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第二篇 甲板机械
deck machinery
第七章 液压元件和液压油
第八章 舵机
第九章 起货机
第十章 锚机和绞缆机
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甲板机械分类
按用途分类,舵机、起货机、绞缆机、吊艇机、悬梯升降机、
舱盖板启闭装置等；
按动力分类,气动、电动、液压；
液压传动的特点
1,力的转递靠液体压力来实现；
2,运动的速度的转递靠液体的流量来实现；
3,自锁靠液压元件对液压油的, 密封, 来实现。
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3.控制元件 —— 如各种方向、流
量和压力控制阀 。其功用是控制
液压系统中的液压油的流动方向、
流量大小和压力的高低，以满足
工作部件的运动方向、速度和所
需力的要求。
4.辅助元件 —— 如油箱、滤油器、
蓄能器、压力表、热交换器、油
管和管接头等。
1.动力元件 —— 液压泵 。其功用
是将泵的机械能转换为液压油的
压力能 (液压能 )。
2.执行元件 —— 液压缸或液压马
达 。其功用是将液压能转换成机
械能以带动工作部件运动。
液压元件图形符号
表示的原理图液压元件结构式表示的原理图
液压机械的液压系统原理图和系统组成
原理图 系统组成
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第七章 液压元件和液压油
一 液压控制阀
作用,对执行元件 (工作机构 )进行控制和调节。
分类, 按工作原理分 方向控制阀 （液流方向）
压力控制阀 （压力大小）
流量控制阀 (流量大小 )
按元件数目分 单体阀，组合阀（复合阀，集成式）
按连接方式分 螺纹连接，板式连接，阀兰连接
按功能分类 定制控制式，比例控制式，逻辑控制式
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(一 )方向控制阀
1 单向阀 功能：只允许油液单向流动。
要求, 灵敏可靠，开启阻力小，止逆密封性好，无噪音。
分类：球阀，锥阀，
直通式，直角式
符号：
分类：单向阀，换向阀
单向阀 液控单向阀
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单向阀
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1
隔
开
油
路；
2
组
成
单
向
平
衡
阀
? 单向阀开启压力一般为 0.035~0.05MPa，所以单向阀中的弹簧很软。
? 单向阀的主要用途如下
?（ 1） 单向阀可以安装在回油路中
作为背压阀。将软弹簧更换成合适
的硬弹簧，用以产生 0.2~0.6MPa的
背压。就成为 背压阀 。
?（ 2）安装在液压泵出口，防止系
统压力突然升高而损坏液压泵。 防
止系统中的油液在泵停机时倒流回
油箱。
?（ 3） 与其它阀组合 成单向控制阀。
?（ 4）用于 隔开油路 之间的联系，
防止油路相互干扰；
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液控单向阀的工作原理和图形符号
(a)工作原理图 ;(b)详细符号 ;(c)简化符号
液控单向阀 ?? 有条件的反向流动。
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双向液压锁
液控单向阀应用
1）控制重物匀速下落：
当换向阀通电时，油缸匀速下落
（不会自由落体下落）；当
换向阀断电时，油缸起吊重
物。
2）液压锁,液压锁用于液压
吊等的支腿。
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典型结构
液控单向阀有：不带卸荷阀芯的液控单向阀
带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀
两种结构形式。
?液控单向阀
1-控制活塞； 2-顶杆； 3-单向阀芯
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? 卸 载 式 液控单向阀 中，
当控制活塞上移时先顶
开卸载阀的小阀芯，使
主油路卸压，然后再顶
开单向阀芯。这样可大
大减小控制压力，使控
制压力与工作压力之比
降低到 4.5％。
? 因此可用于压力较高的
场合，同时可以避免筒
式阀中当控制活塞推开
单向阀芯时，高压封闭
回路内油液的压力将突
然释放，产生巨大冲击
和噪声的现象。
液控单向阀
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? 上述两种结构形
式按其控制活塞
处的泄油方式，
又均有 内泄式 和
外泄式 之分。
(a)为内泄式，其
控制活塞的背压
腔与进油口 p1相
通。 带卸荷阀芯的液控单向阀
(a)带卸荷阀芯的内泄式液控单向阀 ;
(b)带卸荷阀芯的外泄式液控单向阀
液控单向阀
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? 外泄式 的活塞背压
腔直接通油箱，这
样反向开启时就可
减小 p1腔压力对控
制压力的影响，从
而减小控制压力 pK。
故一般在反向出油
口压力 p1较低时采
用内泄式，高压系
统采用外泄式。
液控单向阀
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2 换向阀 功能,利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间
的通断关系，实现接通、切断，或改变液流方向。它
的用途很广，种类也很多 。
要求, ① 油液流经换向阀时的压力损失要小 (一般 0.3MPa)；
② 互不相通的油口间的泄漏要小 ;
③ 换向可靠、迅速且平稳无冲击。
分类：操作方式 手动，液动，电磁式，电液式，机动
工作位数和控制通道 二位二通阀、二位三通阀、
二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀
阀芯形式 滑阀，转阀
(二 )方向控制阀
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不同的, 通, 和, 位, 的滑阀式换向阀主体部分
的结构形式和图形符号．
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? 滑阀式换向阀处于中
间位置或原始位置时，
阀中各油口的连通方
式称为换向阀的滑阀
机能。
? 滑阀机能直接影响执
行元件的工作状态，
不同的滑阀机能可满
足系统的不同要求。
? 正确选择滑阀机能是
十分重要的。这里介
绍二位二通和三位四
通换向阀的滑阀机能。
滑阀机能
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二位二通换向阀的滑阀机能
? 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种,通或
断
? 自动复位式 (如弹簧复位 )的二位二通换向阀的滑阀机能
有 常闭式 (O型 )和 常开式 (H型 )两种。
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P,O口相通,A与 B口均封闭，活塞
闭锁不动，泵卸荷，也可用多个 M型
换向阀并联工作
M型
P,A,O口相通,B 口封闭，活塞处
于单向闭锁状态，泵卸荷
K型
P封闭,A,B,O口相通，活塞浮动，
在外力作用下可移动，泵不卸荷
Y型
P,A,B,O口全通，活塞浮动，在
外力作用下可移动，泵卸荷
H型
P,A,B,O四口全封闭，液压缸闭
锁，可用于多个换向阀并联工作
O型
中位油口状况，特点及应用符 号型式
三位四通阀常用滑阀机能
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换向阀的操纵方式
手动换向阀 主要有 弹簧复位 和 钢球定位 两种形式。
三位四通手动换向阀
(a)弹簧钢球定位式符号,(b)弹簧自动复位式符号
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机动换向阀
机动换向阀又称行程换向阀，它是用挡铁或凸轮
推动阀芯实现换向。
二位二通机动换向阀
1-挡铁； 2-滚轮； 3-阀芯； 4-弹簧
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电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由
于它可借助于按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等
发出的信号进行控制，所以操作轻便，易于实现自动化，因此
应用广泛。
电磁换向阀的品种规格很多，但其工作原理是基本相同的。
电磁换向阀
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电
磁
换
向
阀
工
作
原
理
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直流电磁铁和交流电磁铁
阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种：
? ①交流电磁铁。 阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流 220V，
电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大，换向时间短。但换
向冲击大，工作时温升高 (外壳 设有散热筋 )；当阀芯卡住时，电
磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过 30
次／ min，寿命较短。
? ②直流电磁铁 。 直流电磁铁一般使用 24V直流电压，因此需要专
用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏 (其圆筒形外壳上 没
有散热筋 )，体积小，工作可靠，允许切换频率为 120次／ min，
换向冲击小，使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。
? ③本整型电磁铁 。 本整型指 交流本机整流型 。这种电磁铁本身带
有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁
铁的结构和特性。
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干式、油浸式、湿式电磁铁
不管是直流电磁铁还是交流电磁铁，都可做成干式的、油浸式的和
湿式的。
? ①干式电磁铁。 干式电磁铁的线圈、铁芯与轭铁处于空气中不和
油接触，电磁铁与阀联结时,在推杆的外周有密封圈 。由于回油有
可能渗入对中弹簧腔中，所以阀的回油压力不能太高。此类电磁铁
附有手动推杆，一旦电磁铁发生故障时可使阀芯手动换位。此类电
磁铁是简单液压系统常用的一种形式。
? ②油浸式电磁铁 。 油浸式电磁铁的线圈和铁芯都浸在无压油液中。
推杆和衔铁端部都装有密封圈 。可帮助线圈散热，且可改善推杆的
润滑条件，所以寿命远比干式电磁铁为长。因有多处密封，此种电
磁铁的灵 敏性较差，造价较高。
? ③ 湿式电磁铁 。 湿式电磁铁也叫耐压式电磁铁，它和 油浸式电磁
铁不同之处是推杆处无密封圈 。 线圈和衔铁都浸在有压油液中，
故散热好，摩擦小。还因油液的阻尼作用而减小了切换向时的冲
击和噪声。
所以湿式电磁铁具有吸声小、寿命长、温升低等优点,是目前应用最
广的一种电磁铁 。 也有人将油浸式电磁铁和耐压式电磁铁都叫做湿式电磁铁。
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1-阀体 ;2-阀芯 ;3-推杆 ;4,7-弹簧 ;5,8-弹簧座 ;6-O形圈 ;9-后盖
交流式二位三通电磁换向阀
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弹簧对中型三位四通液动换向阀
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弹簧对中型三位四通液动换向阀
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阻尼调节器由 一个单向阀 和 一个节流阀 并联组成，单向阀
用来保证滑阀端面进油畅通，而节流阀用于滑阀端面回油
的节流，调节节流阀开口大小即可调整阀芯的动作时间。
有阻力器的三位四通液动换向阀
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? 电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种形式 。若按控制压力油及其回油方式
进行分类则有：外部控制 -外部回油；外部控制 -内部回油；内部控制 -外部
回油；内部控制 -内部回油等四种类型。
内部控制、外部回油的弹簧对中型电液换向阀
(a)结构图； (b)符号,(c)简化符号
l,7-单向阀 ;2,6-节流阀 ;3,5-电磁铁 ;4-电磁阀阀芯 ;8-主阀芯
外部回油
口
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方向阀在换向与锁紧回路中的应用
? 在液压系统中，工作机构的
启动、停止或变换运动方向
等是利用控制进入执行元件
油流的通、断及改变流动方
向来实现的。实现这些功能
的回路称为方向控制回路。
? 方向阀主要用于通断控制、
换向控制、锁紧、保压等方
面。
?简单换向回路
简单换向回路，只需在泵
与执行元件之间采用标准
的普通换向阀即可。
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复杂换向回路
? 当需要频繁、连续自动
地作往复运动且对换向
过程有很多附加要求时，
则需采用复杂换向回路。
? 对于换向要求高设备，
若用手动换向阀就不能
实现自动往复运动。采
用机动换向阀，
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锁紧回路简介
? 锁紧回路可使液压缸活塞在
任一位置停止，并可防止其
停止后窜动。
1.使执行元件锁紧的最简单的
方法是利用三位换向阀的 M
型或 O型中位机能封闭液压
缸两腔，使执行元件在其行
程的任意位置上锁紧。但由
于滑阀式换向阀不可避免地
存在泄漏，这种锁紧方法不
够可靠，只适用于锁紧时间
短且要求不高的回路中。
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2.最常用的方法是采用
液控单向阀，其锁
紧回路如图所示。
由于液控单向阀有
良好的密封性能，
即使在外力作用下，
也能使执行元件长
期锁紧。
为了保证在三位换向
阀中位时锁紧，换
向阀应采用 H型或 Y
型机能。
锁紧回路
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叠加阀式液压装置
1-底板 ;2-压力表开关 ;3-换向阀
集成块式液压装置
1-底板 ;2-集成块 ;3-阀 ; 4-盖板
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小 结
? 单向阀和换向阀是液压系统中控制液流方向的元件。
? 单向阀分成两类：即普通单向阀 (简称单向阀 )和液
控单向阀。普通单向阀只允许液流向一个方向通过；
? 液控单向阀具有普通单向阀的功能，并且只要在控
制口通入一定压力的控制油液，油流反向也能通过。
单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合，
也用于各种锁紧回路。
? 换向阀既可用来使执行元件换向，也可用来切换油
路。换向阀的各种结构形式中，滑阀式用得较多。
而各种操纵形式的换向阀中，则以电磁和电液换向
阀用得较多，因为它易于实现自动化。换向阀的图
形符号明确地表示了阀的作用原理、工作位置数、
通路数、通断状态以及操纵方式等，应予以足够的
重视，并能熟练掌握。
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习 题
? 说明 O型,M型,P型和 H型三位四通换向阀在中间
位置时的特点。
? O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一
般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧
回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?
? 在图 (a)所示液动换向阀和图 (b)所示电液换向
阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T,A,P,B、
T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边
的工作槽?
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（二）压力控制阀
? 压力控制阀是用于 控制液压系统中油液的压力,或利
用压力变化作为信号来控制其它元件动作 的阀。
? 分类：溢流阀、减压阀、顺序阀，以及由顺序阀派
生出来的平衡阀、卸荷阀等。
? 从工作原理来看，所有的压力控制阀都是利用液压
油的压力对阀芯产生的推力与弹簧的弹力相平衡，
使阀芯停止在不同位置上，以控制阀口开度来实现
压力的控制。
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1 溢流阀 功能：保持阀前的油压恒定，将多余的油液回流到油箱
（安全阀，平时常闭），会流到阀后管系（溢流阀，平时常开）。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，机构简单 。
分类,直动式，差动式，先导式
符号：
二）压力控制阀
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直动型溢流阀结构原理图
(a)滑阀节流口，端面测压 ;(b)锥阀节流口，端面测压 ;
(c)锥阀节流口，锥面测压
1）直动型溢流阀
直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与
调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。
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锥阀式直动型溢流阀
(a)结构图； (b)图形符号
直动型溢流阀
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当阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计,令指令力 (弹
簧调定力 )F指 ＝ K · x0时,直动式溢流阀在稳态下
的力平衡方程为, p· A = F指 + K · x
即 Δ F指 = F指 － p· A =－ K · x
即 p=K(x0+x)/A≈ Kx0/A
式中 K— 弹簧刚度 (N／ m)；
x0— 弹簧预压缩量 (m)；
p(或 pL)— 进口压力即系统压力 (Pa)；
F指 — 指令信号，即弹簧预压力 (N)；
Δ F指 — 控制误差（取决于 K）,即驱动阀芯的合
力 (N)；
A— 阀芯的有效承压面积 (m2)；
x— 阀开口量 (m)。
由式可以看出，只要在设计时保证 x << x0,即
可使 p=K(x0+x)/A≈ Kx0/A =常数 。 这就表明，当
溢流量变化时，直动式溢流阀的进口压力是近于恒
定的。
直动型溢流阀
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? 直动型溢流阀的特点,
结构简单，灵敏度高，但因
压力直接与调压弹簧力平衡，
不适于在高压、大流量下工
作。在高压、大流量条件下，
直动型溢流阀的阀芯摩擦力
和液动力很大，不能忽略，
故调压精度低，恒压特性不
好。
? 工程机械上多作 缓冲阀用。
直动型溢流阀
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2）先导型溢流阀
先导型溢流阀有多种结构。图所示是一种典型的三节同心结构先导型
溢流阀，它由先导阀和主阀两部分组成。
YF型三节同心先导型溢流阀结构图 (管式 )
1-锥阀 (先导阀 );2-锥阀座 ;3-阀盖 ;4-阀体 ;5-阻尼孔 ;6-主阀芯 ; 7-主阀座 ;8-主阀弹
簧 ;9-调压 (先导阀 )弹簧 ;10-调节手柄
溢流开启状
态关闭状态
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? 该阀的原理如图所示。
图中，锥式先导阀 1、主阀芯上
的阻尼孔 (固定节流孔 )5及调
压弹簧 9一起构成先导级压力
负反馈控制，负责向主阀芯 6
的上腔提供经过先导阀稳压后
的主级指令压力 p2A2。
主阀芯是主控回路的比较器，
上端面作用有主阀芯的指令力
p2A2,下端面作为主回路的
测压面，作用有反馈力 p1A1,
其合力可驱动阀芯，调节溢流
口的大小，最后达到对进口压
力 p1进行调压和稳压的目的。
三节同心先导型溢流阀原理图
2）先导型溢流阀
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当先导阀 1未打开时，阀腔中油
液没有流动，作用在主阀芯 6上
下两个方向的压力相等，但因上
端面的有效受压面积 A2大于下
端面的有效受压面积 A1，主阀
芯在合力的作用下处于最下端位
置，阀口关闭。 当进油压力增大
到使先导阀打开时,液流通过主
阀芯上的阻尼孔 5、先导阀 1流
回油箱。
由于阻尼孔的阻尼作用，使主
阀芯 6所受到的上下两个方向
的液压力不相等，主阀芯在压
差的作用下 上移,打开阀口，
实现溢流，并维持压力基本稳
定。调节先导阀的调压弹簧 9，
便可调整溢流压力。
溢流开启
状态
2）先导型溢流阀
?工作时，液压力同时作用于主阀芯及先导阀芯的测压面上。
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根据先导型溢流阀的原理图，当阀芯重力、
摩擦力和液动力忽略不计，令导阀的指令力 F
指 ＝ Ks ·xs0,导阀芯在稳态状况下的力平衡
方程为
p2·As = F指 + Ks ·xs
即 ΔFs= F指 － p2·As =－ Ks ·xs
即 p2 = Ks (xs0+ xs)/ As
?因导阀的流量极小，仅为主
阀流量的 1％左右，导阀开口
量 xs很小，因此有
p2 ≈ Ks · xs0/A s
=（常数）
式中 p2— 先导级的输出压力，即主级的指令
压力 (Pa)；
F指 — 先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力
(N)；
ΔFs— 先导级的控制误差，即导阀芯的驱动力
(N)；
As— 导阀芯的有效承压面积 (m2)；
Ks— 导阀弹簧刚度 (N／ m)；
xs0— 导阀弹簧预压缩量 (m)；
xs— 导阀开口量 (m)。
2）先导型溢流阀
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先导级可以对主级的指令压力 p2进行调压和稳压。
在主阀中，当主阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计，
令主阀的指令力 F调 =p2A2，
主阀芯在稳态状况下的力平衡方程为
p2·A2 + K（ x0+ x) = p1·A1
即 ΔF= F调 － p1·A1= p2·A2－ p1·A1 =－ K（ x0+ x)
?因主阀芯弹簧不起调压弹簧作
用，因此弹簧极软，弹簧力基
本为零，即
ΔF= － K（ x0+ x) ≈0
故有
p1 = F调 /A1= p2·A2 / A1
（常数）指
1
2
1
20
1 A
A
A
F
AA
AxKp
ss
ss ??
?
?
???
???
2）先导型溢流阀
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式中 pl— 进口压力，即系统压力 (Pa)；
A1— 主阀芯下端面的有效承压面积 (m2)；
A2— 主阀芯上端面的有效承压面积 (m2)，
K— 主阀弹簧刚度 (N／ m)；
x0— 主阀弹簧预压缩量 (m)；
x— 主阀开口量 (m)；
F调 — 主级的指令信号，即主阀芯上端面有效承压面积上所承受的液压力 (N)；
F指 — 先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力 (N)；
ΔF — 主级的控制误差，即主阀芯的驱动力，用于克服主阀液动力等阻力 (N)；
As— 导阀芯的有效承压面积 (m2)；
Ks— 导阀弹簧刚度 (N／ m)；
xs0— 导阀弹簧预压缩量 (m)；
xs— 导阀开口量 (m)。
p1 = F调 /A1= p2·A2 / A1
（常数）指
1
2
1
20
1 A
A
A
F
AA
AxKp
ss
ss ??
?
?
???
???
p2 ≈ Ks ·xs0/A s
2）先导型溢流阀
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? 由式可以看出，只要在设计时保证主阀弹簧很软，且主阀
芯的测压面积 A1,A2较大，摩擦力和液动力相对于液压
驱动力可以忽略不计，即可使系统压力 p1=常数 。
? 先导型溢流阀的特点,
在溢流量发生大幅度变化时，被控压力 p1只有很小的变
化（因主阀芯弹簧刚度小），即定压精度高。此外，由于
先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的 1％左右，因此先导
阀阀座孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大。所
以，先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。
2）先导型溢流阀
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? 图示为二节同心先导型溢流
阀的结构图，其主阀芯为带
有圆柱面的锥阀。为使主阀
关闭时有良好的密封性，要
求主阀芯 1的圆柱导向面和
圆锥面与阀套配合良好，两
处的同心度要求较高，故称
二节同心。 主阀芯上没有
阻尼孔，而将三个阻尼孔 2、
3,4分别设在阀体 10和先
导阀体 6上。
二节同心先导型溢流阀 (板式 )
1-主阀芯 ;2,3,4-阻尼孔 ;5-先导阀座 ;6-先导阀
体 ;7-先导阀芯 ;8-调压弹簧 ;9-主阀弹簧 ;l0-阀体
先导型溢流阀实例
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? 其工作原理与三节同心先
导型溢流阀相同，只不过
油液从主阀下腔到主阀上
腔，需经过三个阻尼孔。
阻尼孔 2和 4相串联，相当
三节同芯阀主阀芯中的阻
尼孔，是半桥回路中的进
油节流口，
打开状态
作用是使主阀下腔与先
导阀前腔产生压力差，
再过阻尼孔 3作用于主阀
上腔，从而控制主阀芯
开启。阻尼孔 3的主要作
用是提高主阀芯的稳定
性，它的设立与桥路无
关。
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? 先导型溢流阀的导阀部分结构尺寸较小，调压弹簧
不必很硬，因此压力调整比较轻便。但因先导型溢
流阀要在先导阀和主阀都动作后才能起控制作用，
因此反应不如直动型溢流阀灵敏。
? 与三节同心结构相比，二节同心结构的特点是：
? ①主阀芯仅与阀套和主阀座有同心度要求，免去了
与阀盖的配合，故结构简单，加工和装配方便。
? ②过流面积大，在相同流量的情况下，主阀开启高
度小；或者在相同开启高度的情况下，其通流能力
大。
? ③主阀芯与阀套可以通用化，便于组织批量生产。
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电磁溢流阀实例
? 电磁溢流阀是电磁换向阀
与先导式溢流阀的组合，
用于系统的多级压力控制
或卸荷。为减小卸荷时的
液压冲击，可在电磁阀和
溢流阀之间加装缓冲器。
图为电磁溢流阀的结构图，
它是先导型溢流阀与常闭
型二位二通电磁阀的组合。
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? 电磁阀的两个油口分别与主
阀上腔 (导阀前腔 )及主阀溢
流口相连。当电磁铁断电时，
电磁阀两油口断开，对溢流
阀没有影响。
?当电磁铁通电换向时，通过电
磁阀将主阀上腔与主阀回油口
相连通，溢流阀溢流口全开，
导致溢流阀进口卸压 (压力为零 )，
这种状态称之为卸荷 。
电磁溢流阀实例
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? 先导型溢流阀与常闭型二位二通
电磁阀组合时称为 O型机能电磁溢
流阀，见图 ( b)；
? 与常开型二位二通电磁阀组合时
称为 H型机能电磁溢流阀，见图
( c)。
? 电磁溢流阀除应具有溢流阀的基
本性能外，还要满足以下要求：
? (1)建压时间短；
? (2)具有通电卸荷或断电卸荷功能；
? (3)卸荷时间短且无液压冲击。
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二）压力控制阀
2 减压阀 功能：保持阀后的油压恒定，。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，
机构简单 。
分类：直动式，先导式
符号：
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1）直动式减压阀
? 其结构如图所示 。 它主要由阀芯, 阀壳, 弹簧, 调压手轮组成 。 进口压
力称为一次压力 p1,出口压力称为二次压力 p2。
? 一次油路 p1进入阀体, 流经节流口 X节流降压后, 从二次油路 p2输出,
这是主油路 。 输出的油, 从出油口分支进入阀芯底部, 流经阀芯中心的
阻尼孔进入弹簧腔溢流回油箱 。 （ 动画演示 )
? 阀芯上作用力的平衡方程式：
p2?F = R0+ K（ Xmax－ X）
式中（ Xmax－ X） — 弹簧变形量。
R0 — 弹簧预调压力；
K — 弹簧刚性系数；
F — 阀芯底面积； x
R
p2
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先导级由减压出口供油的减压阀
? 先导级由减压
出口供油的减
压阀如图所示，
由先导阀和主
阀两部分组成。
该阀的原理如
图下：
先导级由减压出口供油的先导式减压阀
(a)图形符号,(b)结构图
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? 图中，压力油由阀的进油口 p1流
入，经主阀减压口 f减压后由出口
p2流出,锥式先导阀、主阀芯上
的阻尼孔 (固定节流孔 )及先导阀
的调压弹簧一起构成先导级半桥
分压式压力负反馈控制，负责向
滑阀式主阀芯的上腔提供经过先
导阀稳压后的主级指令压力 p3。
主阀芯是主控回路的比较器，端
面有效面积为 A，上端面作用有
主阀芯的指令力 (即液压力 p3A与
主阀弹簧力预压力 Ky0之和 )，下
端面作为主回路的测压面，作用
有反馈力 p2A，其合力可驱动阀
芯，并调节减压口 f的大小，最后
达到对出口压力 p2进行减压和稳
压之目的。
图 6.17 先导级由减压出口
供油的先导式减压阀原理
图
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? 由图可见，出口压力油经
阀体与下端盖的通道流至
主阀芯的下腔，再经主阀
芯上的阻尼孔 e流到主阀
芯的上腔，最后经导阀阀
口及泄油口 L流回油箱。
因此先导级的出口 (即阻
尼孔 e的进口 )压力油引自
减压阀的出口 p2，故称为
先导级由减压出口供油的
减压阀。
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? 工作时，若出口压力 p2
低于先导阀的调定压力，
先导阀芯关闭，主阀芯
上、下两腔压力相等，
主阀芯在弹簧力作用下
处于最下端，减压口开
度 y为最大，阀不起减
压作用,p2≈p1。
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当出口压力达到先导阀调定压力时，先导阀阀口打开，主阀弹簧
腔的油液便由外泄口 L流回油箱，由于油液在主阀芯阻尼孔 e内流
动，使主阀芯两端产生压力差，主阀芯在压差作用下，克服弹簧
力抬起，减压阀口 y减小，压降增大，使出口压力下降到调定的
压力值。此时，如果忽略液动力、摩擦力，则先导阀和主阀的力
平衡方程式为
ΔF=( p3·A+Ky0)-p2·A=Ky
?p3·As=Ks(x0+x)
?≈ Ks ·x0(常数 )
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二）压力控制阀
3 顺序阀 功能：利用油液信号，控制执行机构的动作顺序。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，机构简单 。
分类：直控式，远控式，卸荷式
符号：
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顺序阀
? 顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号控制油路通断。
? 顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源不同，
它还有内控式和外控式之分。
? 通过改变控制方式、泄油方式以及二次油路的连接方式，顺
序阀还可 用作背压阀, 卸荷阀和平衡阀 等。
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1 直动型顺序阀
? 直动型顺序阀如图所示，图 (a)为实际结构图，图 (c)为原理图 。
直动式顺序阀
(a)结构图 ;(b)内控式直动型顺序阀的符号 ;(c)原理图
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? 直动式顺序阀通常为滑阀结构，其
工作原理与直动式溢流阀相似，均
为进油口测压，但顺序阀为减小调
压弹簧刚度，还设置了断面积比阀
芯小的控制活塞 A。顺序阀与溢流
阀的区别还有：其一，
出口不是溢流口，因此 出口 p2不接回
油箱，而是与某一执行元件相连,
弹簧腔泄漏油口 L必须单独接回油箱；
其二,顺序阀不是稳压阀，而是开
关阀,它是一种利用压力的高低控
制油路通断的“压控开关”，严格
地说，顺序阀是一个二位二通液动
换向阀。
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? 工作时，压力油从进油口 p1(两个 )
进入，经阀体上的孔道 a和端盖上
的阻尼孔 b流到控制活塞 (测压面
积为 A)的底部，当作用在控制活
塞上的液压力能克服阀芯上的弹簧
力时，阀芯上移，油液便从 p2流
出。该阀称为内控式顺序阀，其图
形符号如图所示。
? 应该注意，当进油口一次油路压力
p1低于调定压力时，顺序阀一直
处于关闭状态，一旦超过调定压力，
阀口便全开 (溢流阀口则是微开 )，
压力油进入二次油路 (出口 p2)，
驱动另一个执行元件。
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2 先导型顺序阀
? 如果在直动型顺序
阀的基础上，将主阀芯
上腔的调压弹簧用半桥
式先导调压回路代替，
且将先导阀调压弹簧腔
引至外泄口上，就可以
构成图所示先导式顺序
阀。
外泄量较大的一种先导式顺序阀
(a)先导式顺序阀符号； (b)结构图
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? 这种先导式顺序阀的原理与
先导式溢流阀相似，所不同
的是二次油路 (即出口 )不接
回油箱，泄漏油口 L必须单
独接回油箱。
这种顺序阀的缺点是外泄漏
量过大。因先导阀是按顺序
压力调整的，当执行元件达
到顺序动作后，压力可能继
续升高，将先导阀口开得很
大，导致流量从导阀处大量
外泄。故在小流量液压系统
中不宜采用这种结构。
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? 为减小导阀处的外泄量，可将导阀设计成滑阀式，令导
阀的测压面与导阀阀口的节流边分离。先导级设计为：
? (1)导阀的测压面与主油路进口一次压力 p1相通，由
先导阀的调压弹簧直接与 p1相比较；
? (2)导阀阀口回油接出口二次压力 p2，这样可不
致产生大量外泄流量；
? (3)导阀弹簧腔接外泄口 (外泄量极小 )，使导阀
芯弹簧侧不形成背压；
? (4)先导级仍 采用 带进油固定节流口的半桥回路，
固定节流口的进油压力为 pl，先导阀阀口仍然作为
先导级的回油阀口，但回油压力为 p2 。
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? 图示的 DZ型顺序
阀就是基于上述原
理的先导式顺序阀。
主阀形似单向阀，
先导阀为滑阀式。
DZ型先导式顺序阀
1-主阀体 ;2-先导级测压孔 ;3-导阀芯 ;4-导阀体 ;
5-主阀芯 ;6-阻尼孔 ;7-调压弹簧 ;8-单向阀
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? 当顺序阀内装并联的单向阀，可构成单向顺序阀。单向
顺序阀也有内外控之分。若将出油口接通油箱，且将外
泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液压缸不
因自重而下落。
? 各种顺序阀的职能符号如表所示。
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表 顺序阀的职能符号
控制与
泄油方式
内控外泄 外控外泄 内控内泄 外控内泄
名 称 顺序阀
外控顺序阀
背压阀 卸荷阀
职能符号
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控制与
泄油方式
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
单向顺
序阀
外控单向
顺序阀
内控单向
平衡阀
外控单向
平衡阀
职能符号
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直动式顺序阀的
派生阀
内控
外泄
?顺序阀 (内控外泄 )
?远控顺序阀 (外控外泄 )
?平衡阀 (内控内泄 )
远控平衡阀 (外控内泄 )
卸荷阀 (外控内泄 )
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(a)
压力阀在调压与减压回路中的应用
调压回路
? 在定量泵系统中 (a)，液压
泵的供油压力可以通过溢流
阀来调节。在变量泵系统中
(b)，用溢流阀作安全阀以
限定系统的最高压力，防止
系统过载。当系统中需要两
种以上压力时，则可采用多
级调压回路 (c)。
(b)
(c)
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单级调压回路
? 在图示的定量泵系统中，节
流阀可以调节进入液压缸的
流量，定量泵输出的流量大
于进入液压缸的流量，而多
余油液便从溢流阀流回油箱。
调节溢流阀便可调节泵的供
油压力,溢流阀的调定压力
必须大于液压缸最大工作压
力和油路上各种压力损失的
总和。 为了便于调压和观察，
溢流阀旁一般要就近安装压
力表。
单级调压回路
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双向调压回路
? 当执行元件正、反向运
动需要不同的供油压力
时，可采用双向调压回
路，如图所示。
? 图 (a)中，当换向阀在
左位工作时，活塞为工
作行程，泵出口压力较
高，由溢流阀 1调定。当
换向阀在右位工作时，
活塞作空行程返回，泵
出口压力较低，由溢流
阀 2调定。 图 6.25 双向调压回路（ a）
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? 图 (b)所示回路在图示位
置时，阀 2的出口被高压
油封闭，即阀 1的遥控口
被堵塞，故泵压由阀 1调
定为较高压力。当换向阀
在右位工作时，液压缸左
腔通油箱，压力为零，阀
2相当于阀 1的远程调压
阀，泵的压力由阀 2调定。
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多级调压回路
? 在不同的工作阶段，液压系
统需要不同的工作压力，多
级调压回路便可实现这种要
求。
? 图 (a)所示为二级调压回
路。图示状态下，泵出口压
力由溢流阀 3调定为较高压
力，阀 2换位后，泵出口压
力由远程调压阀 1调为较低
压力。 图 6.26 多级调压回路
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? 图 (b)为三级调压回路。溢流阀 1的
远程控制口通过三位四通换向阀 4分
别接远程调压阀 2和 3，使系统有三种
压力调定值；换向阀在左位时，系统
压力由阀 2调定，换向阀在右位时，
系统压力由阀 3调定；换向阀在中位
时，系统压力由主阀 1调定。
? 在此回路中，远程调压阀的调整压力
必须低于主溢流阀的调整压力，只有
这样远程调压阀才能起作用 。
图 6.26 多级调压回路
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? 图 (c)所示为采用
比例溢流阀的调压
回路。
? 最高压力由阀 1调定，
通过阀 2可根据通入
电流的大小，成比
例调出各种压力。
图 6.26 多级调压回路
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减压回路
? 液压系统中的定位、夹紧、
控制油路等支路，在工作时
往往需要稳定的低压，为此，
在该支路上需串接一个减压
阀 [图 (a)]。
图 6,28 减压回路
主
油
路
路油减压
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? 图 (b)所示为用于工件夹紧的减压回路。夹紧工作时为了防
止系统压力降低 (例如送给缸空载快 进 )、油液倒流，并短时
保压，通常在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由
减压阀 1调定；当二通阀通电后，阀 1出口压力则由远程调压
阀 2决定，故此回路为二级减压回路。
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小 结
? 压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的，用
于稳压 (控制压力 )和调压。 压力负反馈的核心是将被控压力转
化为力信号并与指令力比较,指令力可用调压弹簧或比例电磁
铁产生,比较元件一般是主阀或先导阀 。要通过, 测压面,,
,测压孔,,, 调节阀口,,, 先导桥路, 等几个要点去理解
工作原理。
溢流阀的主要作用有：
①在某些定量泵系统 (如在节流调速系统中 )中起定压溢流作用；
②在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用。
? 溢流阀的结构形式主要有两种：直动式溢流阀和先导式溢流阀。
? 前者一般用于低压或小流量 (如用小流量锥阀式溢流阀作远程调
压阀 )，后者用于高压、大流量。
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溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的
原理来工作的。当进油口压力低于弹簧力时阀口关闭；
当进油口压力超过弹簧力时阀口开启 。
? 弹簧力可以调整，故压力也可调整。
? 当有一定流量通过溢流阀时，阀必须有一开口，此开口
形成一个液阻，油液流过液阻时产生压降，这就形成了
进油口压力 (即溢流压力 )。
? 实际工作时，溢流阀开口大小是根据通过的流量自动调
整，阀的进口压力 (或系统压力 )将随溢流量的增加而加
大。溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主
阀芯上弹簧的刚度 (包括波动力弹簧刚度 )。弹簧刚度愈
小，压力变化也愈小。压力变化大小反映了溢流阀稳压
性能的好坏。从这点出发，先导式溢流阀较直动式溢流
阀稳压性能好 。
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? 先导式溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程
调压、多级压力控制和使液压泵卸荷等功能。
? 减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出
口压力低于进口压力，并使出口压力基本不变的压
力控制阀。
? 它常用于某局部油路的压力需要低于系统主油路压
力的场合。
? 减压阀与溢流阀相比，主要差别为：
①出口测压；
②反馈力指向主阀口关闭方向；
③先导级有外泄口。
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? 顺序阀和压力继电器不是用于控制压力。反过来，
它们利用压力作为信号去驱动液压开关或电器开关。
? 顺序阀是 液控液压开关,压力继电器是 液控电开关 。
信号压力达到调定压力值时开关动作 (对顺序阀，阀
口全开 )。
? 顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来
控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理
基本相同，主要差别为,①出口接负载；②动作时
阀口不是微开而是全开； ③有外泄口 。
? 压力继电器是将压力信号转换为电信号的转换装置。
当作用于压力继电器上的控制油压升高到 (或降低到 )
调定压力时，压力继电器便发出电信号。
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? 1 分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别．
? 2 现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，
又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断?
? 3若减压阀调压弹簧预调为 5MPa，而减压阀前的一次压力为 4MPa。试问经
减压后的二次压力是多少?为什么?
? 4 顺序阀是稳压阀还是液控开关?顺序阀工作时阀口是全开还是微开?溢流阀
和减压阀呢?
? 5 电磁溢流阀有何用途?
? 6将 (远程 )溢流阀的 P口通过几米长的管道与先导型溢流阀的遥控口
K相连后即可实现远程调压，请在图 6.10的基础上画出远程调压的
原理简图，并作简要说明?
? 7顺序阀的先导阀为何做成滑阀?
? 8 先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞将会出现什么现
象?如果弹簧腔不与回油腔相接，会出现什么现象?
习 题
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三）流量控制阀
分类,节流 阀，调速阀
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三）流量控制阀
1 节流阀 功能：改变相关阀口的通流面积，控制流量。（负荷变化，
阀前后压差不变化）
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,机构简单 。
①当阀前后的压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小；
②当油温发生变化时，通过节流阀的流量变化要小；
③要有较大的流量调节范围，在小流量时不易堵塞。④当阀全开时，液流通过
节流阀的压力损失要小；
⑤阀的泄漏量要小。
分类,节流 阀，调速阀
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节流口的形式与特征
? 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大
程度上决定着流量控制阀的性能。几种常用的节流口如图
7.2所示。
? (1)图 7.2(a)为针阀式节流口。针阀作轴向移动时，调节
了环形通道的大小，由此改变了流量。这种结构加工简单，
但节流口长度大，水力半径小，易堵塞，流量受油温变化
的影响也大，一般用于要求较低的场合。
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? (2)图 7.2(b)为偏心式节流口。在阀芯上开
一个截面为三角形 (或矩形 )的偏心槽，当转
动阀芯时，就可以改变通道大小，由此调节
了流量。偏心槽式结构因阀芯受径向不平衡
力，高压时应避免采用。
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? (3)图 7.2(c)为轴向三角槽式节流口。在阀芯端部开有一
个或两个斜的三角槽，轴向移动阀芯就可以改变三角槽
通流面积从而调节了流量。轴向三角槽式节流口的水力
半径较大。小流量时的稳定性较好。在高压阀中有时在
轴端铣两个斜面来实现节流。
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? (4)图 7.2(d)为缝隙式节流口。阀芯上开有狭缝，油液可
以通过狭缝流入阀芯内孔再经左边的孔流出，旋转阀芯可以
改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以做成薄刃结构，
从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，故只
适用于低压节流阀中。
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? (5)图 7.2(e)为轴向缝隙式节流口。在套筒上开有轴向缝隙，
轴向移动阀芯就可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口
可以做成单薄刃或双薄刃式结构，流量对温度不敏感。在小
流量时水力半径大，故小流量时的稳定性好，因而可用于性
能要求较高的场合 (如调速阀中 )。但节流口在高压作用下易
变形，使用时应改善结构的刚度。
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节流阀
? 节流阀是通过改变节流截面或节流
长度以控制流体流量的阀。将节流
阀和单向阀并联则可组合成单向节
流阀。节流阀和单向节流阀是简易
的流量控制阀。
? 在定量泵液压系统中，节流阀和溢
流阀配合，可组成三种节流调速系
统，即进油路节流调速系统、回油
路节流调速系统和旁路节流调速系
统。
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? 所谓简式节流阀通常是指在高压下调节困难的节流阀，
由于它对作用于节流阀芯上的液压力没有采取平衡措
施，当在高压下工作时，调节力矩很大，因而必须在
无压 (或低压 )下调节，相反，可调式节流阀在高压下
容易调节，它对作用于阀芯上的液压力采取了平衡措
施，因而无论在何种工作状况下进行调节，调节力矩
都较小。
? 对节流阀的性能要求,
(1)流量调节范围大，流量 —— 压差变化平滑；
(2)内泄漏量小，若有外泄漏油口，外泄漏量也要小；
(3)调节力矩小，动作灵敏。
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节流阀
? 节流阀是通过改变节流截面或节流
长度以控制流体流量的阀。将节流
阀和单向阀并联则可组合成单向节
流阀。节流阀和单向节流阀是简易
的流量控制阀。
? 在定量泵液压系统中，节流阀和溢
流阀配合，可组成三种节流调速系
统，即进油路节流调速系统、回油
路节流调速系统和旁路节流调速系
统。
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节流阀没有流量负反馈功能，不能补偿
由负载变化所造成的速度不稳定，一般
仅用于负载变化不大或对速度稳定性要
求不高的场合。
? 按其功用，具有节流功能的阀有 节流阀、
单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀
和单向节流截止阀 等，按节流口的结构
形式，节流阀有针式、沉割槽式、偏心
槽式、锥阀式、三角槽式、薄刃式等多
种；按其调节功能，又可将节流阀分为
简式和可调式两种。
mpCAQ ??
流量系数
节流口形状指数
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节流阀
? 节流阀的结构和职能符号
如图所示。压力油从进油
口 P1流入，经节流口从 P2流
出。节流口的形式为 轴向
三角槽式 。作用于节流阀
芯上的力是平衡的，因而
调节力矩较小，便于在高
压下进行调节，当调节节
流阀的手轮时，可通过顶
杆推动节流阀芯向下移动，
节流阀芯的复位靠弹簧 5来
实现，节流阀芯的上下移
动改变着节流口的开口量，
从而实现对流体流量的调
节。
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单向节流阀
? 图为单向节流阀的结构图和职
能符号，它把节流阀芯分成了
上阀芯和下阀芯两部分。当流
体正向流动时，其节流过程与
节流阀是一样的，节流缝隙的
大小可通过手柄进行调节；
单向节流阀
1-顶盖； 2-导套； 3-阀体； 4-下阀 芯；
5-复位弹簧； 6-底座； 7-上阀芯
当流体反向流动时，靠油液的
压力把阀芯 4压下，下阀芯起单
向阀作用，单向阀打开，可实
现流体反向自由流动。
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? 图所示节流阀是一种具有螺
旋曲线开口和薄刃式结构的
精密节流阀。
? 阀套上开有节流窗口，阀芯
2与阀套 3上的窗口匹配后，
构成了具有某种形状的薄刃
式节流孔口。转动手轮 1(此
手轮可用顶部的钥匙来锁定 )
和节流阀芯后，螺旋曲线相
对套筒窗口升高或降低，改
变节流面积，即可实现对流
量的调节，因而其调节流量
受温度变化的影响较小。
螺旋曲线开口式节流阀
1-手轮 ;2-阀芯 ;3-阀套 ;4-阀体
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三）流量控制阀
2 调速阀 功能：改变相关阀口的通流面积，控制流量。
（负荷变化，阀前后压差不变化）
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,机构简单 。
分类：普通型调速阀（节流阀与差压式减压阀串连）
旁通型调速阀（节流阀与差压式溢流阀并联）
符号：
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调速阀
? 根据, 流量负反馈, 原理设计而成的流量阀统称为调
速阀。根据, 串联减压式, 和, 并联溢流式, 之差别，
又分为调速阀和溢流节流阀两种主要类型，调速阀中
又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。
? 调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要
用于：与定量泵、溢流阀组成节流调速的系统。调节
节流阀的开口面积，便可调节执行元件的运动速度。
? 节流阀适用于一般的节流调速系统，而调速阀适用于
执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中,
也可用于容积节流调速回路中。
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串联减压式调速阀的工作原理
? 采用, 压差法, 测量流量的串
联减压式调速阀是由定差减压
阀 2和节流阀 4串联而成的组合
阀，其工作原理及职能符号如
图所示。
图 7.8 调速阀的工作原理和职能符号
(a)结构原理图 ;(b)符号 ;(c)简化符号 ;
1-减压阀口 ;2-减压阀芯 ; 3-节流阀口 ;4-节流阀芯
节流阀 4充当流量传感器，节
流阀口不变时，定差减压阀 2作
为流量调节阀口，通过流量负反
馈，自动稳定节流阀前后的压差，
保持其流量不变。因节流阀 (传
感器 )前后压差基本不变，调节
节流阀口面积时，又可以人为地
改变流量大小。
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设减压阀的进口压力为 p1，负载串
接在调速阀的出口 p3处。节流
阀 (流量 — 压差传感器 )前、后
的压力差 (p2-p3)代表着负载流
量的大小,p2和 p3作为流量反
馈信号分别引到减压阀阀芯两
端 (压差 — 力传 感器 )的测压活
塞上，并与定差减压阀芯一端
的弹簧 (充当指令元件 )力相平
衡，减压阀芯平衡在某一位置。
减压阀芯两端的测压活塞做得比阀
口处的阀芯更粗的原因是为了
增大反馈力以克服液动力和摩
擦力的不利影响。
p2A=p3A+Fs
p2-p3=Fs/A
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? 当负载压力 p3增大引起负载
流量和节流阀的压差 (p2-p3)
变小时，作用在减压阀芯下
端的液压力小于上端总力，
减压阀芯下移，减压口加大，
压降减小，使 p2也增大，从
而使节流阀的压差 (p2-p3)
保持不变；
?反之亦然。这样就使调速阀
的流量恒定不变 (不受负载影
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，两者的工作原
理基本相同。
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温度补偿调速阀
? 普通调速阀的流量虽然已能基本上不受外部载荷变化的影响，但是当
流量较小时，节流口的通流面积较小,这时节流孔的长度与通流断面
的水力半径的比值相对地增大，因而油的粘度变化对流量变化的影响
也增大,所以当油温升高后油的粘度变小时，流量仍会增大。为了减
小温度对流量的影响，常采用带温度补偿的调速阀。温度补偿调速阀
也是由减压阀和节流阀两部分组成。减压阀部分的原理和普通调速阀
相同。
? 节流阀部分在结构上采取
了温度补偿措施，如图 7.9
所示，其特点是节流阀的
芯杆 (即温度补偿杆 )2由热
膨胀系数较大的材料 (如聚
氯乙烯塑料 )制成，当油温
升高时，芯杆热膨胀使节
流阀口关小，正好能抵消
由于粘性降低使流量增加
的影响。
温度补偿原理图
? 1-手柄 ;2-温度补偿杆 ;
3-节流口 ;4-节流阀芯
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溢流节流阀
? 溢流节流阀与负载相并联,采用并联溢
流式流量负反馈，可以认为它是 由定差
溢流阀和节流阀并联组成的组合阀 。其
中 节流阀充当流量传感器,节流阀口不
变时，通过自动调节起定差作用的溢流
口的溢流量来实现流量负反馈，从而稳
定节流阀前后的压差，保持其流量不变。
与调速阀一样，节流阀 (传感器 )前后压
差基本不变，调节节流阀口时，可以改
变流量的大小。 溢流节流阀能使系统压
力随负载变化，没有调速阀中减压阀口
的压差损失，功率损失小，是一种较好
的节能元件,但流量稳定性略差一些，
尤其在小流量工况下更为明显。
? 因此 溢流节流阀一般用于对速度稳定性
要求相对较高，而且功率较大的进油路
节流调速系统 。
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? 图为溢流节流阀的工作原理。溢流
节流阀有一个进口 P1、一个出口 P2和
一个溢流口 T，因而有时也称之为三
通流量控制阀。来自液压泵的压力
油 p1，一部分经节流阀进入执行元件，
另一部分则经溢流阀回油箱。节流
阀的出口压力为 p2。 p1和 p2分别作
用于溢流阀阀芯的两端，与上端的
弹簧力相平衡。节流阀口前后压差
即为溢流阀阀芯两端的压差，溢流
阀阀芯在液压作用力和弹簧力的作
用下处于某一平衡位置。
溢流节流阀工作原理
(a)结构图 ;(b)详细符号 ;(c)简化符号 1-
安全阀 ;2-节流阀 ;3-溢流阀
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? 当执行元件负载增大时，溢流
节流阀的出口压力 p2增加，于
是作用在溢流阀阀芯上端的液
压力增大，使阀芯下移，溢流
口减小，溢流阻力增大，导致,
溢流节流阀工作原理
1-安全阀 ;2-节流阀 ;3-溢流阀
液压泵出口压力 p1增大，即作
用于溢流阀阀芯下端的液压力
随之增大，从而使溢流阀阀芯
两端受力恢复平衡，节流阀口
前后压差 (p1-p2)基本保持不变，
通过节流阀进入执行元件的流
量可保持稳定，而不受负载变
化的影响。这种溢流节流阀上
还附有安全阀，以免系统过载。
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p1A=p2A+Fs
p1-p2=Fs/A p1 p2
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四）插装阀
功能：采用插入连接方法，能实现常规液压控制阀的功能，
且结构简单，通用性强，体积小，流阻小，密封性好，
抗污染能力强，动作灵敏特别适合大流量（大于 200L/min）
的液压系统。
分类,插装式方向控制阀,插装式压力控制阀，
插装式流量控制阀
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插装阀
? 前面所介绍的方向阀、压力阀、流量阀是普通液压阀，除
此之外还有一些特殊的液压阀，如插装阀、比例阀和伺服
阀等 。
插装阀
? 插装阀 (逻辑阀 )是一种较新型的液压元件，它的特点是通
流能力大，密封性能好，动作灵敏，结构简单，因而 主要
用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统 。
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插装阀的工作原理
? 插装阀的结构及图形符
号如图所示。它由控制
盖板、插装单元 (由阀
套、弹簧、阀芯及密封
件组成 )、插装块体和
先导控制阀 (设先导阀
为二位三通电磁换向阀，
见图组成。
? 由于这种阀的插装单元
在回路中主要起通、断
作用，故又称二通插装
阀。 插装阀逻辑单元
(a)结构原理图,(b)图形符号
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1,方向控制插装阀
? 插装阀组成各种方向控制阀
如图所示，图 (a)为单向阀，
当 pA>pB时，阀芯关闭,A与
B不通,而当 pB>pA时，阀芯
开启，油液从 B流向 A。
? 图 (b)为二位二通阀,当电
磁阀断电时，阀芯开启,A
与 B接通； 电磁阀通电时，
阀芯关闭,A与 B不通。
插装阀用作方向控制阀
?(a)单向阀 ;(b)二位二通阀 ;
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二通插装阀的工作原理相当于
一个液控单向阀，图中 A和 B
为主油路仅有的两个工作油
口,K为控制油口 (与先导阀
相接 )。当 K口无液压力作用
时，阀芯 受到的向上的 液压
力大于弹簧力，阀芯开启,A
与 B相通，至于液流的方向，
视 A,B口的压力大小而定。反
之，当 K口有液压力作用时，
且 K口的油液总压力大于 A和 B
口的油液压力，才能保证 A与 B
之间关闭。
插装阀与各种先导阀组合，便
可组成方向控制阀、压力控制
阀和流量控制阀。
插装阀的组成
1-先导控制阀 ;2-控制盖板 ; 3-
逻辑单元 (主阀 );4-阀块体
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? 图 (c)为二位三通阀,当电磁阀断电时,A与 T接通,电
磁阀通电时,A与 P接通。
? 图 (d)为二位四通阀,电磁阀断电时,P与 B接通,A与 T
接通,电磁阀通电时,P与 A接通,B与 T接通。
插装阀用作方向控制阀
(c)二位三通阀 ;(d)二位四通阀
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3 压力控制插装阀
? 插装阀组成压力控制阀如图所示。 在图 (a)中，若 B接油箱，则
插装阀用作溢流阀，其原理与先导式溢流阀相同。若 B接负载时，
插装阀起顺序阀作用。
插装阀用作压力控制阀
(a)溢流阀 ;(b)电磁溢流阀
?图 (b)所示为电磁溢流阀,当二位二通电磁阀通电时,起卸荷作用 。
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3 流量控制插装阀
? 二通插装节流阀的结
构及图形符号如图所
示。在插装阀的控制
盖板上有阀芯限位器，
用来调节阀芯开度，
从而起到流量控制阀
的作用。若在二通插
装阀前串联一个定差
减压阀，则可组成二
通插装调速阀。
插装节流阀
(a)结构原理图 ;(b)图形符号
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五）比例控制阀
功能：以电信号为输入量，使被控制的压力，流量与输入的
电信号成正比，从而实现连续的自动控制。（即可开环，
也可闭环控制）
分类,比例换向阀,比例压力控制阀，比例流量控制阀
比例电磁线圈：比例控制阀中常用的简单价廉的电 — 机械转换器。
它输出的电磁力与输入的电信号（电流）大小成正比。
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比例换向阀（比例节流型换向阀，比例流量型换向阀）
能完成液流换向的功能外，还可以通过换向阀的阀芯位置，
使输入的电信号与阀口的开度成正比（比例节流型），或
与输出的的流量成正比（比例流量型）。
比例流量型换向阀分类：定差减压型，定差溢流型
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插装阀 CARTRIDGE VALVES 电磁阀 SOLENOID VALVES 比例阀 PROPORTIONAL VAVES
传统阀 CONVENTIONAL VALVES 叠加阀 MODULAR VALVES
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高性能比例阀
?具有内置压力传感器的
集成式闭环压力控制阀。
?具有双内置传感器的集
成式闭环方向控制阀。
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1=具有集成位置传感器的伺服油缸
2= 比例阀
3=具有 CAN-BUS界面的集成式数 字控制器
4=电子反馈信号
5=与电源和信号的联线
现代机器为多轴机器。越来越多地由闭环电液装置控制。
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大部分液压元件为插芯式设
计，使元件的组合更快捷、
维护更容易。
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Atos的 PVPC泵为 变量轴向柱塞
泵，具有压力等级高，噪声低等特
点，广泛用于工业领域。
1.1电磁阀 1.2溢流阀 1.3单向阀
1.4流量控制阀 1.5卸载阀 1.6减压
阀 1.7压力补偿器
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插装阀,由滑阀或锥阀芯加控制
盖板组成。控制盖板固定插装
元件，并提供内部先导控制。
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常规阀,溢流阀 顺序阀 卸
荷阀 减压阀 流量控制阀 直
动式或先导式单向阀
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小 结
? 流量阀中，调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理
工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的核心
是将被控流量转化为力信号与指令力比较，指令力
可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是
流量调节阀芯或先导阀。
? 节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，
但用于节流调速系统时功率损失比调速阀小。
? 轴向三角槽式节流口的水力半径较大，加工简单，
应用较广。
? 插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀，它相当于
电液动阀，流量大，密封好，常用于大流量系统中。
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作业
? 1 在节流调速系统中，如果调速阀的进，出油口接反
了，将会出现怎样的情况?试根据调速阀的工作原理进
行分析。
? 2 将调速阀和溢流节流阀分别装在负载 (油缸 )的回油
路上，能否起速度稳定作用?
? 3 溢流阀和节流阀都能作背压阀使用，其差别何在?
? 4 利用两个插装阀 (逻辑阀 )单元组合起来作主级，以
适当的电磁换向阀作先导级，构成相当于二位三通电液
换向阀。
? 5 利用四个逻辑阀单元组合起来作主级，以适当的电
磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位四通、三位四
通电液换向阀。
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第二篇 甲板机械
deck machinery
第七章 液压元件和液压油
第八章 舵机
第九章 起货机
第十章 锚机和绞缆机
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甲板机械分类
按用途分类,舵机、起货机、绞缆机、吊艇机、悬梯升降机、
舱盖板启闭装置等；
按动力分类,气动、电动、液压；
液压传动的特点
1,力的转递靠液体压力来实现；
2,运动的速度的转递靠液体的流量来实现；
3,自锁靠液压元件对液压油的, 密封, 来实现。
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3.控制元件 —— 如各种方向、流
量和压力控制阀 。其功用是控制
液压系统中的液压油的流动方向、
流量大小和压力的高低，以满足
工作部件的运动方向、速度和所
需力的要求。
4.辅助元件 —— 如油箱、滤油器、
蓄能器、压力表、热交换器、油
管和管接头等。
1.动力元件 —— 液压泵 。其功用
是将泵的机械能转换为液压油的
压力能 (液压能 )。
2.执行元件 —— 液压缸或液压马
达 。其功用是将液压能转换成机
械能以带动工作部件运动。
液压元件图形符号
表示的原理图液压元件结构式表示的原理图
液压机械的液压系统原理图和系统组成
原理图 系统组成
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第七章 液压元件和液压油
一 液压控制阀
作用,对执行元件 (工作机构 )进行控制和调节。
分类, 按工作原理分 方向控制阀 （液流方向）
压力控制阀 （压力大小）
流量控制阀 (流量大小 )
按元件数目分 单体阀，组合阀（复合阀，集成式）
按连接方式分 螺纹连接，板式连接，阀兰连接
按功能分类 定制控制式，比例控制式，逻辑控制式
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(一 )方向控制阀
1 单向阀 功能：只允许油液单向流动。
要求, 灵敏可靠，开启阻力小，止逆密封性好，无噪音。
分类：球阀，锥阀，
直通式，直角式
符号：
分类：单向阀，换向阀
单向阀 液控单向阀
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单向阀
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1
隔
开
油
路；
2
组
成
单
向
平
衡
阀
? 单向阀开启压力一般为 0.035~0.05MPa，所以单向阀中的弹簧很软。
? 单向阀的主要用途如下
?（ 1） 单向阀可以安装在回油路中
作为背压阀。将软弹簧更换成合适
的硬弹簧，用以产生 0.2~0.6MPa的
背压。就成为 背压阀 。
?（ 2）安装在液压泵出口，防止系
统压力突然升高而损坏液压泵。 防
止系统中的油液在泵停机时倒流回
油箱。
?（ 3） 与其它阀组合 成单向控制阀。
?（ 4）用于 隔开油路 之间的联系，
防止油路相互干扰；
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液控单向阀的工作原理和图形符号
(a)工作原理图 ;(b)详细符号 ;(c)简化符号
液控单向阀 ?? 有条件的反向流动。
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双向液压锁
液控单向阀应用
1）控制重物匀速下落：
当换向阀通电时，油缸匀速下落
（不会自由落体下落）；当
换向阀断电时，油缸起吊重
物。
2）液压锁,液压锁用于液压
吊等的支腿。
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典型结构
液控单向阀有：不带卸荷阀芯的液控单向阀
带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀
两种结构形式。
?液控单向阀
1-控制活塞； 2-顶杆； 3-单向阀芯
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? 卸 载 式 液控单向阀 中，
当控制活塞上移时先顶
开卸载阀的小阀芯，使
主油路卸压，然后再顶
开单向阀芯。这样可大
大减小控制压力，使控
制压力与工作压力之比
降低到 4.5％。
? 因此可用于压力较高的
场合，同时可以避免筒
式阀中当控制活塞推开
单向阀芯时，高压封闭
回路内油液的压力将突
然释放，产生巨大冲击
和噪声的现象。
液控单向阀
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? 上述两种结构形
式按其控制活塞
处的泄油方式，
又均有 内泄式 和
外泄式 之分。
(a)为内泄式，其
控制活塞的背压
腔与进油口 p1相
通。 带卸荷阀芯的液控单向阀
(a)带卸荷阀芯的内泄式液控单向阀 ;
(b)带卸荷阀芯的外泄式液控单向阀
液控单向阀
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? 外泄式 的活塞背压
腔直接通油箱，这
样反向开启时就可
减小 p1腔压力对控
制压力的影响，从
而减小控制压力 pK。
故一般在反向出油
口压力 p1较低时采
用内泄式，高压系
统采用外泄式。
液控单向阀
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2 换向阀 功能,利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间
的通断关系，实现接通、切断，或改变液流方向。它
的用途很广，种类也很多 。
要求, ① 油液流经换向阀时的压力损失要小 (一般 0.3MPa)；
② 互不相通的油口间的泄漏要小 ;
③ 换向可靠、迅速且平稳无冲击。
分类：操作方式 手动，液动，电磁式，电液式，机动
工作位数和控制通道 二位二通阀、二位三通阀、
二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀
阀芯形式 滑阀，转阀
(二 )方向控制阀
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不同的, 通, 和, 位, 的滑阀式换向阀主体部分
的结构形式和图形符号．
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? 滑阀式换向阀处于中
间位置或原始位置时，
阀中各油口的连通方
式称为换向阀的滑阀
机能。
? 滑阀机能直接影响执
行元件的工作状态，
不同的滑阀机能可满
足系统的不同要求。
? 正确选择滑阀机能是
十分重要的。这里介
绍二位二通和三位四
通换向阀的滑阀机能。
滑阀机能
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二位二通换向阀的滑阀机能
? 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种,通或
断
? 自动复位式 (如弹簧复位 )的二位二通换向阀的滑阀机能
有 常闭式 (O型 )和 常开式 (H型 )两种。
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P,O口相通,A与 B口均封闭，活塞
闭锁不动，泵卸荷，也可用多个 M型
换向阀并联工作
M型
P,A,O口相通,B 口封闭，活塞处
于单向闭锁状态，泵卸荷
K型
P封闭,A,B,O口相通，活塞浮动，
在外力作用下可移动，泵不卸荷
Y型
P,A,B,O口全通，活塞浮动，在
外力作用下可移动，泵卸荷
H型
P,A,B,O四口全封闭，液压缸闭
锁，可用于多个换向阀并联工作
O型
中位油口状况，特点及应用符 号型式
三位四通阀常用滑阀机能
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换向阀的操纵方式
手动换向阀 主要有 弹簧复位 和 钢球定位 两种形式。
三位四通手动换向阀
(a)弹簧钢球定位式符号,(b)弹簧自动复位式符号
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机动换向阀
机动换向阀又称行程换向阀，它是用挡铁或凸轮
推动阀芯实现换向。
二位二通机动换向阀
1-挡铁； 2-滚轮； 3-阀芯； 4-弹簧
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电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由
于它可借助于按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等
发出的信号进行控制，所以操作轻便，易于实现自动化，因此
应用广泛。
电磁换向阀的品种规格很多，但其工作原理是基本相同的。
电磁换向阀
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电
磁
换
向
阀
工
作
原
理
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直流电磁铁和交流电磁铁
阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种：
? ①交流电磁铁。 阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流 220V，
电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大，换向时间短。但换
向冲击大，工作时温升高 (外壳 设有散热筋 )；当阀芯卡住时，电
磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过 30
次／ min，寿命较短。
? ②直流电磁铁 。 直流电磁铁一般使用 24V直流电压，因此需要专
用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏 (其圆筒形外壳上 没
有散热筋 )，体积小，工作可靠，允许切换频率为 120次／ min，
换向冲击小，使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。
? ③本整型电磁铁 。 本整型指 交流本机整流型 。这种电磁铁本身带
有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁
铁的结构和特性。
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干式、油浸式、湿式电磁铁
不管是直流电磁铁还是交流电磁铁，都可做成干式的、油浸式的和
湿式的。
? ①干式电磁铁。 干式电磁铁的线圈、铁芯与轭铁处于空气中不和
油接触，电磁铁与阀联结时,在推杆的外周有密封圈 。由于回油有
可能渗入对中弹簧腔中，所以阀的回油压力不能太高。此类电磁铁
附有手动推杆，一旦电磁铁发生故障时可使阀芯手动换位。此类电
磁铁是简单液压系统常用的一种形式。
? ②油浸式电磁铁 。 油浸式电磁铁的线圈和铁芯都浸在无压油液中。
推杆和衔铁端部都装有密封圈 。可帮助线圈散热，且可改善推杆的
润滑条件，所以寿命远比干式电磁铁为长。因有多处密封，此种电
磁铁的灵 敏性较差，造价较高。
? ③ 湿式电磁铁 。 湿式电磁铁也叫耐压式电磁铁，它和 油浸式电磁
铁不同之处是推杆处无密封圈 。 线圈和衔铁都浸在有压油液中，
故散热好，摩擦小。还因油液的阻尼作用而减小了切换向时的冲
击和噪声。
所以湿式电磁铁具有吸声小、寿命长、温升低等优点,是目前应用最
广的一种电磁铁 。 也有人将油浸式电磁铁和耐压式电磁铁都叫做湿式电磁铁。
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1-阀体 ;2-阀芯 ;3-推杆 ;4,7-弹簧 ;5,8-弹簧座 ;6-O形圈 ;9-后盖
交流式二位三通电磁换向阀
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弹簧对中型三位四通液动换向阀
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弹簧对中型三位四通液动换向阀
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阻尼调节器由 一个单向阀 和 一个节流阀 并联组成，单向阀
用来保证滑阀端面进油畅通，而节流阀用于滑阀端面回油
的节流，调节节流阀开口大小即可调整阀芯的动作时间。
有阻力器的三位四通液动换向阀
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? 电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种形式 。若按控制压力油及其回油方式
进行分类则有：外部控制 -外部回油；外部控制 -内部回油；内部控制 -外部
回油；内部控制 -内部回油等四种类型。
内部控制、外部回油的弹簧对中型电液换向阀
(a)结构图； (b)符号,(c)简化符号
l,7-单向阀 ;2,6-节流阀 ;3,5-电磁铁 ;4-电磁阀阀芯 ;8-主阀芯
外部回油
口
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方向阀在换向与锁紧回路中的应用
? 在液压系统中，工作机构的
启动、停止或变换运动方向
等是利用控制进入执行元件
油流的通、断及改变流动方
向来实现的。实现这些功能
的回路称为方向控制回路。
? 方向阀主要用于通断控制、
换向控制、锁紧、保压等方
面。
?简单换向回路
简单换向回路，只需在泵
与执行元件之间采用标准
的普通换向阀即可。
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复杂换向回路
? 当需要频繁、连续自动
地作往复运动且对换向
过程有很多附加要求时，
则需采用复杂换向回路。
? 对于换向要求高设备，
若用手动换向阀就不能
实现自动往复运动。采
用机动换向阀，
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锁紧回路简介
? 锁紧回路可使液压缸活塞在
任一位置停止，并可防止其
停止后窜动。
1.使执行元件锁紧的最简单的
方法是利用三位换向阀的 M
型或 O型中位机能封闭液压
缸两腔，使执行元件在其行
程的任意位置上锁紧。但由
于滑阀式换向阀不可避免地
存在泄漏，这种锁紧方法不
够可靠，只适用于锁紧时间
短且要求不高的回路中。
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2.最常用的方法是采用
液控单向阀，其锁
紧回路如图所示。
由于液控单向阀有
良好的密封性能，
即使在外力作用下，
也能使执行元件长
期锁紧。
为了保证在三位换向
阀中位时锁紧，换
向阀应采用 H型或 Y
型机能。
锁紧回路
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叠加阀式液压装置
1-底板 ;2-压力表开关 ;3-换向阀
集成块式液压装置
1-底板 ;2-集成块 ;3-阀 ; 4-盖板
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小 结
? 单向阀和换向阀是液压系统中控制液流方向的元件。
? 单向阀分成两类：即普通单向阀 (简称单向阀 )和液
控单向阀。普通单向阀只允许液流向一个方向通过；
? 液控单向阀具有普通单向阀的功能，并且只要在控
制口通入一定压力的控制油液，油流反向也能通过。
单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合，
也用于各种锁紧回路。
? 换向阀既可用来使执行元件换向，也可用来切换油
路。换向阀的各种结构形式中，滑阀式用得较多。
而各种操纵形式的换向阀中，则以电磁和电液换向
阀用得较多，因为它易于实现自动化。换向阀的图
形符号明确地表示了阀的作用原理、工作位置数、
通路数、通断状态以及操纵方式等，应予以足够的
重视，并能熟练掌握。
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习 题
? 说明 O型,M型,P型和 H型三位四通换向阀在中间
位置时的特点。
? O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一
般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧
回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?
? 在图 (a)所示液动换向阀和图 (b)所示电液换向
阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T,A,P,B、
T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边
的工作槽?
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（二）压力控制阀
? 压力控制阀是用于 控制液压系统中油液的压力,或利
用压力变化作为信号来控制其它元件动作 的阀。
? 分类：溢流阀、减压阀、顺序阀，以及由顺序阀派
生出来的平衡阀、卸荷阀等。
? 从工作原理来看，所有的压力控制阀都是利用液压
油的压力对阀芯产生的推力与弹簧的弹力相平衡，
使阀芯停止在不同位置上，以控制阀口开度来实现
压力的控制。
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1 溢流阀 功能：保持阀前的油压恒定，将多余的油液回流到油箱
（安全阀，平时常闭），会流到阀后管系（溢流阀，平时常开）。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，机构简单 。
分类,直动式，差动式，先导式
符号：
二）压力控制阀
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直动型溢流阀结构原理图
(a)滑阀节流口，端面测压 ;(b)锥阀节流口，端面测压 ;
(c)锥阀节流口，锥面测压
1）直动型溢流阀
直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与
调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。
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锥阀式直动型溢流阀
(a)结构图； (b)图形符号
直动型溢流阀
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当阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计,令指令力 (弹
簧调定力 )F指 ＝ K · x0时,直动式溢流阀在稳态下
的力平衡方程为, p· A = F指 + K · x
即 Δ F指 = F指 － p· A =－ K · x
即 p=K(x0+x)/A≈ Kx0/A
式中 K— 弹簧刚度 (N／ m)；
x0— 弹簧预压缩量 (m)；
p(或 pL)— 进口压力即系统压力 (Pa)；
F指 — 指令信号，即弹簧预压力 (N)；
Δ F指 — 控制误差（取决于 K）,即驱动阀芯的合
力 (N)；
A— 阀芯的有效承压面积 (m2)；
x— 阀开口量 (m)。
由式可以看出，只要在设计时保证 x << x0,即
可使 p=K(x0+x)/A≈ Kx0/A =常数 。 这就表明，当
溢流量变化时，直动式溢流阀的进口压力是近于恒
定的。
直动型溢流阀
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? 直动型溢流阀的特点,
结构简单，灵敏度高，但因
压力直接与调压弹簧力平衡，
不适于在高压、大流量下工
作。在高压、大流量条件下，
直动型溢流阀的阀芯摩擦力
和液动力很大，不能忽略，
故调压精度低，恒压特性不
好。
? 工程机械上多作 缓冲阀用。
直动型溢流阀
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2）先导型溢流阀
先导型溢流阀有多种结构。图所示是一种典型的三节同心结构先导型
溢流阀，它由先导阀和主阀两部分组成。
YF型三节同心先导型溢流阀结构图 (管式 )
1-锥阀 (先导阀 );2-锥阀座 ;3-阀盖 ;4-阀体 ;5-阻尼孔 ;6-主阀芯 ; 7-主阀座 ;8-主阀弹
簧 ;9-调压 (先导阀 )弹簧 ;10-调节手柄
溢流开启状
态关闭状态
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? 该阀的原理如图所示。
图中，锥式先导阀 1、主阀芯上
的阻尼孔 (固定节流孔 )5及调
压弹簧 9一起构成先导级压力
负反馈控制，负责向主阀芯 6
的上腔提供经过先导阀稳压后
的主级指令压力 p2A2。
主阀芯是主控回路的比较器，
上端面作用有主阀芯的指令力
p2A2,下端面作为主回路的
测压面，作用有反馈力 p1A1,
其合力可驱动阀芯，调节溢流
口的大小，最后达到对进口压
力 p1进行调压和稳压的目的。
三节同心先导型溢流阀原理图
2）先导型溢流阀
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当先导阀 1未打开时，阀腔中油
液没有流动，作用在主阀芯 6上
下两个方向的压力相等，但因上
端面的有效受压面积 A2大于下
端面的有效受压面积 A1，主阀
芯在合力的作用下处于最下端位
置，阀口关闭。 当进油压力增大
到使先导阀打开时,液流通过主
阀芯上的阻尼孔 5、先导阀 1流
回油箱。
由于阻尼孔的阻尼作用，使主
阀芯 6所受到的上下两个方向
的液压力不相等，主阀芯在压
差的作用下 上移,打开阀口，
实现溢流，并维持压力基本稳
定。调节先导阀的调压弹簧 9，
便可调整溢流压力。
溢流开启
状态
2）先导型溢流阀
?工作时，液压力同时作用于主阀芯及先导阀芯的测压面上。
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根据先导型溢流阀的原理图，当阀芯重力、
摩擦力和液动力忽略不计，令导阀的指令力 F
指 ＝ Ks ·xs0,导阀芯在稳态状况下的力平衡
方程为
p2·As = F指 + Ks ·xs
即 ΔFs= F指 － p2·As =－ Ks ·xs
即 p2 = Ks (xs0+ xs)/ As
?因导阀的流量极小，仅为主
阀流量的 1％左右，导阀开口
量 xs很小，因此有
p2 ≈ Ks · xs0/A s
=（常数）
式中 p2— 先导级的输出压力，即主级的指令
压力 (Pa)；
F指 — 先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力
(N)；
ΔFs— 先导级的控制误差，即导阀芯的驱动力
(N)；
As— 导阀芯的有效承压面积 (m2)；
Ks— 导阀弹簧刚度 (N／ m)；
xs0— 导阀弹簧预压缩量 (m)；
xs— 导阀开口量 (m)。
2）先导型溢流阀
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先导级可以对主级的指令压力 p2进行调压和稳压。
在主阀中，当主阀芯重力、摩擦力和液动力忽略不计，
令主阀的指令力 F调 =p2A2，
主阀芯在稳态状况下的力平衡方程为
p2·A2 + K（ x0+ x) = p1·A1
即 ΔF= F调 － p1·A1= p2·A2－ p1·A1 =－ K（ x0+ x)
?因主阀芯弹簧不起调压弹簧作
用，因此弹簧极软，弹簧力基
本为零，即
ΔF= － K（ x0+ x) ≈0
故有
p1 = F调 /A1= p2·A2 / A1
（常数）指
1
2
1
20
1 A
A
A
F
AA
AxKp
ss
ss ??
?
?
???
???
2）先导型溢流阀
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式中 pl— 进口压力，即系统压力 (Pa)；
A1— 主阀芯下端面的有效承压面积 (m2)；
A2— 主阀芯上端面的有效承压面积 (m2)，
K— 主阀弹簧刚度 (N／ m)；
x0— 主阀弹簧预压缩量 (m)；
x— 主阀开口量 (m)；
F调 — 主级的指令信号，即主阀芯上端面有效承压面积上所承受的液压力 (N)；
F指 — 先导级的指令信号，即导阀的弹簧预压力 (N)；
ΔF — 主级的控制误差，即主阀芯的驱动力，用于克服主阀液动力等阻力 (N)；
As— 导阀芯的有效承压面积 (m2)；
Ks— 导阀弹簧刚度 (N／ m)；
xs0— 导阀弹簧预压缩量 (m)；
xs— 导阀开口量 (m)。
p1 = F调 /A1= p2·A2 / A1
（常数）指
1
2
1
20
1 A
A
A
F
AA
AxKp
ss
ss ??
?
?
???
???
p2 ≈ Ks ·xs0/A s
2）先导型溢流阀
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? 由式可以看出，只要在设计时保证主阀弹簧很软，且主阀
芯的测压面积 A1,A2较大，摩擦力和液动力相对于液压
驱动力可以忽略不计，即可使系统压力 p1=常数 。
? 先导型溢流阀的特点,
在溢流量发生大幅度变化时，被控压力 p1只有很小的变
化（因主阀芯弹簧刚度小），即定压精度高。此外，由于
先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的 1％左右，因此先导
阀阀座孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大。所
以，先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。
2）先导型溢流阀
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? 图示为二节同心先导型溢流
阀的结构图，其主阀芯为带
有圆柱面的锥阀。为使主阀
关闭时有良好的密封性，要
求主阀芯 1的圆柱导向面和
圆锥面与阀套配合良好，两
处的同心度要求较高，故称
二节同心。 主阀芯上没有
阻尼孔，而将三个阻尼孔 2、
3,4分别设在阀体 10和先
导阀体 6上。
二节同心先导型溢流阀 (板式 )
1-主阀芯 ;2,3,4-阻尼孔 ;5-先导阀座 ;6-先导阀
体 ;7-先导阀芯 ;8-调压弹簧 ;9-主阀弹簧 ;l0-阀体
先导型溢流阀实例
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? 其工作原理与三节同心先
导型溢流阀相同，只不过
油液从主阀下腔到主阀上
腔，需经过三个阻尼孔。
阻尼孔 2和 4相串联，相当
三节同芯阀主阀芯中的阻
尼孔，是半桥回路中的进
油节流口，
打开状态
作用是使主阀下腔与先
导阀前腔产生压力差，
再过阻尼孔 3作用于主阀
上腔，从而控制主阀芯
开启。阻尼孔 3的主要作
用是提高主阀芯的稳定
性，它的设立与桥路无
关。
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? 先导型溢流阀的导阀部分结构尺寸较小，调压弹簧
不必很硬，因此压力调整比较轻便。但因先导型溢
流阀要在先导阀和主阀都动作后才能起控制作用，
因此反应不如直动型溢流阀灵敏。
? 与三节同心结构相比，二节同心结构的特点是：
? ①主阀芯仅与阀套和主阀座有同心度要求，免去了
与阀盖的配合，故结构简单，加工和装配方便。
? ②过流面积大，在相同流量的情况下，主阀开启高
度小；或者在相同开启高度的情况下，其通流能力
大。
? ③主阀芯与阀套可以通用化，便于组织批量生产。
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电磁溢流阀实例
? 电磁溢流阀是电磁换向阀
与先导式溢流阀的组合，
用于系统的多级压力控制
或卸荷。为减小卸荷时的
液压冲击，可在电磁阀和
溢流阀之间加装缓冲器。
图为电磁溢流阀的结构图，
它是先导型溢流阀与常闭
型二位二通电磁阀的组合。
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? 电磁阀的两个油口分别与主
阀上腔 (导阀前腔 )及主阀溢
流口相连。当电磁铁断电时，
电磁阀两油口断开，对溢流
阀没有影响。
?当电磁铁通电换向时，通过电
磁阀将主阀上腔与主阀回油口
相连通，溢流阀溢流口全开，
导致溢流阀进口卸压 (压力为零 )，
这种状态称之为卸荷 。
电磁溢流阀实例
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? 先导型溢流阀与常闭型二位二通
电磁阀组合时称为 O型机能电磁溢
流阀，见图 ( b)；
? 与常开型二位二通电磁阀组合时
称为 H型机能电磁溢流阀，见图
( c)。
? 电磁溢流阀除应具有溢流阀的基
本性能外，还要满足以下要求：
? (1)建压时间短；
? (2)具有通电卸荷或断电卸荷功能；
? (3)卸荷时间短且无液压冲击。
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二）压力控制阀
2 减压阀 功能：保持阀后的油压恒定，。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，
机构简单 。
分类：直动式，先导式
符号：
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1）直动式减压阀
? 其结构如图所示 。 它主要由阀芯, 阀壳, 弹簧, 调压手轮组成 。 进口压
力称为一次压力 p1,出口压力称为二次压力 p2。
? 一次油路 p1进入阀体, 流经节流口 X节流降压后, 从二次油路 p2输出,
这是主油路 。 输出的油, 从出油口分支进入阀芯底部, 流经阀芯中心的
阻尼孔进入弹簧腔溢流回油箱 。 （ 动画演示 )
? 阀芯上作用力的平衡方程式：
p2?F = R0+ K（ Xmax－ X）
式中（ Xmax－ X） — 弹簧变形量。
R0 — 弹簧预调压力；
K — 弹簧刚性系数；
F — 阀芯底面积； x
R
p2
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先导级由减压出口供油的减压阀
? 先导级由减压
出口供油的减
压阀如图所示，
由先导阀和主
阀两部分组成。
该阀的原理如
图下：
先导级由减压出口供油的先导式减压阀
(a)图形符号,(b)结构图
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? 图中，压力油由阀的进油口 p1流
入，经主阀减压口 f减压后由出口
p2流出,锥式先导阀、主阀芯上
的阻尼孔 (固定节流孔 )及先导阀
的调压弹簧一起构成先导级半桥
分压式压力负反馈控制，负责向
滑阀式主阀芯的上腔提供经过先
导阀稳压后的主级指令压力 p3。
主阀芯是主控回路的比较器，端
面有效面积为 A，上端面作用有
主阀芯的指令力 (即液压力 p3A与
主阀弹簧力预压力 Ky0之和 )，下
端面作为主回路的测压面，作用
有反馈力 p2A，其合力可驱动阀
芯，并调节减压口 f的大小，最后
达到对出口压力 p2进行减压和稳
压之目的。
图 6.17 先导级由减压出口
供油的先导式减压阀原理
图
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? 由图可见，出口压力油经
阀体与下端盖的通道流至
主阀芯的下腔，再经主阀
芯上的阻尼孔 e流到主阀
芯的上腔，最后经导阀阀
口及泄油口 L流回油箱。
因此先导级的出口 (即阻
尼孔 e的进口 )压力油引自
减压阀的出口 p2，故称为
先导级由减压出口供油的
减压阀。
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? 工作时，若出口压力 p2
低于先导阀的调定压力，
先导阀芯关闭，主阀芯
上、下两腔压力相等，
主阀芯在弹簧力作用下
处于最下端，减压口开
度 y为最大，阀不起减
压作用,p2≈p1。
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当出口压力达到先导阀调定压力时，先导阀阀口打开，主阀弹簧
腔的油液便由外泄口 L流回油箱，由于油液在主阀芯阻尼孔 e内流
动，使主阀芯两端产生压力差，主阀芯在压差作用下，克服弹簧
力抬起，减压阀口 y减小，压降增大，使出口压力下降到调定的
压力值。此时，如果忽略液动力、摩擦力，则先导阀和主阀的力
平衡方程式为
ΔF=( p3·A+Ky0)-p2·A=Ky
?p3·As=Ks(x0+x)
?≈ Ks ·x0(常数 )
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二）压力控制阀
3 顺序阀 功能：利用油液信号，控制执行机构的动作顺序。
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,压力稳定，机构简单 。
分类：直控式，远控式，卸荷式
符号：
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顺序阀
? 顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号控制油路通断。
? 顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源不同，
它还有内控式和外控式之分。
? 通过改变控制方式、泄油方式以及二次油路的连接方式，顺
序阀还可 用作背压阀, 卸荷阀和平衡阀 等。
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1 直动型顺序阀
? 直动型顺序阀如图所示，图 (a)为实际结构图，图 (c)为原理图 。
直动式顺序阀
(a)结构图 ;(b)内控式直动型顺序阀的符号 ;(c)原理图
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? 直动式顺序阀通常为滑阀结构，其
工作原理与直动式溢流阀相似，均
为进油口测压，但顺序阀为减小调
压弹簧刚度，还设置了断面积比阀
芯小的控制活塞 A。顺序阀与溢流
阀的区别还有：其一，
出口不是溢流口，因此 出口 p2不接回
油箱，而是与某一执行元件相连,
弹簧腔泄漏油口 L必须单独接回油箱；
其二,顺序阀不是稳压阀，而是开
关阀,它是一种利用压力的高低控
制油路通断的“压控开关”，严格
地说，顺序阀是一个二位二通液动
换向阀。
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? 工作时，压力油从进油口 p1(两个 )
进入，经阀体上的孔道 a和端盖上
的阻尼孔 b流到控制活塞 (测压面
积为 A)的底部，当作用在控制活
塞上的液压力能克服阀芯上的弹簧
力时，阀芯上移，油液便从 p2流
出。该阀称为内控式顺序阀，其图
形符号如图所示。
? 应该注意，当进油口一次油路压力
p1低于调定压力时，顺序阀一直
处于关闭状态，一旦超过调定压力，
阀口便全开 (溢流阀口则是微开 )，
压力油进入二次油路 (出口 p2)，
驱动另一个执行元件。
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2 先导型顺序阀
? 如果在直动型顺序
阀的基础上，将主阀芯
上腔的调压弹簧用半桥
式先导调压回路代替，
且将先导阀调压弹簧腔
引至外泄口上，就可以
构成图所示先导式顺序
阀。
外泄量较大的一种先导式顺序阀
(a)先导式顺序阀符号； (b)结构图
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? 这种先导式顺序阀的原理与
先导式溢流阀相似，所不同
的是二次油路 (即出口 )不接
回油箱，泄漏油口 L必须单
独接回油箱。
这种顺序阀的缺点是外泄漏
量过大。因先导阀是按顺序
压力调整的，当执行元件达
到顺序动作后，压力可能继
续升高，将先导阀口开得很
大，导致流量从导阀处大量
外泄。故在小流量液压系统
中不宜采用这种结构。
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? 为减小导阀处的外泄量，可将导阀设计成滑阀式，令导
阀的测压面与导阀阀口的节流边分离。先导级设计为：
? (1)导阀的测压面与主油路进口一次压力 p1相通，由
先导阀的调压弹簧直接与 p1相比较；
? (2)导阀阀口回油接出口二次压力 p2，这样可不
致产生大量外泄流量；
? (3)导阀弹簧腔接外泄口 (外泄量极小 )，使导阀
芯弹簧侧不形成背压；
? (4)先导级仍 采用 带进油固定节流口的半桥回路，
固定节流口的进油压力为 pl，先导阀阀口仍然作为
先导级的回油阀口，但回油压力为 p2 。
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? 图示的 DZ型顺序
阀就是基于上述原
理的先导式顺序阀。
主阀形似单向阀，
先导阀为滑阀式。
DZ型先导式顺序阀
1-主阀体 ;2-先导级测压孔 ;3-导阀芯 ;4-导阀体 ;
5-主阀芯 ;6-阻尼孔 ;7-调压弹簧 ;8-单向阀
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? 当顺序阀内装并联的单向阀，可构成单向顺序阀。单向
顺序阀也有内外控之分。若将出油口接通油箱，且将外
泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液压缸不
因自重而下落。
? 各种顺序阀的职能符号如表所示。
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表 顺序阀的职能符号
控制与
泄油方式
内控外泄 外控外泄 内控内泄 外控内泄
名 称 顺序阀
外控顺序阀
背压阀 卸荷阀
职能符号
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控制与
泄油方式
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
单向顺
序阀
外控单向
顺序阀
内控单向
平衡阀
外控单向
平衡阀
职能符号
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直动式顺序阀的
派生阀
内控
外泄
?顺序阀 (内控外泄 )
?远控顺序阀 (外控外泄 )
?平衡阀 (内控内泄 )
远控平衡阀 (外控内泄 )
卸荷阀 (外控内泄 )
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(a)
压力阀在调压与减压回路中的应用
调压回路
? 在定量泵系统中 (a)，液压
泵的供油压力可以通过溢流
阀来调节。在变量泵系统中
(b)，用溢流阀作安全阀以
限定系统的最高压力，防止
系统过载。当系统中需要两
种以上压力时，则可采用多
级调压回路 (c)。
(b)
(c)
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单级调压回路
? 在图示的定量泵系统中，节
流阀可以调节进入液压缸的
流量，定量泵输出的流量大
于进入液压缸的流量，而多
余油液便从溢流阀流回油箱。
调节溢流阀便可调节泵的供
油压力,溢流阀的调定压力
必须大于液压缸最大工作压
力和油路上各种压力损失的
总和。 为了便于调压和观察，
溢流阀旁一般要就近安装压
力表。
单级调压回路
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双向调压回路
? 当执行元件正、反向运
动需要不同的供油压力
时，可采用双向调压回
路，如图所示。
? 图 (a)中，当换向阀在
左位工作时，活塞为工
作行程，泵出口压力较
高，由溢流阀 1调定。当
换向阀在右位工作时，
活塞作空行程返回，泵
出口压力较低，由溢流
阀 2调定。 图 6.25 双向调压回路（ a）
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? 图 (b)所示回路在图示位
置时，阀 2的出口被高压
油封闭，即阀 1的遥控口
被堵塞，故泵压由阀 1调
定为较高压力。当换向阀
在右位工作时，液压缸左
腔通油箱，压力为零，阀
2相当于阀 1的远程调压
阀，泵的压力由阀 2调定。
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多级调压回路
? 在不同的工作阶段，液压系
统需要不同的工作压力，多
级调压回路便可实现这种要
求。
? 图 (a)所示为二级调压回
路。图示状态下，泵出口压
力由溢流阀 3调定为较高压
力，阀 2换位后，泵出口压
力由远程调压阀 1调为较低
压力。 图 6.26 多级调压回路
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? 图 (b)为三级调压回路。溢流阀 1的
远程控制口通过三位四通换向阀 4分
别接远程调压阀 2和 3，使系统有三种
压力调定值；换向阀在左位时，系统
压力由阀 2调定，换向阀在右位时，
系统压力由阀 3调定；换向阀在中位
时，系统压力由主阀 1调定。
? 在此回路中，远程调压阀的调整压力
必须低于主溢流阀的调整压力，只有
这样远程调压阀才能起作用 。
图 6.26 多级调压回路
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? 图 (c)所示为采用
比例溢流阀的调压
回路。
? 最高压力由阀 1调定，
通过阀 2可根据通入
电流的大小，成比
例调出各种压力。
图 6.26 多级调压回路
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减压回路
? 液压系统中的定位、夹紧、
控制油路等支路，在工作时
往往需要稳定的低压，为此，
在该支路上需串接一个减压
阀 [图 (a)]。
图 6,28 减压回路
主
油
路
路油减压
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? 图 (b)所示为用于工件夹紧的减压回路。夹紧工作时为了防
止系统压力降低 (例如送给缸空载快 进 )、油液倒流，并短时
保压，通常在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由
减压阀 1调定；当二通阀通电后，阀 1出口压力则由远程调压
阀 2决定，故此回路为二级减压回路。
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小 结
? 压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的，用
于稳压 (控制压力 )和调压。 压力负反馈的核心是将被控压力转
化为力信号并与指令力比较,指令力可用调压弹簧或比例电磁
铁产生,比较元件一般是主阀或先导阀 。要通过, 测压面,,
,测压孔,,, 调节阀口,,, 先导桥路, 等几个要点去理解
工作原理。
溢流阀的主要作用有：
①在某些定量泵系统 (如在节流调速系统中 )中起定压溢流作用；
②在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用。
? 溢流阀的结构形式主要有两种：直动式溢流阀和先导式溢流阀。
? 前者一般用于低压或小流量 (如用小流量锥阀式溢流阀作远程调
压阀 )，后者用于高压、大流量。
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溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的
原理来工作的。当进油口压力低于弹簧力时阀口关闭；
当进油口压力超过弹簧力时阀口开启 。
? 弹簧力可以调整，故压力也可调整。
? 当有一定流量通过溢流阀时，阀必须有一开口，此开口
形成一个液阻，油液流过液阻时产生压降，这就形成了
进油口压力 (即溢流压力 )。
? 实际工作时，溢流阀开口大小是根据通过的流量自动调
整，阀的进口压力 (或系统压力 )将随溢流量的增加而加
大。溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主
阀芯上弹簧的刚度 (包括波动力弹簧刚度 )。弹簧刚度愈
小，压力变化也愈小。压力变化大小反映了溢流阀稳压
性能的好坏。从这点出发，先导式溢流阀较直动式溢流
阀稳压性能好 。
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? 先导式溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程
调压、多级压力控制和使液压泵卸荷等功能。
? 减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出
口压力低于进口压力，并使出口压力基本不变的压
力控制阀。
? 它常用于某局部油路的压力需要低于系统主油路压
力的场合。
? 减压阀与溢流阀相比，主要差别为：
①出口测压；
②反馈力指向主阀口关闭方向；
③先导级有外泄口。
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? 顺序阀和压力继电器不是用于控制压力。反过来，
它们利用压力作为信号去驱动液压开关或电器开关。
? 顺序阀是 液控液压开关,压力继电器是 液控电开关 。
信号压力达到调定压力值时开关动作 (对顺序阀，阀
口全开 )。
? 顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来
控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理
基本相同，主要差别为,①出口接负载；②动作时
阀口不是微开而是全开； ③有外泄口 。
? 压力继电器是将压力信号转换为电信号的转换装置。
当作用于压力继电器上的控制油压升高到 (或降低到 )
调定压力时，压力继电器便发出电信号。
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? 1 分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别．
? 2 现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，
又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断?
? 3若减压阀调压弹簧预调为 5MPa，而减压阀前的一次压力为 4MPa。试问经
减压后的二次压力是多少?为什么?
? 4 顺序阀是稳压阀还是液控开关?顺序阀工作时阀口是全开还是微开?溢流阀
和减压阀呢?
? 5 电磁溢流阀有何用途?
? 6将 (远程 )溢流阀的 P口通过几米长的管道与先导型溢流阀的遥控口
K相连后即可实现远程调压，请在图 6.10的基础上画出远程调压的
原理简图，并作简要说明?
? 7顺序阀的先导阀为何做成滑阀?
? 8 先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞将会出现什么现
象?如果弹簧腔不与回油腔相接，会出现什么现象?
习 题
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三）流量控制阀
分类,节流 阀，调速阀
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三）流量控制阀
1 节流阀 功能：改变相关阀口的通流面积，控制流量。（负荷变化，
阀前后压差不变化）
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,机构简单 。
①当阀前后的压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小；
②当油温发生变化时，通过节流阀的流量变化要小；
③要有较大的流量调节范围，在小流量时不易堵塞。④当阀全开时，液流通过
节流阀的压力损失要小；
⑤阀的泄漏量要小。
分类,节流 阀，调速阀
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节流口的形式与特征
? 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大
程度上决定着流量控制阀的性能。几种常用的节流口如图
7.2所示。
? (1)图 7.2(a)为针阀式节流口。针阀作轴向移动时，调节
了环形通道的大小，由此改变了流量。这种结构加工简单，
但节流口长度大，水力半径小，易堵塞，流量受油温变化
的影响也大，一般用于要求较低的场合。
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? (2)图 7.2(b)为偏心式节流口。在阀芯上开
一个截面为三角形 (或矩形 )的偏心槽，当转
动阀芯时，就可以改变通道大小，由此调节
了流量。偏心槽式结构因阀芯受径向不平衡
力，高压时应避免采用。
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? (3)图 7.2(c)为轴向三角槽式节流口。在阀芯端部开有一
个或两个斜的三角槽，轴向移动阀芯就可以改变三角槽
通流面积从而调节了流量。轴向三角槽式节流口的水力
半径较大。小流量时的稳定性较好。在高压阀中有时在
轴端铣两个斜面来实现节流。
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? (4)图 7.2(d)为缝隙式节流口。阀芯上开有狭缝，油液可
以通过狭缝流入阀芯内孔再经左边的孔流出，旋转阀芯可以
改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以做成薄刃结构，
从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，故只
适用于低压节流阀中。
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? (5)图 7.2(e)为轴向缝隙式节流口。在套筒上开有轴向缝隙，
轴向移动阀芯就可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口
可以做成单薄刃或双薄刃式结构，流量对温度不敏感。在小
流量时水力半径大，故小流量时的稳定性好，因而可用于性
能要求较高的场合 (如调速阀中 )。但节流口在高压作用下易
变形，使用时应改善结构的刚度。
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节流阀
? 节流阀是通过改变节流截面或节流
长度以控制流体流量的阀。将节流
阀和单向阀并联则可组合成单向节
流阀。节流阀和单向节流阀是简易
的流量控制阀。
? 在定量泵液压系统中，节流阀和溢
流阀配合，可组成三种节流调速系
统，即进油路节流调速系统、回油
路节流调速系统和旁路节流调速系
统。
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? 所谓简式节流阀通常是指在高压下调节困难的节流阀，
由于它对作用于节流阀芯上的液压力没有采取平衡措
施，当在高压下工作时，调节力矩很大，因而必须在
无压 (或低压 )下调节，相反，可调式节流阀在高压下
容易调节，它对作用于阀芯上的液压力采取了平衡措
施，因而无论在何种工作状况下进行调节，调节力矩
都较小。
? 对节流阀的性能要求,
(1)流量调节范围大，流量 —— 压差变化平滑；
(2)内泄漏量小，若有外泄漏油口，外泄漏量也要小；
(3)调节力矩小，动作灵敏。
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节流阀
? 节流阀是通过改变节流截面或节流
长度以控制流体流量的阀。将节流
阀和单向阀并联则可组合成单向节
流阀。节流阀和单向节流阀是简易
的流量控制阀。
? 在定量泵液压系统中，节流阀和溢
流阀配合，可组成三种节流调速系
统，即进油路节流调速系统、回油
路节流调速系统和旁路节流调速系
统。
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节流阀没有流量负反馈功能，不能补偿
由负载变化所造成的速度不稳定，一般
仅用于负载变化不大或对速度稳定性要
求不高的场合。
? 按其功用，具有节流功能的阀有 节流阀、
单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀
和单向节流截止阀 等，按节流口的结构
形式，节流阀有针式、沉割槽式、偏心
槽式、锥阀式、三角槽式、薄刃式等多
种；按其调节功能，又可将节流阀分为
简式和可调式两种。
mpCAQ ??
流量系数
节流口形状指数
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节流阀
? 节流阀的结构和职能符号
如图所示。压力油从进油
口 P1流入，经节流口从 P2流
出。节流口的形式为 轴向
三角槽式 。作用于节流阀
芯上的力是平衡的，因而
调节力矩较小，便于在高
压下进行调节，当调节节
流阀的手轮时，可通过顶
杆推动节流阀芯向下移动，
节流阀芯的复位靠弹簧 5来
实现，节流阀芯的上下移
动改变着节流口的开口量，
从而实现对流体流量的调
节。
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单向节流阀
? 图为单向节流阀的结构图和职
能符号，它把节流阀芯分成了
上阀芯和下阀芯两部分。当流
体正向流动时，其节流过程与
节流阀是一样的，节流缝隙的
大小可通过手柄进行调节；
单向节流阀
1-顶盖； 2-导套； 3-阀体； 4-下阀 芯；
5-复位弹簧； 6-底座； 7-上阀芯
当流体反向流动时，靠油液的
压力把阀芯 4压下，下阀芯起单
向阀作用，单向阀打开，可实
现流体反向自由流动。
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? 图所示节流阀是一种具有螺
旋曲线开口和薄刃式结构的
精密节流阀。
? 阀套上开有节流窗口，阀芯
2与阀套 3上的窗口匹配后，
构成了具有某种形状的薄刃
式节流孔口。转动手轮 1(此
手轮可用顶部的钥匙来锁定 )
和节流阀芯后，螺旋曲线相
对套筒窗口升高或降低，改
变节流面积，即可实现对流
量的调节，因而其调节流量
受温度变化的影响较小。
螺旋曲线开口式节流阀
1-手轮 ;2-阀芯 ;3-阀套 ;4-阀体
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三）流量控制阀
2 调速阀 功能：改变相关阀口的通流面积，控制流量。
（负荷变化，阀前后压差不变化）
要求, 灵敏可靠，工作平稳，无噪音,机构简单 。
分类：普通型调速阀（节流阀与差压式减压阀串连）
旁通型调速阀（节流阀与差压式溢流阀并联）
符号：
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调速阀
? 根据, 流量负反馈, 原理设计而成的流量阀统称为调
速阀。根据, 串联减压式, 和, 并联溢流式, 之差别，
又分为调速阀和溢流节流阀两种主要类型，调速阀中
又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。
? 调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要
用于：与定量泵、溢流阀组成节流调速的系统。调节
节流阀的开口面积，便可调节执行元件的运动速度。
? 节流阀适用于一般的节流调速系统，而调速阀适用于
执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中,
也可用于容积节流调速回路中。
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串联减压式调速阀的工作原理
? 采用, 压差法, 测量流量的串
联减压式调速阀是由定差减压
阀 2和节流阀 4串联而成的组合
阀，其工作原理及职能符号如
图所示。
图 7.8 调速阀的工作原理和职能符号
(a)结构原理图 ;(b)符号 ;(c)简化符号 ;
1-减压阀口 ;2-减压阀芯 ; 3-节流阀口 ;4-节流阀芯
节流阀 4充当流量传感器，节
流阀口不变时，定差减压阀 2作
为流量调节阀口，通过流量负反
馈，自动稳定节流阀前后的压差，
保持其流量不变。因节流阀 (传
感器 )前后压差基本不变，调节
节流阀口面积时，又可以人为地
改变流量大小。
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设减压阀的进口压力为 p1，负载串
接在调速阀的出口 p3处。节流
阀 (流量 — 压差传感器 )前、后
的压力差 (p2-p3)代表着负载流
量的大小,p2和 p3作为流量反
馈信号分别引到减压阀阀芯两
端 (压差 — 力传 感器 )的测压活
塞上，并与定差减压阀芯一端
的弹簧 (充当指令元件 )力相平
衡，减压阀芯平衡在某一位置。
减压阀芯两端的测压活塞做得比阀
口处的阀芯更粗的原因是为了
增大反馈力以克服液动力和摩
擦力的不利影响。
p2A=p3A+Fs
p2-p3=Fs/A
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? 当负载压力 p3增大引起负载
流量和节流阀的压差 (p2-p3)
变小时，作用在减压阀芯下
端的液压力小于上端总力，
减压阀芯下移，减压口加大，
压降减小，使 p2也增大，从
而使节流阀的压差 (p2-p3)
保持不变；
?反之亦然。这样就使调速阀
的流量恒定不变 (不受负载影
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，两者的工作原
理基本相同。
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温度补偿调速阀
? 普通调速阀的流量虽然已能基本上不受外部载荷变化的影响，但是当
流量较小时，节流口的通流面积较小,这时节流孔的长度与通流断面
的水力半径的比值相对地增大，因而油的粘度变化对流量变化的影响
也增大,所以当油温升高后油的粘度变小时，流量仍会增大。为了减
小温度对流量的影响，常采用带温度补偿的调速阀。温度补偿调速阀
也是由减压阀和节流阀两部分组成。减压阀部分的原理和普通调速阀
相同。
? 节流阀部分在结构上采取
了温度补偿措施，如图 7.9
所示，其特点是节流阀的
芯杆 (即温度补偿杆 )2由热
膨胀系数较大的材料 (如聚
氯乙烯塑料 )制成，当油温
升高时，芯杆热膨胀使节
流阀口关小，正好能抵消
由于粘性降低使流量增加
的影响。
温度补偿原理图
? 1-手柄 ;2-温度补偿杆 ;
3-节流口 ;4-节流阀芯
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溢流节流阀
? 溢流节流阀与负载相并联,采用并联溢
流式流量负反馈，可以认为它是 由定差
溢流阀和节流阀并联组成的组合阀 。其
中 节流阀充当流量传感器,节流阀口不
变时，通过自动调节起定差作用的溢流
口的溢流量来实现流量负反馈，从而稳
定节流阀前后的压差，保持其流量不变。
与调速阀一样，节流阀 (传感器 )前后压
差基本不变，调节节流阀口时，可以改
变流量的大小。 溢流节流阀能使系统压
力随负载变化，没有调速阀中减压阀口
的压差损失，功率损失小，是一种较好
的节能元件,但流量稳定性略差一些，
尤其在小流量工况下更为明显。
? 因此 溢流节流阀一般用于对速度稳定性
要求相对较高，而且功率较大的进油路
节流调速系统 。
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? 图为溢流节流阀的工作原理。溢流
节流阀有一个进口 P1、一个出口 P2和
一个溢流口 T，因而有时也称之为三
通流量控制阀。来自液压泵的压力
油 p1，一部分经节流阀进入执行元件，
另一部分则经溢流阀回油箱。节流
阀的出口压力为 p2。 p1和 p2分别作
用于溢流阀阀芯的两端，与上端的
弹簧力相平衡。节流阀口前后压差
即为溢流阀阀芯两端的压差，溢流
阀阀芯在液压作用力和弹簧力的作
用下处于某一平衡位置。
溢流节流阀工作原理
(a)结构图 ;(b)详细符号 ;(c)简化符号 1-
安全阀 ;2-节流阀 ;3-溢流阀
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? 当执行元件负载增大时，溢流
节流阀的出口压力 p2增加，于
是作用在溢流阀阀芯上端的液
压力增大，使阀芯下移，溢流
口减小，溢流阻力增大，导致,
溢流节流阀工作原理
1-安全阀 ;2-节流阀 ;3-溢流阀
液压泵出口压力 p1增大，即作
用于溢流阀阀芯下端的液压力
随之增大，从而使溢流阀阀芯
两端受力恢复平衡，节流阀口
前后压差 (p1-p2)基本保持不变，
通过节流阀进入执行元件的流
量可保持稳定，而不受负载变
化的影响。这种溢流节流阀上
还附有安全阀，以免系统过载。
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p1A=p2A+Fs
p1-p2=Fs/A p1 p2
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四）插装阀
功能：采用插入连接方法，能实现常规液压控制阀的功能，
且结构简单，通用性强，体积小，流阻小，密封性好，
抗污染能力强，动作灵敏特别适合大流量（大于 200L/min）
的液压系统。
分类,插装式方向控制阀,插装式压力控制阀，
插装式流量控制阀
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插装阀
? 前面所介绍的方向阀、压力阀、流量阀是普通液压阀，除
此之外还有一些特殊的液压阀，如插装阀、比例阀和伺服
阀等 。
插装阀
? 插装阀 (逻辑阀 )是一种较新型的液压元件，它的特点是通
流能力大，密封性能好，动作灵敏，结构简单，因而 主要
用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统 。
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插装阀的工作原理
? 插装阀的结构及图形符
号如图所示。它由控制
盖板、插装单元 (由阀
套、弹簧、阀芯及密封
件组成 )、插装块体和
先导控制阀 (设先导阀
为二位三通电磁换向阀，
见图组成。
? 由于这种阀的插装单元
在回路中主要起通、断
作用，故又称二通插装
阀。 插装阀逻辑单元
(a)结构原理图,(b)图形符号
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1,方向控制插装阀
? 插装阀组成各种方向控制阀
如图所示，图 (a)为单向阀，
当 pA>pB时，阀芯关闭,A与
B不通,而当 pB>pA时，阀芯
开启，油液从 B流向 A。
? 图 (b)为二位二通阀,当电
磁阀断电时，阀芯开启,A
与 B接通； 电磁阀通电时，
阀芯关闭,A与 B不通。
插装阀用作方向控制阀
?(a)单向阀 ;(b)二位二通阀 ;
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二通插装阀的工作原理相当于
一个液控单向阀，图中 A和 B
为主油路仅有的两个工作油
口,K为控制油口 (与先导阀
相接 )。当 K口无液压力作用
时，阀芯 受到的向上的 液压
力大于弹簧力，阀芯开启,A
与 B相通，至于液流的方向，
视 A,B口的压力大小而定。反
之，当 K口有液压力作用时，
且 K口的油液总压力大于 A和 B
口的油液压力，才能保证 A与 B
之间关闭。
插装阀与各种先导阀组合，便
可组成方向控制阀、压力控制
阀和流量控制阀。
插装阀的组成
1-先导控制阀 ;2-控制盖板 ; 3-
逻辑单元 (主阀 );4-阀块体
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? 图 (c)为二位三通阀,当电磁阀断电时,A与 T接通,电
磁阀通电时,A与 P接通。
? 图 (d)为二位四通阀,电磁阀断电时,P与 B接通,A与 T
接通,电磁阀通电时,P与 A接通,B与 T接通。
插装阀用作方向控制阀
(c)二位三通阀 ;(d)二位四通阀
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3 压力控制插装阀
? 插装阀组成压力控制阀如图所示。 在图 (a)中，若 B接油箱，则
插装阀用作溢流阀，其原理与先导式溢流阀相同。若 B接负载时，
插装阀起顺序阀作用。
插装阀用作压力控制阀
(a)溢流阀 ;(b)电磁溢流阀
?图 (b)所示为电磁溢流阀,当二位二通电磁阀通电时,起卸荷作用 。
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3 流量控制插装阀
? 二通插装节流阀的结
构及图形符号如图所
示。在插装阀的控制
盖板上有阀芯限位器，
用来调节阀芯开度，
从而起到流量控制阀
的作用。若在二通插
装阀前串联一个定差
减压阀，则可组成二
通插装调速阀。
插装节流阀
(a)结构原理图 ;(b)图形符号
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五）比例控制阀
功能：以电信号为输入量，使被控制的压力，流量与输入的
电信号成正比，从而实现连续的自动控制。（即可开环，
也可闭环控制）
分类,比例换向阀,比例压力控制阀，比例流量控制阀
比例电磁线圈：比例控制阀中常用的简单价廉的电 — 机械转换器。
它输出的电磁力与输入的电信号（电流）大小成正比。
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比例换向阀（比例节流型换向阀，比例流量型换向阀）
能完成液流换向的功能外，还可以通过换向阀的阀芯位置，
使输入的电信号与阀口的开度成正比（比例节流型），或
与输出的的流量成正比（比例流量型）。
比例流量型换向阀分类：定差减压型，定差溢流型
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插装阀 CARTRIDGE VALVES 电磁阀 SOLENOID VALVES 比例阀 PROPORTIONAL VAVES
传统阀 CONVENTIONAL VALVES 叠加阀 MODULAR VALVES
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高性能比例阀
?具有内置压力传感器的
集成式闭环压力控制阀。
?具有双内置传感器的集
成式闭环方向控制阀。
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1=具有集成位置传感器的伺服油缸
2= 比例阀
3=具有 CAN-BUS界面的集成式数 字控制器
4=电子反馈信号
5=与电源和信号的联线
现代机器为多轴机器。越来越多地由闭环电液装置控制。
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大部分液压元件为插芯式设
计，使元件的组合更快捷、
维护更容易。
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Atos的 PVPC泵为 变量轴向柱塞
泵，具有压力等级高，噪声低等特
点，广泛用于工业领域。
1.1电磁阀 1.2溢流阀 1.3单向阀
1.4流量控制阀 1.5卸载阀 1.6减压
阀 1.7压力补偿器
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插装阀,由滑阀或锥阀芯加控制
盖板组成。控制盖板固定插装
元件，并提供内部先导控制。
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常规阀,溢流阀 顺序阀 卸
荷阀 减压阀 流量控制阀 直
动式或先导式单向阀
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小 结
? 流量阀中，调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理
工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的核心
是将被控流量转化为力信号与指令力比较，指令力
可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是
流量调节阀芯或先导阀。
? 节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，
但用于节流调速系统时功率损失比调速阀小。
? 轴向三角槽式节流口的水力半径较大，加工简单，
应用较广。
? 插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀，它相当于
电液动阀，流量大，密封好，常用于大流量系统中。
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作业
? 1 在节流调速系统中，如果调速阀的进，出油口接反
了，将会出现怎样的情况?试根据调速阀的工作原理进
行分析。
? 2 将调速阀和溢流节流阀分别装在负载 (油缸 )的回油
路上，能否起速度稳定作用?
? 3 溢流阀和节流阀都能作背压阀使用，其差别何在?
? 4 利用两个插装阀 (逻辑阀 )单元组合起来作主级，以
适当的电磁换向阀作先导级，构成相当于二位三通电液
换向阀。
? 5 利用四个逻辑阀单元组合起来作主级，以适当的电
磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位四通、三位四
通电液换向阀。
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