g1363用，以g1427g4570g3822g1325的油液g6502回油箱。
流量控制阀包括节流阀、调速阀、g7061通调速阀(g2460称溢流节流阀)和g2010流集流阀等。
5.4.1 节流阀
节流阀是结构g7380简g2345、g5224用g7380g7234遍的g980g12193流量控制阀。它是g1523g2173g1122控制机构g1363阀芯相对g1122阀体孔运动，以g6925g2476阀口的通流g19766积，g1186g13792调节g17767出流量的阀g12879。
1,结构与工作原理
图 5.42 所示g1038g980g12193g1868g3423的节流阀结构图。压力油g1186进油口 P
1
流入，经节流口后g1186 P
2
流出，节流口的形状g1038轴向g989角g8145式。节流阀芯5在弹簧6的推力作用g991，g3999g13468g13051g19764在推
g74502上。调节顶g11434上的手g17730，g1523g2173推g74502可推动阀芯5作上g991移动。通过阀芯的上g991移动，
g6925g2476g1114节流口的开口量大小，实现流量的调节。由g1122作用在阀芯 5 上的压力是g5191衡的，g3252
g13792调节力较小，g1427g1122在g20652压g991进行调节。
图5.43所示g1038g980g12193精g4506节流阀结构图。具有螺g7071g7366线开口的阀芯2与阀套3上的g12395口液压传动
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g2317配后，构成g1114具有某g12193形状的g7877g17805g3423节流孔。g17728动手g177301(g8504手g17730可用顶g18108的g19065g2285来锁g4462)，
g1363螺g7071g7366线相对阀套g12395口g2331g20652或降低，即可调节节流口g19766积的大小，实现对流量的控制。
图5.42 轴向三角槽式节流阀 图5.43 螺旋曲线开口式节流阀
1—顶盖；2—推杆；3—导套；4—阀体； 1—阀芯；2—手轮；3—阀套；4—阀体
5—阀芯；6—弹簧；7—底盖
2,流量特性
通过节流口的流量q及g1866前后压差g141p的关系可g15932示g1038
m
q KA p=Δ (5.15)
式中 g141p——孔口或g13553g19565的前后压力差；
K——节流系g6980，由节流口形式、液体流态、油液性g17148等g3252g13044g1927g4462。对g15192壁孔口，
d
2KC ρ= ；对g13466g19283孔，
2
(32 )K dLμ= ；g1866中，C
d
g1038流量系g6980，ρg1038液体黏度，μg1038动力黏度，d和Lg1038孔g5464和孔g19283；g980般K的g6980g1552由实g20576g5483出。
m——与节流口形状有关的g6363g6980，m = 0.5～1。当节流口g1038g15192壁孔时，m=0.5；当节流口g1038g13466g19283孔时，m=1。
A——节流阀的通流g19766积，g19555阀口形式g13792g4462。
常g16277的节流口形式g3926图5.44所示。
3,节流阀的刚度
式(5.9)g1038节流阀的流量特性方程。该式g15932g7138，节流阀的流量不仅g2475g1866通流g19766积A的影响，也g2475g1866前后压差g141p的影响。在g980g4462压差g141pg991，g6925g2476节流阀的通流g19766积A，可g6925g2476通过阀的流量 q；当节流阀通流g19766积 A g980g4462时，外g11040负载的g2476g2282g4570引起节流阀前后压差的g2476
g2282，即负载压力g4570直接影响节流阀流量g12295g4462性，g1186g13792影响液压系统中执行元件的运动速度
g12295g4462性。节流阀不同开口时的流量特性g7366线g3926图5.45所示。
第5章 液压控制阀
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图5.44 常见的节流口形式
g1038g1114进g980g8505g2010析压差g2476g2282对流量的影响，g1166们引入g1114节流刚度的g8022g5577。节流刚度反g7156g1114节流阀在负载压力g2476动时保g6357流量g12295g4462的g14033力，g1866大小等g1122
节流阀前后压差g141p的g2476g2282量与流量q的g2476g2282量的
g8616g1552，即
T
d
d
p
k
q
Δ
= (5.16)
g4570式(5.9)g1207入式5.16，g6984理g5483
1
T
m
p
k
KAm
Δ
= (5.17)
由式(5.16)和图 5.45 可以看出，节流阀的刚度 k
T
等g1122g1866流量特性g7366线上某g9869的g2011线与
g8190g3364g7643g3853角的g1325g2011。节流刚度g17246大，负载压力的g2476g2282对节流阀流量的影响g17246小。
由式(5.17)和图5.45可知，阀前后压力差g141p相同时，节流开口A小时，刚度大。节流开口 A g980g4462时，g1866前后压差g141p g17246小，则刚度g17246低。所以节流阀g2494g14033在大g1122某g980g7380小压差
g141p(g980般g10380.15MPa～0.4MPa)的条件g991才g14033正常工作。但g6564g20652g141p，g4570引起压力g6451g3845增g2164。
减小 m g1552，可g6564g20652刚度。g3252g8504目前g1363用的节流阀g3822采用 mg7290.5 的g15192壁小孔式节流口。当节流口g1038g13466g19283孔时，油g9213g17246g20652，液体动力黏度μg17246小，节流系g6980
2
32
d
K
Lμ
=
g17246大。阀的刚度
g17246小，流量的增量就g17246大。当采用mg7290.5的g15192壁小孔式节流口时，油g9213的g2476g2282对流量g12295g4462
性没有影响。
4,节流口堵塞及最小稳定流量
节流口在小开口g991工作时，特g2047是进出口压差较大时，虽然不g6925g2476油g9213和阀的压差，
但流量也g1262出现时大时小的g14045动现象。开口g17246小，g14045动现象g17246严重，g10990g14279在阀口没有关g19393
时就完g1852断流。g17837g12193现象称g1038节流口堵塞。
产生堵塞的主要原g3252是g726
(1) 油液中的机g7812杂g17148或g3252g8699g2282析出的g14026g17148、g8825g19750、g9857g9207等污物g3546积在节流g13553g19565处。
图5.45 不同开口时节流阀的流量特性曲线
液压传动
·144·
·144·
(2) 由g1122油液g13781g2282或g2475g2052g6392压后产生带电的g7509g2282g2010g4388，g13792节流g13553g19565的g18341g4658g15932g19766上存在电位差，故g7509g2282g2010g4388被g2572g19480g2052g13553g19565g15932g19766，形成g10294g3278的g17805g11040g2572g19480g4630，g2572g19480g4630g2414度g980般g10385μm～
8μm。g3252g13792影响g1114节流g13553g19565的大小。以上g3546积、g2572g19480物增g19283g2052g980g4462g2414度时，g1262被液流g1926g2059
g6493，g19555后g2460重g7044g19480在阀口上。g17837样g2620g13792复g3999，就形成流量的g14045动。
(3) 阀口压差较大时，g3252阀口g9213g2331g20652，液体g2475g6392压的程度增g5390，g18341g4658g15932g19766也更易g2475摩擦作用g13792形成电位差，g3252g8504压差大时容易产生堵塞现象。
减轻堵塞现象的措施有g726
(1) g17885g6333水力g2334g5464大的g15192g2007节流口。
(2) 精g4506过g9400并g4462g7411更g6454液压油。
(3) 合理g17885g6333节流口前后的压差。
(4) 采用电位差较小的g18341g4658g7460g7021、g17885用g6251g8699g2282g12295g4462性g3921的油液、减小节流口的g15932g19766g12907
糙度等，都有g2173g1122g13543解堵塞的产生。
节流阀的g7380小g12295g4462流量是g6363在不g2469生节流堵塞现象的g7380小流量。g17837个g1552g17246小，g16840g7138节流阀节流口的通流性g17246g3921，系统可获g5483的g7380低速度g17246低，阀的调速g14551g3272g17246大。g1038g1114保g16789系统在低速工作时速度的g12295g4462性，g7380小g12295g4462流量g5529须小g1122系统以g7380低速度运行所需要的流量g1552。
g7380小g12295g4462流量是流量控制阀的g980项重要性g14033g6363g7643。g3252g1038有些液压系统的执行元件在低速g991运行时可g14033产生时g1584g8502时滑行的g256g10240行g257现象，它的存在严重影响g2164工g15932g19766的g17148量。
g10240行的本g17148是g980g12193g5359g5364g6403动，与摩擦力不均匀、负载g2476g2282、环g3671g9213度g2476g2282、液压弹簧效g5224、
系统泄g9443、流量不g12295g4462等g3252g13044有关，g1866中g7380小g1391油量的g12295g4462性对执行元件是g2554产生g256g10240行g257，
保g6357运动g5191g12295起g11540g5468大的作用。
针形及偏心g8145式节流口g3252节流通道g19283，水力g2334g5464较小，故g1866g7380小g12295g4462流量在80mL/min
以上。g15192g2007节流口的g7380小g12295g4462流量g1038 20mL/min～30mL/min。特殊设计的g5506量节流阀g14033在压差0.3MPag991达g20525mL/min的g7380小g12295g4462流量。
5,节流阀的应用
节流阀常与g4462量泵、溢流阀g980起组成节流调速回g17347。由g1122节流阀的流量不仅g2474g1927g1122节流口g19766积的大小，还与节流口前后压差有关，阀的刚度小，故g2494适用g1122执行元件负载g2476g2282
较小、速度g12295g4462性要求不g20652的场合。
g8504外，利用节流阀g14033g3827产生较大压力g6451g3845的特g9869，可用作液压g2164载器。
对g1122执行元件负载g2476g2282大、对速度g12295g4462性要求g20652的节流调速系统，g5529须对节流阀进行压力补偿来保g6357节流阀前后压差不g2476，g1186g13792保g16789流量g12295g4462。
5.4.2 调速阀
调速阀是进行g1114压力补偿的节流阀，它由g4462差减压阀和节流阀g1030联g13792成，利用g4462差减压阀保g16789节流阀的前后压差g12295g4462，以保g6357流量g12295g4462。
1,结构和工作原理
图5.46g1038调速阀的工作原理图及图形g12538g2507。由图可知，由溢流阀调g4462的液压泵出口压力g1038
1
p,压力油进入调速阀后，先流过减压阀口x
R
，压力降g1038
m
p,经孔道f和e进入油腔
c和d，作用g1122减压阀阀芯的g991端g19766；油液经节流阀口后，压力g2460由
m
p 降g1038
2
p,进入执行第5章 液压控制阀
·145·
·145·
元件(液压缸)，与外g18108负载相对g5224。同时压力g1038
2
p 的油液经孔道 a 引入腔 b，作用g1122减压阀阀芯的上端g19766。也就是g16840，节流阀前、后的压力
m
p 和
2
p g2010g2047作用g1122减压阀阀芯的g991端
g19766和上端g19766。
当调速阀g12295g4462工作时，g1866减压阀芯在 b 腔的弹簧力、压力g1038
2
p 的液压力和 c、d 腔压力g1038 p
m
液压力的作用g991，处在某个g5191衡位置上，减压口
R
x g1038某g980开度。当负载压力
2
p 增大时，作用在减压阀芯上端的液压力增大，阀芯g991移，减压口
R
x g2164大，压降减小，g1363 p
m
也增大；反之，当负载压力
2
p 减小时，作用在减压阀芯上端的液压力也减小，阀芯上移，
减压口
R
x 减小，压降增g2164，g1363
m
p 减小。亦即
m
p g19555负载压力
2
p 的增大g13792增大，g19555 p
2
的减小g13792减小。当调速阀g12295g4462工作时，减压阀阀芯的g2475力g5191衡方程式g1038
2s fm
p ApAFGF=+++ (5.18)
式中
m
p ——节流阀入端压力，即减压阀的出端压力；
2
p ——节流阀出端压力；
A——减压阀阀芯g1016端g19766积；
s
F ——减压阀g5686复弹簧的作用力；
G ——减压阀阀芯自重(滑阀垂直g4445装时g13783g15397)；
f
F ——阀芯移动时的摩擦力。
图5.46 调速阀的工作原理图及图形符号
g3926g7536不g13783g15397G和F
f
的影响，则
s
jm2
F
pp p
A
Δ=? = (5.19)
由g1122减压阀弹簧刚性较小，减压阀口开口量g2476g2282g5468小，弹簧压缩量的g2476g2282所g19480g2164的弹簧作用力的g2476g2282也g5468小，即F
s
g17829似g1038常g6980，故
j
pΔ =
m
p g713
2
p 基本不g2476，则通过节流阀的流液压传动
·146·
·146·
量也不g2476，即通过调速阀的流量恒g1038g4462g1552，不g2475负载g2476g2282的影响。
上述调速阀是先减压后节流的结构。也可以设计成先节流后减压的结构。g1016者的工作原理基本相同。
2,调速阀的静态特性及应用
g3926图5.47所示g1038调速阀与节流阀的压差g141p与通过流量q的g19757特性g7366线。由图可知，
当压差g141p 较小时，调速阀与节流阀的特性g7366线重合，即g1120者性g14033相同。g17837是g3252g1038压差过小，即小g1122弹簧的预g13051力时，在弹簧力作用g991，减压阀阀芯处g1122g7380g5225端，阀口g1852g18108打开，
减压阀不起作用。要保g16789调速阀正常工作，阀g1016端g5529须保g6357g980g4462的压差，MSAg3423调速阀g1016
端的g7380小压差g10380.5 MPa～1 MPa。
调速阀的g5224用与前述节流阀相似之处是g726可与g4462量泵、溢流阀配合，组成节流调速回
g17347；与g2476量泵配合，组成容积节流调速回g17347等。与节流阀不同的是，调速阀g5224用g1122有较g20652
速度g12295g4462性要求的液压系统中。
3,温度补偿调速阀
调速阀对g9213度和堵塞也是g6947感的。g1038g1114补偿g9213度对流量g12295g4462性的影响，可以采用带g9213
度补偿装置的调速阀。g17837g12193阀也是由减压阀和节流阀g1016g18108g2010组成，且工作原理与调速阀相同。g3926图5.48所示g1038g9213度补偿调速阀的节流阀g18108g2010。g9213度补偿装置的工作原理是g726采用g980
g12193g9213度g14204g13972系g6980较大的g7460g7021g19480g2164控制节流口的大小。即在手g75761和节流阀芯4之间采用g1114
g9213度补偿g74502，g9213度补偿g7450由g9921g14204g13972系g6980较大的g7460g7021(g3926g13870g8707g1069g9923塑g7021)制成。当节流口3调
g6984g3921后，节流阀正常工作。g8504时，若g9213度增g20652，油的黏度降低，通过节流口的流量势g5529增大，但由g1122g9213度g2331g20652g1363g9213度补偿g7450 2 g2476g19283g13792推动节流阀阀芯，节流口g19555之减小，g19492制流量的增大。节流口减小正g3921g14033g9052除由g1122g9213度增g20652g1363流量g2476大的影响，g1363流量基本上g14033保g6357在原来的调g4462g1552上。反之，若g9213度降低，黏度增g2164，流量g4570减小，g8504时g9213度补偿g7450缩g11713，g1363
节流口增大，流量仍然g13512g6357原来的调g4462g1552。
图5.47 调速阀与节流阀的流量特性 图5.48 温度补偿调速阀原理图
第5章 液压控制阀
·147·
·147·
g3926g7536要g1186g7693本上解g1927流量g2475g9213度g2476g2282影响的问题，还g5529须控制g9213度的g2476g2282。g9213度补偿调速阀g3822采用g15192壁间g19565式节流口。
5.4.3 溢流节流阀
溢流节流阀是由g4462差溢流阀与节流阀并联g13792成。在进油g17347上设置溢流节流阀，通过溢流阀的压力补偿作用达g2052g12295g4462流量的效g7536。溢流节流阀也称g1038g7061通调速阀。
图5.49g1038溢流节流阀的工作原理图。图中1是液压缸，2是g4445g1852阀，3是g4462差溢流阀，
4是节流阀。g1186液压泵g17767出的压力油
1
p,g980g18108g2010通过节流阀4的阀口y，由出油口处流出，
压力降g1038
2
p,进入液压缸1g1363活塞克g7393负载F以速度v运动；另g980g18108g2010则通过溢流阀3的阀口x溢回油箱。溢流阀阀芯上端的弹簧腔与节流阀4的出口(
2
p )相通，g1866肩g18108的油腔和
g991端的油腔与入口压力油
1
p 相通。在g12295g4462工况g991，当负载力F增g2164，即出口压力
2
p 增大时，
溢流阀阀芯上端压力增g2164，阀芯3g991移，溢流口x减小，液g19471g2164大，g1363液压泵g1391油压力
1
p 增
g2164，g3252g13792g1363节流阀前后的压差
j
pΔ g729
1
p g713
2
p 可基本保g6357不g2476。当
2
p 减少时，溢流阀溢流口xg2164大，液g19471减少，g1363液压泵出口
1
p 相g5224地减小，同样g1363
j
pΔ g729
1
p g713
2
p 保g6357基本不g2476。
另外，当负载
2
p 超过g4445g1852阀调g4462压力时，g4445g1852阀2g4570开g2563。溢流阀阀芯g2475力g5191衡方程g1038
图5.49 溢流节流阀
1—液压缸；2—安全阀；3—溢流阀；4—节流阀
12s f
p ApAFGF=+++ (5.20)
式中
1
p ——节流阀入端压力，即液压泵g1391油压力；
2
p ——节流阀出端压力，即由外载荷g1927g4462的压力；
A—— 溢流阀阀芯大端g19766积，即阀芯肩g18108g19766积A
2
与g991端的有效g19766积A
1
之和；
F
s
—— 节流阀阀芯大端的弹簧作用力；
液压传动
·148·
·148·
G—— 溢流阀阀芯自重(垂直g4445装时g13783g15397)；
F
f
—— 溢流阀阀芯移动的摩擦力。
g3926g7536不g13783g15397G和F
f
的影响，可g5483
s
12
F
pp
A
= (5.21)
g1186上式可知，溢流阀弹簧的预压缩量g5468大，g13792阀芯开口量x的g2476g2282较小，g3252g8504F
s
可g17829
似g1038常g6980，即节流阀前后压差
j
pΔ g729
1
p
―
2
p 基本g1038g980常g6980，g3252g8504，保g16789g1114通过节流阀的流量的g12295g4462。
调速阀和溢流节流阀虽然都是通过压力补偿来保g6357节流阀前后压差不g2476，g12295g4462过流流量，但在性g14033和g5224用上不完g1852相同。调速阀常用g1122液压泵和溢流阀组成的g4462压系统的节流调速回g17347中，可g4445装在执行元件的进油g17347、回油g17347和g7061油g17347上，系统压力要满足执行元件的g7380大载荷，g3252g8504g9052耗g2163g10587较大，系统g2469g9921量大。g13792溢流节流阀g2494g14033g4445装在节流调速回g17347
的进油g17347上。g17837时，溢流节流阀的g1391油压力
1
p g19555负载压力
2
p 的g2476g2282g13792g2476g2282，g4658g2476压系统，
g1866g2163g10587利用g8616较合理，系统g2469g9921量小。但溢流节流阀中流过的流量是液压泵的g1852流量，阀芯运动时的g19471力较大，g3252g8504溢流阀上的弹簧g980般g8616调速阀的硬g980些，g17837样g2164大g1114节流阀前后的压差波动。g3926g7536g13783g15397g12295态液动力的影响，溢流节流阀入口压力的波动也影响节流阀前后压差的g12295g4462，所以溢流节流阀的速度g12295g4462性稍差，在小流量时尤g1866g3926g8504。故不宜用g1122有较低g12295g4462流量要求的场合，g980般用g1122对速度g12295g4462性要求不g20652，g2163g10587g2460较大的节流调速系统中，g3926拉g5214、g6566g5214和刨g5214中的进g13485液压系统。
5.4.4 分流集流阀
g2010流集流阀是g2010流阀、集流阀和g2010流集流阀的总称。g2010流阀的作用是g1363液压系统中由同g980个g14033g9316向g1016个执行元件g1391g5224相同流量的油液(即等量g2010流)或按g980g4462g8616g1375向g1016个执行元件g1391g5224油液(即g8616g1375g2010流)，实现g1016个执行元件的速度同g8505或成g4462g8616关系。集流阀的作用则是g1186g1016个执行元件中收集等流量或成g980g4462g8616g1375的回流量，实现g1016个执行元件的速度同g8505或成g4462g8616关系。g2010流集流阀则兼有g2010流阀和集流阀的g2163g14033。它们的图形g12538g2507g3926图5.50所示。
(a) 分流阀 (b) 集流阀 (c) 分流集流阀
图5.50 分流集流阀图形符号
1,分流阀
图5.51所示g1038g2010流阀的结构原理图。g17837g12193g2010流阀由g1016个节流孔1和2、阀体 5、阀芯 6
和g1016个对中弹簧 7 等零件组成。阀芯的中间台肩g4570阀g2010成完g1852对称的左、右g1016g18108g2010，位g1122
阀左g17805的油室a通过阀芯上的轴向小孔与阀芯右端弹簧腔相通，位g1122阀右g17805的油室b通过阀芯上的另g980轴向小孔与阀芯左端弹簧腔相通。装配时由弹簧 7 保g16789阀芯与阀体对中，阀芯左右台肩与阀体g8797g2118g8145形成的g1016个可g2476节流口3、4的g2033g3999通流g19766积相等。
第5章 液压控制阀
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·149·
图5.51 分流阀的结构原理图
1，2—固定节流孔；3，4—可变节流口；5—阀体；6—阀芯；7—对中弹簧；Ⅰ，Ⅱ—出油口
g2010流阀的等量g2010流原理是g726设进口油液压力g1038
0
p,流量g1038
0
q,进入阀后g2010g1016g17347经过液
g19471相等的g3278g4462节流孔1和2，g2010g2047进入油室a和b，g1866压力g2010g2047降低g1038
1
p 和
2
p,然后经可
g2476节流口3和4，压力g2010g2047降低g1038
3
p 和
4
p,再经出口I和II通往g1016个执行元件工作。在g1016
个执行元件的负载相等时，则g2010流阀的g1016出口压力
3
p g729
4
p,即g1016条支g17347的进出口压力差和总液g19471(g3278g4462节流孔和可g2476节流口的液g19471和)相等，g3252g8504，g17767出流量
1
q g729
2
q g729
0
q /2，且
1
p g729
2
p 。当g1016个执行元件g1972何g4622g4556完g1852相同时，可实现运动速度同g8505。
g2010流阀的等量g12295流原理是g726当执行元件的负载g2469生g2476g2282g13792导g14280支g17347I的出口压力
3
p 大
g1122支g17347 II 的出口压力
4
p 时，在阀芯来不及动作，g1016支g17347总液g19471仍相等时，压力差(
0
p g713
3
p )<(
0
p g713
4
p )势g5529导g14280g17767出流量
1
q g728
2
q 。g17767出流量的偏差即g1363执行元件的速度出现不同
g8505，g2460g1363g3278g4462节流孔1的压力g6451g3845小g1122g3278g4462节流孔2的压力g6451g3845，即
1
p ＞
2
p 。g3252
1
p,
2
p 被
g2010g2047反馈g2052阀芯的右端和左端，g1866压力差g4570g1363阀芯向左移动，g1186g13792g1363可g2476节流口 3 的通流
g19766积增大，液g19471减小，可g2476节流口 4 的通流g19766积减小，液g19471增大。g1122是支g17347 I 的总液g19471减小，支g17347II的总液g19471增大。支g17347总液g19471的g2476g2282反过来g1363支g17347I的流量
1
q 增g2164，支g17347II的流量
2
q 减小，直g14279
1
q g729
2
q,
1
p g729
2
p,阀芯g2475力重g7044g5191衡，g12295g4462在g980g7044的工作位置上，即g1016
个执行元件的运动速度g5686复g2052同g8505g1038g8502。
g2010流阀中g3278g4462节流孔 1、2 起g2052检g20576流量的作用，它g4570流量g1461g2507g17728g6454g1038压力g1461g2507
1
p 和
2
p ；可g2476节流口 3、4 起g2052压力补偿作用，g1866流通g19766积(液g19471)通过压力
1
p 和
2
p 的反馈作用进行控制。
2,分流集流阀
图5.52所示g1038g980螺g13453g6566装、挂钩式g2010流集流阀的结构原理图。图中g1120位g989通电磁阀通电后接入右位起g2010流作用；断电后接入左位起集流作用。
g17837g12193阀中有g1016个完g1852相同的带挂钩的阀芯 1，装在阀套 2 中并可相对阀套移动；阀芯
g1016侧是g1016个相同的弹簧3，g1866刚度g8616弹簧5的刚度小；阀芯1上有g3278g4462节流孔4，g8504孔的直
g5464和g6980量按流量g16280g7696g13792g4462，流量g17246大，孔g6980和孔g5464g17246大；阀芯上还有通油孔和g8797g2118g8145，g1866
g8797g2118g8145与阀套上的圆孔组成可g2476节流口。作g2010流阀用时，右阀芯g8797g2118g8145右g17805与阀套孔的左侧，以及左阀芯g8797g2118g8145左g17805与阀套孔的右侧同时起可g2476节流阀的作用。作集流阀用时，左阀芯g8797g2118g8145左g17805与阀套孔的右侧，以及右阀芯g8797g2118g8145右g17805与阀套孔的左侧同时起可g2476节流阀的作用。g1016阀芯在g2520弹簧力作用g991处g1122中间位置的g5191衡状态。
液压传动
·150·
·150·
图5.52 分流集流阀的结构及工作原理图
1—阀芯；2—阀套；3—弹簧；4—固定节流孔；5—弹簧
该阀起g2010流阀作用时的工作原理是g726g3926g7536g1016缸完g1852相同，开g3999时负载力 F
1
和 F
2
以及负载压力
3
p 和
4
p 完g1852相等。g1391油压力g1038
s
p,流量 q等g2010g1038
1
q 和
2
q,活塞速度v
1
和v
2
相等。
由g1122流量
1
q 和
2
q 流经g3278g4462节流孔产生的压差作用，
0
p 大g1122
1
p 和
2
p,所以g1016阀芯处g1122相离状态，阀间挂钩互相勾g1315。g8504时g1016个相同的弹簧 3 产生相同g2476形。g8504时，若 F
1
或 F
2
g2469生
g2476g2282，即g1016负载力及负载压力不再相等。g1563设 F
1
增大，
3
p g2331g20652，则
1
p 也g4570g2331g20652。g17837时g1016
阀芯g4570同时右移，g1363左g17805的可g2476节流口开大，右g17805的可g2476节流口减小，g1186g13792g1363
2
p 也g2331g20652，
阀芯处g1122g7044的g5191衡状态。g3926g7536g5585g11065阀芯位移引起的弹簧力g2476g2282等影响，
1
p 和
2
p 在阀芯位移后仍g17829似相等，则通过g3278g4462节流孔的流量即负载流量
1
q 和
2
q 也相等，g8504时左侧可g2476节流口
g1016端压差
1
p g713
3
p 虽g8616原来减小，但阀口通流g19766积增大，g13792右侧可g2476节流口g1016端的压差
2
p g713
4
p 虽增大，但阀口通流g19766积减小。g3252g8504g1016侧负载流量
1
q 和
2
q 在 F
1
＞F
2
后仍基本相等。但
F
1
增大后，
1
q 和
2
q g8616原来的要减小，即g980侧负载g2164大后，g1016者流量和速度虽仍g14033保g6357相等，
但g8616原来的要小。同样的g2010析可知，F
1
减小后，g1016侧流量和速度也g14033相等，但g8616原来的要增g2164。
该阀起集流阀作用时，g1016缸中的油液经阀集流后回油箱。g8504时，由g1122压差作用g1016阀芯相抵。同理可知，g1016缸负载不等时，活塞速度和流量也g14033基本保g6357相等。
3,分流精度及影响分流精度的因素
等量g2010流(集流)阀的g2010流精度用相对g2010流误差ξ g15932示，即
12 12
12
2( )
100% 100%
2
qq qq
q
ξ

=×= ×
+
(5.22)
g1186上式可知，g2010流误差的大小与进口流量的大小和g1016出口油液压差的大小有关，g1866g1552
g980般g10382%～5%。另外，g2010流(集流)阀的g2010流精度还与g1363用情况有关。
第5章 液压控制阀
·151·
·151·
通常，影响g2010流精度的g3252g13044有以g991g1972个方g19766g726
(1) g3278g4462节流孔前后压差对g2010流误差的影响。压差大时，对流量g2476g2282反g5224g9801g6947，g2010流效g7536g3921，g2010流误差小。但压差不g14033g3838大，g2554则g1262g1363g2010流阀的压力g6451g3845增大；相反，若压差
g3838小，则g2010流精度低。g3252g8504推荐g3278g4462节流孔的压差不g5483低g1122 0.5MPa～1MPa。由g1122压差与工作流量的大小有关，所以g1038g1114保g16789g2010流(集流)阀的g2010流精度，g980般希望g7380大工作流量不
g5224超过g7380小工作流量的g980g1505。流量g1363用g14551g3272g980般g1038g1856称流量的60%～100%。
(2) g1016个可g2476节流孔处的液动力和阀芯与阀套间的摩擦力不完g1852相等g13792产生g2010流误差。
(3) 阀芯g1016端弹簧力不相等g13792引起g2010流误差。减小误差的方g8873是在g14033克g7393摩擦力，保
g16789阀芯g14033g3827g5686复中位的前g6564g991，g4625量减小弹簧刚度及阀芯的位移量。
(4) g1016个g3278g4462节流孔口的g1972何g4622g4556误差g13792引起g2010流误差。
g5529须g6363出g726在采用g2010流(集流)阀构成的同g8505系统中，液压缸的g2164工误差及g1866泄g9443、g2010
流之后设置的g1866他阀的外g18108泄g9443、油g17347中的泄g9443等，虽然对g2010流阀本身的g2010流精度没有影响，但对系统中执行元件的同g8505精度g2376有直接影响。
5.5 其他控制阀
g19555g11540液压技术的g2469展出现g1114g980些g7044g3423结构的液压控制阀g12879，g3926逻辑阀、g8616g1375控制阀(简称g8616g1375阀)、g6980g4395控制阀等。它们的出现扩大g1114液压系统的g1363用g14551g3272，g1038g7234及和推g5203液压技术开辟g1114g7044的道g17347。
5.5.1 逻辑阀
逻辑阀是g4570g1866基本组件g6566入特g4462的阀体内，配以g11434g7507、先导阀等组成的g980g12193g3822g2163g14033复合阀。g3252基本组件g2494有g1016个主油口，阀的开g2563g19393合完g1852像g980
个g2475操纵的逻辑元件那样工作，故称作逻辑阀。g3252g1866结构g1038
g6566装式结构，也称g1038g6566装阀。g17837g12193阀不仅g14033满足g2520g12193动作要求，g13792且与g7234通液压阀相g8616，具有流通g14033力大、g4506g4565性g3921、
泄g9443小、g2163g10587g6451g3845小、阀芯动作g9801g6947、g6251污染g14033力g5390、结构简g2345、易g1122实现集成等优g9869，特g2047适用g1122大流量液压系统。
1,逻辑阀的基本结构
图5.53所示g1038逻辑阀的基本组成，通常由先导阀1、控制g11434g75072、逻辑阀g2345元3和g6566装阀体4g3247g18108g2010组成。
逻辑阀g2345元(g2460称主阀组件)g1038g6566装式结构，由阀芯、阀套、弹簧和g4506g4565件等组成，它g6566装在g6566装阀体4中，通过它的开g2563、关g19393动作和开g2563量的大小来控制主油g17347的液流方向、压力和流量。
控制g11434g75072用来g3278g4462和g4506g4565逻辑阀g2345元，g11434g7507可以内嵌具有g2520g12193控制机g14033的g5506g3423先导控制元件，g3926节流螺塞、梭阀、
g2345向阀、流量控制器等；g4445装先导控制阀、位移传感器、行程开关等电器g19480件；g5326立或g6925g2476控制油g17347与主阀控制腔的g17842
图5.53 逻辑阀的基本组成
1—先导阀；2—控制盖板；
3—逻辑阀单元；4—插装阀体
液压传动
·152·
·152·
接关系。
先导阀 1 g4445装在控制g11434g7507上，是用来控制逻辑阀g2345元的工作状态的小通g5464液压阀。先导控制阀也可以g4445装在阀体上。
g6566装阀体 4 用来g4445装g6566装件、控制g11434g7507和g1866他控制阀，g17842接主油g17347和控制油g17347。由g1122
逻辑阀主要采用集成式g17842接形式，g980般没有独立的阀体，在g980个阀体中往往g6566装有g3822个逻辑阀，所以也称之g1038集成g3371体。
2,逻辑阀单元的结构与工作原理
逻辑阀g2345元——g6566装件有锥阀和滑阀g1016g12193结构。图5.54所示g1038逻辑阀g2345元的基本结构及图形g12538g2507。它主要由阀套1、阀芯2和弹簧3组成。A、Bg1038主油g17347g17842接口，X是控制油口。g989者的压力g2010g2047g1038
a
p,
b
p 和
x
p,g2520自的作用压g19766积g1038A
a
、A
b
和A
x
。g19766积g8616g2010g2047g1038
Aax
A Aα =
Bbx
A Aα = (5.23)
图5.54 逻辑阀单元的典型结构
1—阀套；2—阀芯；3—弹簧；4—盖板
显然，
A
α g711
B
α g7291，g7693g6466用途不同，可以有
A
α g7281和
A
α g7291g1016g12193情况。阀芯结构除g1114
基本形式外，还有g3926图5.55所示的g3822g12193结构形式。
图5.55
A
α ＜1的锥阀形式
第5章 液压控制阀
·153·
·153·
g3926g7536g5585g11065锥阀的重量和g19471力的影响，作用在阀芯上的力g5191衡关系g1038
sw xxbbaa
0FF pA pA pA++ = (5.24)
式中 F
s
—— 作用在阀芯上的弹簧力；
F
w
—— 阀口液流产生的g12295态液动力。
g1186式(5.24)可看出，锥阀的g2563、g19393与控制压力
x
p 以及工作压力
a
p 和
b
p 的大小有关，同时还与弹簧力F
s
、液动力F
w
的大小有关。当锥阀开g2563时，油流的方向g7693g6466
a
p 与
b
p 的具体情况g13792g4462。g3926当 X 控制口与油箱g17842通时，
x
p g7290，则阀开g2563，g3926g7536
b
p ＞
a
p,油液g1186 B 口流向A口；g3926g7536
a
p ＞
b
p,油液g1186A口流向B口。若X口有控制油液，g1866压力大g1122或等g1122
B口(或A口)油压，即
x
p g305
b
p (或
x
p g305
a
p )，则阀关g19393，B口与A口隔断。由g8504可g16277，逻辑阀沟通和g2011断油g17347的作用相当g1122g980个液控的g1120位g1120通g6454向阀。可以利用控制口X的压力
x
p 的大小来控制锥阀的g2563g19393以及开口的大小，g4570g17837g12193关系用逻辑g1207g6980来处理，可以实现逻辑阀的不同g2163g14033。特g2047是对g1122复杂的液压控制系统或在与电g8680控制系统相结合的场合，运用逻辑设计方g8873，g2447简g2282g2520g12193控制问题，可以g5483g2052既满足动作要求，g2460g1363所用元件g7380少、
g7380g1038合理的液压回g17347。
3,逻辑阀的应用
逻辑阀具有结构简g2345、制造容易、g980阀g3822g14033等特g9869，在制造业、工程机g7812等领g3507的大流量液压系统中，g5483g2052g1114g5203g8879的g5224用。
1) 逻辑g6454向阀
g3926图5.56所示g1038g1120位g3247通逻辑g6454向阀工作原理图。g4570g1016个逻辑阀按图上结合起来，构成g980个方向控制阀。当油g17347中的g1120位g3247通电磁阀断电时，锥阀
(即逻辑阀)2、4的控制口通入控制油液，g1016阀关g19393；
锥阀1、3的控制口和油箱相通，压力油p顶开阀3
g1186油口B流出，并推动活塞向左运动，液压缸左腔的g6502油进入油口 A，顶开阀 1 流回油箱。当g1120位g3247
通电磁阀通电时，P和A通，B和T通，压力油推动液压缸活塞向右运动。
2) 逻辑压力阀
g3926图 5.57(a)所示g1038逻辑溢流阀的工作原理图，
B口通油箱，A口的压力油经节流小孔 (g8504节流小孔也可直接放在锥阀阀芯内g18108)进入控制腔X，并与先导压力阀相通。
g5529须g6363出，对g1122压力阀(包括溢流阀、顺序阀和减压阀)g13792g16340，g1038g1114减少 B 口压力对调
g6984压力的影响，常g2474
A
α g729Aa／Axg7291(或0.9)。
当图5.57(a)中的B口不接油箱g13792接负载时，即g1038逻辑顺序阀。
g3926图5.57(b)所示，在逻辑溢流阀的控制腔X再接g980个g1120位g1120通电磁g6454向阀。当电磁铁断电时，具有溢流阀g2163g14033；电磁铁通电时，即成g1038卸荷阀。
g3926图5.57(c)所示，减压阀中的逻辑阀g2345元g1038常开式滑阀结构，Bg1038g980g8437压力入进口，
Ag1038出口，A腔的压力油经节流小孔与控制腔X相通，并与先导阀进口相通。由g1122控制油
g2474自A口，g3252g13792g14033g5483g2052恒g4462的g1120g8437压力
2
p,相当g1122g4462压g17767出减压阀。
图5.56 二位四通逻辑换向阀工作原理图
1，2，3，4—逻辑阀单元
液压传动
·154·
·154·
(a) 溢流阀、顺序阀 (b) 卸荷阀 (c) 减压阀
图5.57 逻辑压力阀
3) 逻辑流量阀
g3926图 5.58 所示g1038逻辑节流阀。锥阀g2345元尾g18108带节流g12395口(也有不带节流g12395口的)，锥阀的开g2563g20652度由行程调节器(g3926调节螺g7450)来控制，g1186g13792达g2052控制流量的目的。g7693g6466需要，还可在控制口X与阀芯上腔之间g2164设g3278g4462g19471g4624孔(节流螺塞)a，g3926图中职g14033g12538g2507所示。
图5.59所示g1038逻辑调速阀原理图，g4462差减压阀阀芯g1016端g2010g2047与节流阀进出口相通，g1186
g13792保g16789节流阀进出口压差不g19555负载g2476g2282，成g1038调速阀。该阀g980般装在进油g17347上g1363用。
(a) 结构 (b) 符号
图5.58 逻辑节流阀 图5.59 逻辑调速阀原理图
1—调节螺杆；2—阀套；3—锥阀芯 1—节流阀；2—定差减压阀
5.5.2 电液比例控制阀
电液g8616g1375阀是g980g12193g17767出量与g17767入g1461g2507成g8616g1375的液压阀。它可以按g13485g4462的g17767入电g1461g2507g17842
g13505地、按g8616g1375地控制液流的压力、流量和方向。
g8616g1375阀是g1186g1016个方g19766g2469展起来的，g980方g19766是在g20652性g14033的g1294g7393阀(g16277g1254410g12468)基础上，适当简g2282g1294g7393阀的结构，降低制造精度，增大电—机g17728g6454器的g17767出g2163g10587水g5191和g6925g2904阀的g6251污染g14033力。另g980方g19766是在g7234通液压阀的基础上，采用g8616g1375电磁铁作g1038电—机g17728g6454元件，g2474g1207
原来阀的手动调节器或g7234通的开关电磁铁。后g980g12193是目前流行的g8616g1375元件，以g1866可g19764、节
g14033和廉价获g5483g5203g8879的工业g5224用。g17837g18336，我们主要g1183g13473g17837g12879g8616g1375阀。
g980个g1868g3423的电液g8616g1375元件或系统的控制g1461g2507流g3926图5.60所示。电液g8616g1375元器件的控制
g2163g14033的实现过程g1038g726g17767入g980个g13485g4462g2454g13783电压g1461g2507，通过g8616g1375放大器进行g6984形、处理，g17728g6454
第5章 液压控制阀
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成与g17767入电压成正g8616的工作电流。g8504电流g17767入g8616g1375电磁铁，g1363电磁铁g17767出g980个与g17767入电流成g8616g1375的力或位移，g17837个力或位移g2460作g1038液压阀的g17767入g2476量，g1363后者g17767出成g8616g1375的压力或流量，对液压执行器的速度、作用力进行g7092g13435调节和控制。
由图 5.60 可知，电液g8616g1375阀的结构主要包括电g8680—机g7812g17728g6454器(g8616g1375电磁铁)和阀本体
g1016g18108g2010。g8616g1375阀与液压泵或液压马达、或液压缸组成g980个g6984体就构成g1114g8616g1375容积式元件。
图5.60 控制信号流
由以上可g16277，通过对电g17767入g1461g2507的g7092g13435调节，不但g14033对执行器运动g18108件的速度、力等进行g7092g13435调节，g13792且还g14033对g1866运动方向进行控制。g8504外，通过调节g980段时间内电压或电流的g2476g2282量来对执行器的g2164减速度进行g7092g13435调节，实现g2520g12193工况的g5191g12295g5567速g17728g6454。
g7693g6466用途和工作特g9869的不同，g8616g1375阀可g2010g1038g8616g1375压力控制阀、g8616g1375流量控制阀、g8616g1375
方向流量阀。
1,比例电磁铁
g8616g1375电磁铁是电液g8616g1375控制阀的重要组成g18108g2010，g1866作用是g4570g8616g1375控制放大器g17767出的电
g1461g2507g17728g6454成与之成g8616g1375的力或位移。
g8616g1375电磁铁是g980g12193直流电磁铁，它与g7234通g6454向阀所用的电磁铁不同。g7234通电磁g6454向阀所g1363用的电磁铁g2494要求有g2572合和断开g1016个位置，并且g1038g1114增g2164g2572力，在g2572合时磁g17347中g1972乎没有g8680g19565。g13792g8616g1375电磁铁则要求g2572力(或位移)与g17767入电流成g8616g1375，并在g15912铁的g1852g18108工作位置上，磁g17347中保g6357g980g4462的g8680g19565。目前所g1363用的大g3822g6980g8616g1375电磁铁具有g3926图5.61(a)所示的盆
g5225结构。由g1122磁g17347结构的特g9869，g1363之具有g3926图5.60(b)所示的水g5191g2572力特性。
图5.61所示的g8616g1375电磁铁g17767出的是电磁力，故称g1038力g17767出g3423，还有g980g12193带位移反馈的位置g17767出g3423g8616g1375电磁铁，具有更g1038优良的g12295态控制精度和g6251g5190g6212特性，不再赘述。
(a) 结构图 (b) 吸力特性图
图5.61 耐高压单向移动式比例电磁铁
Ⅰ一吸合区；Ⅱ一工作行程区；Ⅲ一空行程区
1—推杆；2—端盖(下轭铁)；3—外壳；4—隔磁环；5—工作气隙；6—线圈；
7—支承环；8—衔铁；9—非工作气隙；10—放气螺钉；11—导套；12—调零螺钉
液压传动
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2,比例压力阀
g8616g1375压力阀按用途不同，有g8616g1375溢流阀、g8616g1375减压阀和g8616g1375顺序阀之g2010；按g10043控制g2163
g10587的大小不同，g2010g1038直动式与先导式。
1) 直动式g8616g1375压力阀
图5.62所示g1038直动锥阀式g8616g1375压力阀的结构原理。g8616g1375电磁铁l通电后产生g2572力经推
g74502和传力弹簧3作用在锥阀芯4上，当锥阀芯左端的液压力大g1122电磁g2572力时，锥阀芯被顶开溢流。g17842g13505地g6925g2476控制电流的大小，即可g17842g13505按g8616g1375地控制锥阀的开g2563压力。即可调节溢流阀压力的大小，g1866关系式g3926g991g726
(a) 结构 (b) 符号
图5.62 直动锥阀式比例压力阀的结构原理
1—比例电磁铁；2—推杆；3—传力弹簧；4—锥阀芯
电磁力
D1
F K I=
弹簧压缩力
s
F pA=
由g1122
Ds
FF=,所以
1
pAKI=,有
1
p
K
p IKI
A
== (5.25)
式中 p —— 溢流阀调g6984压力；
K
p
——g8616g1375常g6980；
A —— 锥阀在阀座上的g2475力g19766积；
I —— 通入g8616g1375电磁铁中的电流。
g1186式(5.25)中可以看出，若g17767入的电流是g17842g13505的或按g980g4462程序g2476g2282，则g8616g1375阀所控制的压力也是与g17767入g1461g2507成g8616g1375的或按g980g4462程序g2476g2282的。
直动式压力阀的控制g2163g10587较小，通常控制流量g10381L/min～3L/min，低压力等g13435的g7380大可达 10L/min。直动式压力阀可用g1122小流量系统作溢流阀或g4445g1852阀，更主要的是作g1038先导阀，控制g2163g10587放大g13435主阀，构成先导式压力阀。
1) 先导锥阀式g8616g1375溢流阀
图5.63所示g1038先导锥阀式g8616g1375溢流阀，g1866g991g18108g1038与g3926图5.42所示的g7234通先导式溢流阀相同的主阀，上g18108则g1038g8616g1375先导压力阀。它的工作原理与g7234通先导式溢流阀相同。不同g9869
第5章 液压控制阀
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是g726g7234通阀的调压g3822是手调的，g13792g8616g1375溢流阀的压力是由电流(电g1461g2507)g17767入电磁铁后，产生与电流成g8616g1375的电磁力推动推g7450，压缩弹簧作用在锥阀上。顶开锥阀的压力 p，即是调
g6984压力。该阀还g19480有g980个手动调g6984的先导阀 9，用以g19492制g8616g1375溢流阀的g7380g20652压力，以避免
g3252电g4388仪器g2469生故g19568g1363g5483控制电流过大，系统过载。
(a) 结构 (b) 职能符号
图5.63 先导式电磁比例溢流阀阀
1—导阀阀座；2—先导锥阀；3—轭铁；4—衔铁；
5—弹簧；6—推杆；7—线圈；8—弹簧；9—先导阀
采用g8616g1375溢流阀，可以显g14891g6564g20652控制性g14033，g1363原来溢流阀控制的压力调g6984由g19466g17303式g2476
g1038g8616g1375阀控制的g13543g2476式，g3252g13792避免g1114压力调g6984引起的液压g1926g1999和g6403动。
g3926g4570g8616g1375溢流阀的泄g9443油g17347及先导阀 9 的回油g17347g2345独引回油箱，主阀出油口也接压力油g17347，则图示g8616g1375溢流阀可作g8616g1375顺序阀g1363用。若g6925g2476g8616g1375溢流阀的主阀结构，就可获g5483
g8616g1375减压阀、g8616g1375顺序阀等不同g12879g3423的g8616g1375压力控制阀。
3,比例流量阀
在g7234通流量阀的基础上，利用电—机g7812g8616g1375g17728g6454器对节流阀口进行控制，即成g1038g8616g1375
流量阀。g8616g1375流量阀g2010g8616g1375节流阀和g8616g1375调速阀g1016大g12879。
g3926图5.64所示g1038g8616g1375调速阀的结构原理图。与g7234通调速阀相g8616，g1866主要g2318g2047是用直流
g8616g1375电磁铁g2474g1207g1114手g7576对节流阀的控制。g8616g1375电磁铁1的g17767出力作用在节流阀芯2上，与弹簧力、液动力、摩擦力相g5191衡，对g980g4462的控制电流，对g5224g980g4462的节流开度。通过g6925g2476g17767
入电流的大小，即可g6925g2476通过调速阀的流量。
若g17767入的电流是g17842g13505地或按g980g4462程序g2476g2282，则g8616g1375调速阀所控制的流量也按g8616g1375或按
g980g4462程序g2476g2282。
g8616g1375调速阀可用g1122制造行业的g8892塑机、抛光机和g3822工位g2164工机g5214等速度控制系统中，
当g17767入对g5224g1122g3822g12193速度的电流g1461g2507后，就可以实现g3822g12193g2164工速度的控制。g17767入电g1461g2507g17842g13505
g2476g2282时，被控制的机g5214执行元件的运动速度也可实现g17842g13505g2476g2282。
液压传动
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(a) 结构 (b) 符号
图5.64 比例调速阀的结构原理图
1—比例电磁铁；2—节流阀芯；3—定差减压阀；4—弹簧
4,比例方向流量阀
g8616g1375方向流量阀不仅用来g6925g2476液流方向，g13792且同时可以控制流量的大小。g17837g12193阀g2460g2010
g1038g8616g1375方向节流阀和g8616g1375方向调速阀g1016g12879。g991g19766主要g1183g13473g8616g1375方向节流阀。
g8616g1375方向节流阀有直控式和先导式g1016g12193结构。直控式方向节流阀以g8616g1375电磁铁(或g8505进电机等电—机g7812g17728g6454器)g2474g1207g7234通电磁g6454向阀中的电磁铁，即可构成直控式g8616g1375方向节流阀。当g17767入控制电流后，g8616g1375电磁铁的g17767出力与弹簧力g5191衡。滑阀开口量的大小与g17767入的电g1461g2507成g8616g1375。当控制电流g17767入另g980端的g8616g1375电磁铁时，即可实现液流g6454向。显然，g8616g1375
方向节流阀既可g6925g2476液流方向，也可控制流量的大小，兼有节流和g6454向g1016g12193g2163g14033。它可以有g3822g12193滑阀机g14033，既可以是g989位阀，也可以是g1120位阀。直控式g8616g1375方向节流阀g2494适用g1122通
g5464g103810mm以g991的小流量场合。
g3926图5.65所示g1038先导式g8616g1375方向节流阀结构原理图，它用双向g8616g1375减压阀作g1038先导阀，
g13792用液动双向g8616g1375节流阀作g1038主阀。利用双向g8616g1375减压阀出口压力来控制液动双向g8616g1375节流阀的正反开口量，进g13792来控制系统的油液方向和流量。
当g8616g1375电磁铁2g5483g2052电流g1461g2507I
1
，g1866电磁g2572力F
1
g1363阀芯4右移，g1122是腔a中的g1391油压力(g980g8437压力)
s
p 经阀芯中g18108右台肩与阀体孔之间形成的减压口减压，在流道 5 g5483g2052控制压力(g1120g8437压力)
c
p,
c
p 经流道6反馈作用g2052阀芯4的右端g19766，g8504时阀芯1的左端g19766通回油口
d
p,g1122是形成g980个与电磁g2572力F
1
方向相反的液压力。当液压力与F
1
相等时，阀芯1g1584g8502
运动，g13792处g1122某g980g5191衡位置，控制压力
c
p 保g6357某g980相g5224的g12295g4462g1552。显然，控制压力
c
p 的大小与g1391油压力
s
p g7092关，仅与g8616g1375电磁铁的电磁g2572力F
1
成g8616g1375，即与电流I
1
成g8616g1375。同理，
当g8616g1375电磁铁7g5483g2052电流g1461g2507I
2
时，阀芯1左移，g5483g2052与电流I
2
成g8616g1375的控制压力。
g1866主阀与g7234通液动g6454向阀相同。当先导阀g17767出的控制压力
c
p 经g19471g4624螺g190379构成的g19471g4624
孔g13543g1926后，作用在主阀芯8的右端g19766时，液压力克g7393左端弹簧力g1363主阀芯8左移(左端弹簧腔通回油)，g17842通主油口P、B和A、T。g19555g11540弹簧力与液压力g5191衡，主阀芯8g1584g8502运动g13792处
g1122某g980g5191衡位置。g8504时，g2520油口的节流开口g19283度g2474g1927g1122控制压力
c
p,即g2474g1927g1122g17767入电流I
1
的大小。g3926g7536节流口前后压差不g2476，则g8616g1375方向节流阀的g17767出流量与g1866g17767入电流I
1
成g8616g1375。
当g8616g1375电磁铁7g17767入电流I
2
时，主阀芯5右移，油g17347反向，接通P、A和B、T。g17767出的流量与g17767入电流I
2
成g8616g1375。
第5章 液压控制阀
·159·
·159·
图5.65 比例方向节流阀的结构原理图
1，9—阻尼螺钉；2，7—比例电磁铁；3，6—反馈孔；
4—双向比例减压阀；5—流道；8—主阀芯；10—液动换向阀
g3926上所述，g6925g2476g8616g1375电磁铁2、7的g17767入电流，不仅可以g6925g2476g8616g1375方向节流阀的液流方向，g13792且可以控制g2520油口的g17767出流量。
实g19481上，g8616g1375方向节流阀的g17767出流量，除g1114与g17767入电流有关外，还g2475外负载g2476g2282的影响。当g17767入电流g980g4462时，g1038g1363g17767出流量不g2475负载压力g2476g2282的影响，g5529须在主阀阀口设置压力补偿机构，g3926g4462差减压阀或g4462差溢流阀，以构成g8616g1375方向调速阀。
g3926图5.66所示g1038g980g12193双向的进口压力补偿器的结构图。g17837是g980g12193g2484g2164式的压力补偿器，
用g1122直接g2484g2164在g5225g7507和g8616g1375方向节流阀之间。补偿器在A和B油口之间带有内置的梭阀
2，用来g17885g6333压力较g20652的g980侧作g1038反馈压力。g17837g12193补偿器的工作原理是g726控制阀芯4右端g19766
作用g11540g8616g1375阀的进口压力
1
p,左g19766作用g11540g1186梭阀 2 g13792来的出口压力
A
p 或
B
p 。g8504外，控制弹簧6还施g2164g980个约相当1MPa压力的弹簧力，也作用在左g19766。当控制阀芯4g1016端的压差，
即流过g8616g1375节流口的压差小g1122g8504弹簧力时，补偿器处g1122开g2563状态，当阀芯 4 g1016端的压差超过g8504弹簧力时，阀芯 4 左移，g1186g2052的开口状态g13512g6357阀芯g2475力g5191衡，g13792保g6357流经g8616g1375阀的压差g10381MPa，g1363g17767出恒g4462的流量。进口压力补偿器实g17148就是g980个g4462差减压阀。
图5.66 进口压力补偿器
1—阀体；2—梭阀；3—节流孔；4—控制阀芯；5—推板；6—控制弹簧；7—端盖
液压传动
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进口压力补偿器与g8616g1375方向节流阀g980起g1363用，就构成
g1114g8616g1375方向调速阀，g3926图5.67所示。
g5529须g6363出，g19555g11540g8616g1375阀设计技术的完g2904，g6925进g1114阀内的结构设计，并引入g2520g12193内反馈，g3926压力、流量、位移负反馈、动压反馈等控制方式以及电校正等方g8873，g1186
g13792g1363g8616g1375阀的g12295态精度、动态响g5224和g12295g4462性都有g1114进g980
g8505的g6564g20652。产生g1114g5468g3822廉价的，耐污染与g7234通控制阀相同，性g14033g2460g14033满足大g18108g2010控制要求的g8616g1375元件。现在市场上出现g1114g8616g1375复合阀、g19393环g8616g1375阀，g1363用时可g2454阅液压元件手册或产g2709g1363用g16840g7138g1082，g17837g18336不在赘述。
电液g8616g1375控制阀是g1183g1122g7234通液压阀和g1294g7393控制阀(g1254410g12468)之间的g980g12193液压元件。它具有g3926g991特g9869g726g14033g6238电的g5567速、g9801活与液压传动g2163g10587大等特g9869结合起来；g14033实现自动控制、
远程控制和程序控制；g14033g17842g13505地、按g8616g1375地控制执行元件的力、速度和方向，并g14033防g8502压力或速度g2476g2282及g6454向时的g1926g1999现象；简g2282g1114系统，减少g1114元件的g6980量；g6251污染性g14033g3921；具有优良的g19757态性g14033和适宜的动态性g14033。主要用g1122开环系统，也可组成g19393环系统。
5.5.3 电液数字阀
用计算机的g6980g4395g1461息直接控制的液压阀，称g1038电液g6980g4395阀，简称g6980g4395阀。g6980g4395阀可直接与计算机接口，不需要g6980/模g17728g6454器。g17837g12193阀具有结构简g2345、工艺性g3921、制造成本低廉，
g17767出量准g11842、重复精度g20652、g6251g5190g6212g14033力g5390、工作g12295g4462可g19764、对油液清洁度的要求g8616g8616g1375阀低等特g9869。由g1122它g4570计算机与液压技术g13051g4506结合，g3252g13792g1866g5224用前景十g2010g5203阔。
用g6980g4395量进行控制的方g8873g5468g3822，目前常用的是增量控制g8873和g14045宽调制(PWM)控制g8873g1016
g12193。相g5224地按控制方式，可g4570g6980g4395阀g2010g1038增量式g6980g4395阀和g14045宽调制式g6980g4395阀g1016g12879。
1,增量式数字阀
增量式g6980g4395阀由g8505进电机(作g1038电
―
机g7812g17728g6454器)来驱动液压阀芯工作。g8505进电机直接用
g6980g4395量控制，它g8611g5483g2052g980个g14045g1926g1461g2507，g1427沿g11540控制g1461g2507g13485g4462的方向g17728动g980个g3278g4462的g8505距角。
显然，g8505进电机的g17728角与g17767入g14045g1926g6980成正g8616，g13792g17728速g4570g19555g17767入的g14045g1926g20069g10587g13792g2476g2282。当g17767入
g14045g1926反向时，g8505进电机就反向g17728动。g8505进电机在g14045g1926g6980g4395g1461g2507的基础上，g1363g8611个采样g2620g7411
的g8505g6980在前g980采样g2620g7411基础上增g2164或减少g980些g8505g6980，g13792达g2052需要的g5145g1552。g17837就是所谓的增量控制方式。由g1122g8505进电机采用g17837g12193控制方式工作，所以它所控制的阀称g1038增量式g6980g4395阀。
按用途，增量式g6980g4395阀g2010g1038g6980g4395流量阀、g6980g4395压力阀和g6980g4395方向流量阀。
图5.68所示g1038直控式(由g8505进电机直接控制)g6980g4395节流阀。图中，g8505进电机4按计算机的g6363令g13792g17728动，通过g9390珠丝g74765g2476g1038轴向位移，g1363节流阀芯6移动，控制阀口的开度，实现流量调节。阀套 1 上有g1016个通流孔口，左g17805g980个g1038g1852g2620向开口，右g17805g1038非g1852g2620向开口。
阀芯6和阀套1构成g1016个阀口。阀芯6移动时，先打开右g17805的节流口8，由g1122是非g1852g2620向开口，故流量较小，g13499g13505移动时，则打开左g17805g1852g2620向开口的节流口7，流量增大。g17837g12193阀的控制流量可达3600L/min。
图5.67 比例方向调速阀
第5章 液压控制阀
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·161·
图5.68 直控式数字节流阀
1—阀套；2—连杆；3—零位移传感器；4—步进电机；
5—滚珠丝杠；6—节流阀阀芯；7，8—节流阀口
压力油沿轴向流入，通过节流阀口g1186与轴线垂直的方向流出，g1262产生压力g6451g3845，在g17837
g12193情况g991，阀开g2563时所引起的液动力可抵g9052g980g18108g2010向右的液压力，并g1363结构g13051g1957。阀套1、
g17842g74502和节流阀芯6的相对g9921g14204g13972，可起g9213度补偿作用，减少g9213度g2476g2282引起的流量不g12295g4462。
零位移传感器3的作用是g726在g8611个控制g2620g7411结束时，阀芯由零位移传感器检g8991，回g2052零位，
g1363g8611个工作g2620g7411都g1186零位开g3999，保g16789阀的重复精度。
g4570g7234通压力阀的手动调g6984机构g6925用g8505进电机控制，即可构成g6980g4395压力阀。用g1996g17730、螺
g13453等机构g4570g8505进电机的角位移g2476成直线位移，g1363调压弹簧压缩，g1186g13792控制压力。
图5.69g1038增量式g6980g4395阀控制系统组成及工作原理g7706图。计算机g2469出需要的控制g14045g1926序列，经驱动电g9316放大后g1363g8505进电机工作。g8505进电机的g17728角通过g1996g17730或螺g13453等机g7812式g17728g6454器
g17728g6454成直线运动，控制液压阀阀口开度，g1186g13792g5483g2052与g17767入g14045g1926g6980成g8616g1375的压力和流量g1552。
图5.69 增量式数字阀控制系统原理框图
g5529须g6363出，增量式g6980g4395阀的突出优g9869是重复精度和控制精度g20652，但响g5224速度较g5942。在要求g5567速响g5224的g20652精度系统中不宜g1363用增量式g6980g4395阀，g5224g1363用模拟量控制方式的液压阀g12879。
2,脉宽调制式数字阀
g14045宽调制式g6980g4395阀也称g1038g5567速开关式g6980g4395阀。g17837g12193阀也可以直接用计算机控制。由g1122
计算机是按g1120进制工作的，g7380g7234通的g1461g2507可量g2282g1038g1016个量g13435的g1461g2507，即g256开g257和g256关g257。
控制g17837g12193阀的开与关以及开和关的时间g19283度(g14045宽)，即可达g2052控制液流的方向、流量或压力的目的。由g1122g17837g12193阀的阀芯g3822g1038锥阀、球阀或g2955g3080g6389g7507阀，均可g5567速g2011g6454，g13792且g2494有开和关g1016个位置，故称g1038g5567速开关g3423g6980g4395阀，简称g5567速开关阀。
g17837g12193阀的结构形式g3822g12193g3822样，g17837g18336仅g1183g13473g1363用较g3822的g1120位g1120通和g1120位g989通阀。g1866阀芯
g980般采用球阀或锥阀结构，目的是g1038减少泄g9443和g6564g20652压力。
液压传动
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·162·
g3926图5.70所示g1038带液动力补偿的g1120位g1120通锥阀g3423g5567速开关式g6980g4395阀。当螺管电磁铁4
有g14045g1926电g1461g2507通过时，电磁g2572力g1363g15912铁带动锥阀1开g2563。压力油g1186P口经阀体流入A口。
g1038防g8502开g2563时锥阀g3252g12295态液动力波动g13792关g19393和影响电磁力，阀套 6 上有g980g19471g4624孔 5，用以补偿液动力。断电时，弹簧3g1363锥阀关g19393。
g3926图5.71所示g1038g1120位g989通电液球式g5567速开关g3423g6980g4395阀。它由先导g13435(g1120位g3247通电磁球式
g6454向阀)和g2163g10587g13435(g1120位g989通液控球式g6454向阀)组合g13792成。力矩马达1通电时g15912铁2顺时针偏
g17728，通过推g74503推动先导g13435球阀4向g991运动，关g19393油口P，g13792先导g13435左g17805的球阀7压在上
g17805的位置，L
2
与T口通，L
1
与P口通；相g5224地g12544g1120g13435的球阀6向g991关g19393，球阀5向上关g19393，
g1363g5483g726A与P通，Tg4565g19393。反之，当g1144g6454线g3292的通电方向，情况g4570相反，A与T通，Pg4565
g19393。g17837g12193阀也有用电磁铁g1207g7379力矩马达的。
图5.70 二位二通电磁锥阀式快速开关型数字阀 图5.71 二位三通电液球式快速开关型数字阀
1—锥阀芯；2—衔铁；3—弹簧；
4—螺管电磁铁；5—阻尼孔；6—阀套
1—力矩马达；2—衔铁；3，8—推杆；
4，7—先导级球阀；5，6—功率级球阀
图5.72g1038g5567速开关式g6980g4395阀用g1122液压系统的原理g7706图。由计算机g17767出的g14045g1926g1461g2507，经
g14045宽调制放大器调制放大后，送入g5567速开关g6980g4395阀中的电磁铁或力矩马达，通过控制开关阀开g2563时间的g19283g11713来控制流量。在需要作g1016个方向运动的系统中需要g1016个g5567速开关g6980g4395阀
g2010g2047控制不同方向的运动。
图5.72 快速开关式数字阀用于液压系统的原理框图
第5章 液压控制阀
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综 合 例 题
【例 5.1】 g3926图 5.73 所示液压回g17347，g1016液压缸结构完g1852相同，A
1
g72920cm
2
，A
2
g72910cm
2
，I
缸、II缸负载g2010g2047g1038F
1
g7298×10
3
N、F
2
g7293×10
3
N，顺序阀、减压阀和溢流阀的调g4462压力g2010g2047
g10383.5 MPa、1.5 MPa和5MPa，不g13783g15397压力g6451g3845，求g726
(1) 1YA、2YA通电，g1016液压缸向前运动中，A、B、Cg989g9869的压力g2520是g3822少？
(2) g1016液压缸向前运动g2052达g13468g9869后，A、B、Cg989g9869的压力g2460g2520是g3822少？
解,
(1) 缸I右移所需压力g1038
3
61
A 4
1
810
Pa 4 10
20 10
F
p
A
×
== =×
×
Pa
= 4MPa
溢流阀调g4462压力大g1122顺序阀调g4462压力，顺序阀开g2563时进出口g1016侧压力相等，g1866g1552由负载g1927g4462，故A、Bg1016g9869的压力均g10384MPa；g8504时，溢流阀关g19393。
液压缸II右移所需压力g1038
3
62
C 4
1
310
Pa 1.5 10
20 10
F
p
A
×
== =×
×
Pag7291.5MPa
g3252
CJ
pp=,减压阀g3999g13468处g1122减压、减压后g12295压的工作状态，所以 C g9869的压力均g1038
1.5MPa。
(2) g1016液压缸运动g2052g13468g9869后，负载相当g1122g7092穷大，g1016液压缸不g14033进油，迫g1363压力上g2331。
当压力上g2331g2052溢流阀调g4462压力，溢流阀开g2563，液压泵g17767出的流量通过溢流阀溢流回油箱，
g3252g8504 A、B g1016g9869的压力均g1038 5MPa；g13792减压阀是出油口控制，当液压缸 II 压力上g2331g2052g1866调
g4462压力，减压阀工作，就恒g4462g1866出口压力不g2476，故Cg9869的压力仍g10381.5MPa。
【例5.2】 g3926图5.74所示的液压回g17347。图中g13485出g1114阀A、C、E、F的压力调g4462g1552，工作液压缸H的有效工作g19766积g1038Ag72950cm
2
，向右运动时，g1866负载g1038Fg7295×10
3
N，试g2010析g726
图5.73 例5.1的液压回路 图5.74 例5.2的液压回路图
液压传动
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(1) 液压缸H向右运动时，g3853g13051液压缸D的工作压力是g3822少？g1038什么？
(2) 液压缸H向右运动g2052顶上死g6389铁时，g3853g13051缸D的工作压力是g3822少？g1038什么？
(3) 液压缸Hg7092负载地返回时，g3853g13051缸D的工作压力g2460是g3822少？g1038什么？
解,
(1) 液压缸H向右运动时，g1866工作压力由负载g1927g4462，g1038
2
5kN
1MPa
50cm
p ==
该工作压力p小g1122液控顺序阀E的调g4462压力1.5MPa，E阀不工作，先导式溢流阀A的外控口处g1122关g19393状态。由g1122节流阀的作用，g4462量泵g3822g1325的油由阀A溢流回油箱，泵出口压力由溢流阀A调g4462g10384MPa，大g1122减压阀C的调g4462压力2.5MPa，故减压阀工作，g3853g13051缸D
的工作压力是减压阀的调g4462压力2.5MPa。
(2) 液压缸 H 向右运动顶上死g6389铁时，相当g1122负载g7092穷大。g8504时g7092油液流过节流阀，
g3252g13792油缸 H 工作压力与泵出口压力相同，该压力大g1122顺序阀 E 的调g4462压力 1.5MPa，该阀开g2563，先导式溢流阀的远程控制口起作用，g1866进口压力g2475调压阀 F 控制，g1038 2MPa，即泵出口压力g10382MPa，低g1122减压阀C的调g4462压力2.5MPa，减压阀不起作用，所以g3853g13051缸D的工作压力g10382MPa。
(3) 液压缸 H g7092负载向左运行时，g1866工作压力g1038 0，g3252g13792液控顺序阀 E 不工作，液压泵出口压力由溢流阀调g4462g10384MPa，大g1122减压阀的调g4462压力2.5MPa，故减压阀工作，D缸工作压力是减压阀的调g4462压力2.5MPa。
【例 5.3】 g3926图 5.75 所示的g3853g13051回g17347，g5062知液压缸的有效工作g19766积g2010g2047g1038 A
1
g729100cm
2
，
A
2
g72950cm
2
，负载 F
1
= 14g10410
3
N，负载 F
2
= 4250 N、背压 pg7290.15MPa，节流阀的压差
Δpg7290.2MPa，不计管g17347g6451g3845，试求g726
图5.75 例题5.3的夹紧回路
(1) A、B、Cg2520g9869的压力g2520是g3822少？
(2) g2520阀g7380小g5224g17885用g3822大的g20081g4462压力？
(3) 设进g13485速度v
1
g7293.5cm/s，g5567速进g13485速度v
2
g7294cm/s时，g2520阀g5224g17885用g3822大的g20081g4462流量？
解,
(1) A、B、Cg2520g9869的压力。g3853g13051缸运动时，进g13485缸g5224不动，g17837时A、B、Cg2520g9869的压力均g10380.5MPa。
第5章 液压控制阀
·165·
·165·
3
51
C 4
1
14 10
Pa 14 10
100 10
F
p
A
×
== =×
×
Pa
=1.4MPa
55 5
AC
14 10 2 10 Pa 16 10PP p=+Δ=× +× =×Pag7291.6MPa
45
522
B 4
1
4250 50 10 1.5 10
Pa 5 10
100 10
FAp
p
A
+× +× ××
== =×
×
Pag7290.5MPa
当进g13485缸工作时，g3853g13051缸g5529须g4570工件g3853g13051，g17837时Bg9869的压力g1038减压阀的调g6984压力，显然，减压阀的调g6984压力g5224大g1122，起码g5529须等g11220.5MPa。
(2) g2520阀的g20081g4462压力。
系统的g7380g20652工作压力g10381.6MPa，g7693g6466压力系列，g5224g17885用g20081g4462压力g10382.5MPa系列的阀。
(3) 计算流量q。
通过节流阀的流量q
1
q
1
g729v
1
A
1
g7293.5g104100g10410
－3
g10460L/ming72921L/min
g3853g13051缸运动时所需流量，即通过减压阀的流量q
2
q
2
g729v
2
A
1
g7294.0g104100g10410
－3
g10460L/ming72924L/min
通过背压阀流回油箱的流量q
3
q
3
g729v
2
A
2
g7294.0g10450g10410
－3
g10460L/ming72912L/min
g17885用液压泵、溢流阀、减压阀和节流阀的g20081g4462流量g5224大g1122q
2
(24L/min)，g7693g6466液压元件产g2709样本，可g17885用g20081g4462流量g103825L/min的。
g17885用g20081g4462流量g103816L/min的背压阀。
思考题与习题
1,什么是g6454向阀的g256位g257和g256通g257？g6454向阀有g1972g12193控制方式？g1866职g14033g12538g2507g3926何g15932示？
2,g1186结构原理图及图形上，g16840g7138溢流阀、顺序阀和减压阀的不同g9869及g2520自的用途，画出它们的职g14033g12538g2507。
3,先导式溢流阀与直动式溢流阀相g8616有何特g9869？先导式溢流阀中的g2520g19471g4624小孔有何作用？若g4570节流g19471g4624小孔堵塞或g2164工成大的通孔，g1262出现什么问题？
4,哪些阀在系统中可以做背压阀g1363用？性g14033有何差异？g2345向阀做背压阀g1363用时，需采用什么措施？
5,试g16840g7138中位机g14033g1038M、H、P、Y形的g989位g6454向阀的特g9869及g1866g1363用场合。
6,电液g6454向阀的先导阀g1038什么g17885用Y形中位机g14033？g6925用g1866他g3423机g14033是g2554可以？g1038什么？
7,g1038什么减压阀的调压弹簧腔要接油箱？g3926g7536g6238g17837个油口堵死，g1262出现什么问题？
8,电液g8616g1375阀与g7234通阀相g8616有何特g9869？电液g6980g4395阀与g8616g1375阀相g8616有何特g9869？
9,节流阀的g7380小g12295g4462流量的物理意g1053是什么？影响g1866g12295g4462性的g3252g13044主要有哪些？
10,若g4570减压阀的进出油口反接，g1262出现什么情况？(g2010压力g20652g1122减压阀的调g4462压力时和低g1122调g4462压力时g1016g12193情况)
液压传动
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11,图 5.76 所示g1038g3853g13051回g17347中，若溢流阀的调g4462压力g1038 5MPa，减压阀的调g4462压力g1038
2.5MPa，试g2010析g991列情况g726
图5.76 习题11附图
(1) 活塞g5567速运动时，A、Bg1016g9869的压力g2520g1038g3822少？减压阀阀芯处g1122什么状态？
(2) 工件g3853g13051后，A、Bg1016g9869的压力g2520g1038g3822少？g8504时减压阀阀口有g7092油液通过？g1038什么？
12,g5062知液压泵的g20081g4462压力
n
p,g20081g4462流量
n
q,g5585g11065管g17347压力g6451g3845，试g16840g7138图5.77所示
g2520g12193情况g991，液压泵的出口压力(压力g15932显示)g2010g2047是g3822少？并g16840g7138理由。
图5.77 习题12附图
13,图5.78所示回g17347中，顺序阀调g4462压力g10383MPa，溢流阀的调g4462压力g10385MPa，求在
g991列情况g991，A、Bg9869的压力等g1122g3822少？
(1) 液压缸运动时，负载压力
L
p = 4MPa；
(2) 负载压力g2476g10381MPa；
(3) 活塞运动g2052右端位不动时。
14,g3926图5.79所示回g17347中，顺序阀和溢流阀g1030联，g1866调g6984压力g2010g2047g1038
X
p 和
Y
p 。求g726
(1) 当系统负载趋向g7092穷大时，泵的出口压力
p
p 是g3822少？
(2) 若g4570g1016阀的位置互g6454g980g991，泵的出口压力
p
p g2460是g3822少？
第5章 液压控制阀
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图5.78 习题13附图 图5.79 习题14附图
15,g3926图5.80所示的g1016个回g17347中，g2520溢流阀的调g4462压力g2010g2047g1038
Y1
p =3MPa，
Y2
p =2MPa，
Y3
p =4MPa，问当负载g1038g7092穷大时，液压泵出口的压力
p
p g2520g1038g3822少？
(a) (b)
图5.80 习题14图
16,图 5.81 g1038用g6566装阀组成的g1016组方向控制阀，试g2010析g1866g2163g14033相当g1122什么g6454向阀，并用g7643准的职g14033g12538g2507画出。
(a) (b)
图5.81 习题16图