第十一讲 5,2 压力控制阀
第十二讲 5,3 流量控制阀
目的任务
重点难点
提问作业
目的任务
了解压力、流量阀功用、分类,组成、特点
掌握压力、流量阀的工作原理,性能、区别
重点难点
先导式溢流阀的结构、工作原理、特性
减压阀、压力阀的区别
调速阀原理和特性
提问作业
1 什么叫换向阀的位、通、滑阀机能？
2 换向阀的控制方式有哪些？
3 换向阀符号的含义是什么？
5,2 压力控制阀
作用
分类
结构
共同工作原理
压力控制阀的作用
控制液压系统压力或利用压力
作为信号来控制其它元件动作 。
压力控制阀的 分类
溢流阀, 减压阀, 顺序阀, 压力继电器
压力控制阀的结构
阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等
压力控制阀共同工作原理
利用作用于阀芯上的液压力与
弹簧力相平衡的原理进行工作。
5,2,1 溢流阀
稳压溢流
作用 <
安全保护
溢流阀分类
直动式 先导式
直动式溢流阀
组成
工作原理
调压原理
特点
直动式溢流阀的 组成
锥阀式
阀体、阀芯 <球阀式、弹簧,调节螺钉
滑 阀式
直动式溢流阀工作原理
工作原理, 当 pA < FT时，阀口关闭。
当 pA = FT时，阀口即将打开,
此时,pA = FT = KX0
p = pK = KX0 /A
开启压力
当 pA > FT时，阀口打开,p T,
稳压溢流或安全保护。
直动式溢流阀 调压原理
调节调压螺帽改变弹簧预压缩
量，便可调节溢流阀调整压力。
直动式溢流阀特点
∵ FT直接与 pA平衡
∴ 称直动式
又 ∵ p高,q大时,K较大，不
但手调困难，且 FT略有变
化,p变化较大。
∴ 一般用于低压小流量场合。
先导式溢流阀
组成
工作原理
调压原理
特点
先导式溢流阀组成
先导阀 — 直动式锥阀，硬弹簧。
带有导向圆锥面的锥阀 （二级同心式）
主 阀 < 滑阀 和软弹簧。
带有多节导向圆锥面的锥阀 (三级同心式 )
先导式溢流阀工作原理
当 pA < F硬 T时,导阀关闭，主阀也关闭。
当 pA > F硬 T时,导阀打开，主阀两端产生压差
当△ p < F软 T时，主阀关闭。
当△ p > F软 T时，主阀打开，
稳压溢流或安全保护,
动画演示
先导式溢流阀调压原理
调压原理,调节调压螺帽，改变硬
弹簧力，即改变压力。
先导式溢流阀特点
∵ 溢流阀稳定工作时，主阀阀芯上部压力小于下部压力。
∴ 即使下部压力较大，因有上部压力存在,弹簧可做较
软，流量变化引起阀芯位置变化时，弹簧力的变化量
较小，压力变化小 。
又 ∵ 调压弹簧调好后，上部压力为常数。
∴ 压力随流量变化较小，克服了直动式阀缺点
还 ∵ 锥阀锥孔尺寸较小，调压弹簧不 必很硬。
∴ 调压方便
溢流阀的静态特性
静态特性：元件或系统在稳定工作状态
下的性能，其静态特性指标
很多，主要指压力 — 流量特
性和启闭特性。
压力 — 流量特性 （溢流特性）
溢流特性：表征溢流量变化时溢流阀
口压力的变化情况，即稳
压性能。
结 论
结论：由 p— q v曲线可知，阀的
进口压力随着流量的增减
而增减。溢流量为额定值
q vn时所对应的压力称 为
调定压力，以 pn表示。
调压偏差
调压偏差：调定压力与开启压力之差即
是，表示溢流量变化时控制
压力的变化范围 （越小越好） 。
启闭特性
启闭特性,溢流阀从开启到闭合全过程
p— q特性
∵ 存在摩擦力
∴ 开启与闭合时的 p— qv曲线不
重合，闭合压力指阀口完全
关闭时的压力用 pc’表示，在
相同溢流量下,p0 >pc’
开启比和闭合比
开启比,pc与 pn 之比
闭合比,pc ’与 pn 之比
开启比应不小于 90%
一般 <
闭合比应不小于 85%，其静态特性较好
溢流阀应用举例
1 为定量泵系统溢流稳压 动画演示
和定量泵、节流阀并联，阀口常开。
2 为变量泵系统提供过载保护 动画演示
和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载时
打开，起 安全保护作用，故又称安全阀。
3 实现远程调压 p远程 < p主调 动画演示
4 系统卸荷和多级调压 动画演示
和二位二通阀组合（先导式）
5 形成背压
5,2,2 减压阀
功用
分类
减压原理
减压阀功用
功用, 降低系统某一支路的油液压
力，使同一系统有两个或多
个不同压力。
减压阀分类
直动式
分类 < 定值减压阀
*先导式 <
定差减压阀
减压阀减压原理
减压原理,利用油液在某个地方的压
力损失，使出口压力低于
进口压力，并保持恒定，
故又称定值减压阀。
先导式减压阀
结 构
工作原理
特 点
先导式减压阀结构
先导式减压阀工作原理
p2 < pt 时，导阀关闭，主阀左位,f最 大，不减压
<
p2 > pt时，导阀打开，主阀两端产生压差
当△ P < F软 t时，同上
<
当△ P > F软 t时，主阀阀芯右移,f↓, p2↓
先导式减压阀调压原理
调压原理：调节调压弹簧，改变
硬弹簧力，即可改变
出口压力。
减压阀特点
特点：在减压阀出口油液不再流动时，
由于先导阀卸油仍未停止，减
压口仍有油液流动，阀就处于
工作状态，出口压力也就保持
调定压力不变。
减压阀与溢流阀比较
溢流阀 减压阀
a 保持进口压力不变 出口压力
b 内部回油 外部回油
c 阀口常闭 阀口常开
d 阀芯二凸肩 阀芯三凸肩
e 一般并联于系统 一般串联于系统
5,2,3 顺序阀
功用
分类
顺序阀功用
功用：利用液压系统压力变化
来控制油路的通断，从而
实现多个液压元件按一定
的顺序动作。
顺序阀分类
*直动式
按结构形式 <
先导式
内泄式
分类 < 按泄漏方式 <
外泄式
内泄式
按泄漏方式 <
外泄式
直动式顺序阀结构和工作原理
组 成
工作原理
直动式顺序阀组成
直动式顺序阀工作原理
pA < Ft,阀口关闭,A B
工作原理 <
pA > Ft,阀口打开,A B，
下一个执行元件动作。
直动式顺序阀调节原理
调节原理：调节调压螺钉，改变弹簧
力，即可改变开启压力。
5,2,4 压力继电器
功用
组成
工作原理
主要性能
压力继电器功用
功用：根据系统压力变化，自动
接通或断开电路，实现程
序控制或安全保护。
压力继电器组成
*柱塞式
弹簧管式
压力 — 位移转换器 膜片式
组成 < 波纹管式
微动开关
压力继电器主要性能
1 调压范围 即发出电信号的最低和
最高工作压力的范围。
调节调压螺帽，即调节
工作压力。
2 通断调节区间（返回区间）
开启压力 -闭合压力 =返回区间
压力继电器工作原理
pk > pT 时，柱塞上升，发出信号。
工作原理 <
pk < pT 时，柱塞下降，断开信号。
动画演示
5,2,5 压力阀的故障原因及排除方法
见表 5,2,1
5,3 流量控制阀
功用
分类
流量控制阀功用
功用：通过改变阀口过流面积来
调节输出流量，从而控制
执行元件的运动速度。
流量控制阀分类
节流阀 调速阀 分流阀
温度补偿调速阀
5,3,1 节流阀
结构
工作原理
特点
节流阀组成
组成：阀体、阀芯、
弹簧、调节
手轮等
节流阀工作原理
工作原理：调节手轮，阀芯移动，
A变化,q变化。
节流阀特点
特点,∵ 进口压力油通过弹簧腔径
向小孔和阀体上的斜孔同
时作用在阀芯的上下两端
∴ 即使在高压下，调节阀口
比较方便。
5,3,2 调速阀
∵ q = CA△ pφ
F变化，△ p变化,
A = C, q仍变化
∴ v稳定性要求较高时，用调速阀
调速阀的组成
组成：定差减压阀与节流阀串联而成
减压阀阀芯受力平衡方程
∵ p2A = p3A + Ft
∴ p2 - p3 = Ft/A = kX0/A
∵ k较小且不可调，工作时阀芯
移动很小。
∴ Ft≈ c △ p = p2-p3 = Ft/A ≈ c
故 当 A = c时,q= c,v = c
调速阀的工作原理
F↑,p3↑,减压阀阀芯右移,x↑,减压作
用 ↓, p2↑,使 △ p = p2-p3,基本不变
反之,F↓,p3↓减压阀阀心左移,x↓，减
压作用 ↑,p2↓仍使△ p = p2-p3 基本不变
↑
∴ F 〈 皆有△ p = c，若 A = c，则 q=c
↓ 动画演示
2 调速阀的流量特性
∵ 对调速阀，当△ p < Ft/A时,X最大，不减压，
>△ p—— 相当于节流阀 中低压, =0.5MPa
最小压差△ pmin < △ pmin <
<△ p—— 流量不变 高压,=1Mpa
0.5MPa
∴ 正常工作时，△ pmin>
1Mpa
∵ 调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响，但温度变化
对流量仍有影响。
温度补偿调速阀的工作原理
组成
工作原理
温度补偿调速阀的组成
在上述调速阀中节流阀的
推杆部分加上一根温度补
偿杆（一般用聚氯已烯塑
料），且将阀口变成薄刃
形（轴向缝隙式）。
温度补偿调速阀的工作原理
利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。
k↑ q↑
T↑ < > 从而使 q稳定
L↑ A↓ q↓
5,3,3 流量控制阀常见故障及其排除方法
见表 5,3,1
第十二讲 5,3 流量控制阀
目的任务
重点难点
提问作业
目的任务
了解压力、流量阀功用、分类,组成、特点
掌握压力、流量阀的工作原理,性能、区别
重点难点
先导式溢流阀的结构、工作原理、特性
减压阀、压力阀的区别
调速阀原理和特性
提问作业
1 什么叫换向阀的位、通、滑阀机能？
2 换向阀的控制方式有哪些？
3 换向阀符号的含义是什么？
5,2 压力控制阀
作用
分类
结构
共同工作原理
压力控制阀的作用
控制液压系统压力或利用压力
作为信号来控制其它元件动作 。
压力控制阀的 分类
溢流阀, 减压阀, 顺序阀, 压力继电器
压力控制阀的结构
阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等
压力控制阀共同工作原理
利用作用于阀芯上的液压力与
弹簧力相平衡的原理进行工作。
5,2,1 溢流阀
稳压溢流
作用 <
安全保护
溢流阀分类
直动式 先导式
直动式溢流阀
组成
工作原理
调压原理
特点
直动式溢流阀的 组成
锥阀式
阀体、阀芯 <球阀式、弹簧,调节螺钉
滑 阀式
直动式溢流阀工作原理
工作原理, 当 pA < FT时，阀口关闭。
当 pA = FT时，阀口即将打开,
此时,pA = FT = KX0
p = pK = KX0 /A
开启压力
当 pA > FT时，阀口打开,p T,
稳压溢流或安全保护。
直动式溢流阀 调压原理
调节调压螺帽改变弹簧预压缩
量，便可调节溢流阀调整压力。
直动式溢流阀特点
∵ FT直接与 pA平衡
∴ 称直动式
又 ∵ p高,q大时,K较大，不
但手调困难，且 FT略有变
化,p变化较大。
∴ 一般用于低压小流量场合。
先导式溢流阀
组成
工作原理
调压原理
特点
先导式溢流阀组成
先导阀 — 直动式锥阀，硬弹簧。
带有导向圆锥面的锥阀 （二级同心式）
主 阀 < 滑阀 和软弹簧。
带有多节导向圆锥面的锥阀 (三级同心式 )
先导式溢流阀工作原理
当 pA < F硬 T时,导阀关闭，主阀也关闭。
当 pA > F硬 T时,导阀打开，主阀两端产生压差
当△ p < F软 T时，主阀关闭。
当△ p > F软 T时，主阀打开，
稳压溢流或安全保护,
动画演示
先导式溢流阀调压原理
调压原理,调节调压螺帽，改变硬
弹簧力，即改变压力。
先导式溢流阀特点
∵ 溢流阀稳定工作时，主阀阀芯上部压力小于下部压力。
∴ 即使下部压力较大，因有上部压力存在,弹簧可做较
软，流量变化引起阀芯位置变化时，弹簧力的变化量
较小，压力变化小 。
又 ∵ 调压弹簧调好后，上部压力为常数。
∴ 压力随流量变化较小，克服了直动式阀缺点
还 ∵ 锥阀锥孔尺寸较小，调压弹簧不 必很硬。
∴ 调压方便
溢流阀的静态特性
静态特性：元件或系统在稳定工作状态
下的性能，其静态特性指标
很多，主要指压力 — 流量特
性和启闭特性。
压力 — 流量特性 （溢流特性）
溢流特性：表征溢流量变化时溢流阀
口压力的变化情况，即稳
压性能。
结 论
结论：由 p— q v曲线可知，阀的
进口压力随着流量的增减
而增减。溢流量为额定值
q vn时所对应的压力称 为
调定压力，以 pn表示。
调压偏差
调压偏差：调定压力与开启压力之差即
是，表示溢流量变化时控制
压力的变化范围 （越小越好） 。
启闭特性
启闭特性,溢流阀从开启到闭合全过程
p— q特性
∵ 存在摩擦力
∴ 开启与闭合时的 p— qv曲线不
重合，闭合压力指阀口完全
关闭时的压力用 pc’表示，在
相同溢流量下,p0 >pc’
开启比和闭合比
开启比,pc与 pn 之比
闭合比,pc ’与 pn 之比
开启比应不小于 90%
一般 <
闭合比应不小于 85%，其静态特性较好
溢流阀应用举例
1 为定量泵系统溢流稳压 动画演示
和定量泵、节流阀并联，阀口常开。
2 为变量泵系统提供过载保护 动画演示
和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载时
打开，起 安全保护作用，故又称安全阀。
3 实现远程调压 p远程 < p主调 动画演示
4 系统卸荷和多级调压 动画演示
和二位二通阀组合（先导式）
5 形成背压
5,2,2 减压阀
功用
分类
减压原理
减压阀功用
功用, 降低系统某一支路的油液压
力，使同一系统有两个或多
个不同压力。
减压阀分类
直动式
分类 < 定值减压阀
*先导式 <
定差减压阀
减压阀减压原理
减压原理,利用油液在某个地方的压
力损失，使出口压力低于
进口压力，并保持恒定，
故又称定值减压阀。
先导式减压阀
结 构
工作原理
特 点
先导式减压阀结构
先导式减压阀工作原理
p2 < pt 时，导阀关闭，主阀左位,f最 大，不减压
<
p2 > pt时，导阀打开，主阀两端产生压差
当△ P < F软 t时，同上
<
当△ P > F软 t时，主阀阀芯右移,f↓, p2↓
先导式减压阀调压原理
调压原理：调节调压弹簧，改变
硬弹簧力，即可改变
出口压力。
减压阀特点
特点：在减压阀出口油液不再流动时，
由于先导阀卸油仍未停止，减
压口仍有油液流动，阀就处于
工作状态，出口压力也就保持
调定压力不变。
减压阀与溢流阀比较
溢流阀 减压阀
a 保持进口压力不变 出口压力
b 内部回油 外部回油
c 阀口常闭 阀口常开
d 阀芯二凸肩 阀芯三凸肩
e 一般并联于系统 一般串联于系统
5,2,3 顺序阀
功用
分类
顺序阀功用
功用：利用液压系统压力变化
来控制油路的通断，从而
实现多个液压元件按一定
的顺序动作。
顺序阀分类
*直动式
按结构形式 <
先导式
内泄式
分类 < 按泄漏方式 <
外泄式
内泄式
按泄漏方式 <
外泄式
直动式顺序阀结构和工作原理
组 成
工作原理
直动式顺序阀组成
直动式顺序阀工作原理
pA < Ft,阀口关闭,A B
工作原理 <
pA > Ft,阀口打开,A B，
下一个执行元件动作。
直动式顺序阀调节原理
调节原理：调节调压螺钉，改变弹簧
力，即可改变开启压力。
5,2,4 压力继电器
功用
组成
工作原理
主要性能
压力继电器功用
功用：根据系统压力变化，自动
接通或断开电路，实现程
序控制或安全保护。
压力继电器组成
*柱塞式
弹簧管式
压力 — 位移转换器 膜片式
组成 < 波纹管式
微动开关
压力继电器主要性能
1 调压范围 即发出电信号的最低和
最高工作压力的范围。
调节调压螺帽，即调节
工作压力。
2 通断调节区间（返回区间）
开启压力 -闭合压力 =返回区间
压力继电器工作原理
pk > pT 时，柱塞上升，发出信号。
工作原理 <
pk < pT 时，柱塞下降，断开信号。
动画演示
5,2,5 压力阀的故障原因及排除方法
见表 5,2,1
5,3 流量控制阀
功用
分类
流量控制阀功用
功用：通过改变阀口过流面积来
调节输出流量，从而控制
执行元件的运动速度。
流量控制阀分类
节流阀 调速阀 分流阀
温度补偿调速阀
5,3,1 节流阀
结构
工作原理
特点
节流阀组成
组成：阀体、阀芯、
弹簧、调节
手轮等
节流阀工作原理
工作原理：调节手轮，阀芯移动，
A变化,q变化。
节流阀特点
特点,∵ 进口压力油通过弹簧腔径
向小孔和阀体上的斜孔同
时作用在阀芯的上下两端
∴ 即使在高压下，调节阀口
比较方便。
5,3,2 调速阀
∵ q = CA△ pφ
F变化，△ p变化,
A = C, q仍变化
∴ v稳定性要求较高时，用调速阀
调速阀的组成
组成：定差减压阀与节流阀串联而成
减压阀阀芯受力平衡方程
∵ p2A = p3A + Ft
∴ p2 - p3 = Ft/A = kX0/A
∵ k较小且不可调，工作时阀芯
移动很小。
∴ Ft≈ c △ p = p2-p3 = Ft/A ≈ c
故 当 A = c时,q= c,v = c
调速阀的工作原理
F↑,p3↑,减压阀阀芯右移,x↑,减压作
用 ↓, p2↑,使 △ p = p2-p3,基本不变
反之,F↓,p3↓减压阀阀心左移,x↓，减
压作用 ↑,p2↓仍使△ p = p2-p3 基本不变
↑
∴ F 〈 皆有△ p = c，若 A = c，则 q=c
↓ 动画演示
2 调速阀的流量特性
∵ 对调速阀，当△ p < Ft/A时,X最大，不减压，
>△ p—— 相当于节流阀 中低压, =0.5MPa
最小压差△ pmin < △ pmin <
<△ p—— 流量不变 高压,=1Mpa
0.5MPa
∴ 正常工作时，△ pmin>
1Mpa
∵ 调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响，但温度变化
对流量仍有影响。
温度补偿调速阀的工作原理
组成
工作原理
温度补偿调速阀的组成
在上述调速阀中节流阀的
推杆部分加上一根温度补
偿杆（一般用聚氯已烯塑
料），且将阀口变成薄刃
形（轴向缝隙式）。
温度补偿调速阀的工作原理
利用温度补偿杆的热胀冷缩补偿流量。
k↑ q↑
T↑ < > 从而使 q稳定
L↑ A↓ q↓
5,3,3 流量控制阀常见故障及其排除方法
见表 5,3,1
