广东工业大学：《液压与气压传动》课程教学资源（教案讲义）液压控制元件（压力控制阀）

液压控制元件 压力控制阀

液压控制元件 压力控制阀

压力控制阀是用来控制液压系统中油液压 力或通过压力信号实现控制的阀类。包括 溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。 ■压力控制阀的基本工作原理是通过液压作 用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力 的控制

n 压力控制阀是用来控制液压系统中油液压 力或通过压力信号实现控制的阀类。包括 溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。 n 压力控制阀的基本工作原理是通过液压作 用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力 的控制

"第章液压控制元件 4.3压力控制阀 4.3.1溢流阀 ■ 按结构形式分 口直动型溢流阀 口先导型溢流阀

n 按结构形式分 ¨直动型溢流阀 ¨先导型溢流阀 第4章 液压控制元件 4.3 压力控制阀 4.3.1 溢流阀

直动型溢流阀 ■结构原理 原始状态，阀芯在弹簧 力的作用下处于最下端位置，进出油 口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴 向孔作用在阀芯底端面，当液压力等 于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口 开启，进口压力油经阀口溢回油箱。 此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压 力流量方程。 ·阀口刚开启时阀芯受力平衡方程 pkπD24=K(x。+xa) ·阀口开启后阀芯受力平衡方程 pmD24=K(x。+xa+x)+Fs a 6) ■阀口开启后溢流的压力流量方程 图4-13直动型溢流阀 q=CaπDx(2plp)1n ()结构；)图形符号。 1一调节杆2一调节螺帽3一调压弹簧4一锁紧螺母 5一阀盖6一阁体T一阀芯8一底盖

直动型溢流阀 n 结构原理 原始状态，阀芯在弹簧 力的作用下处于最下端位置，进出油 口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴 向孔作用在阀芯底端面，当液压力等 于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口 开启，进口压力油经阀口溢回油箱。 此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压 力流量方程。 § 阀口刚开启时阀芯受力平衡方程 pkπD 2 /4 = K（xo+ xd ） § 阀口开启后阀芯受力平衡方程 pπD 2 /4 = K（xo+ xd + x）+Fs § 阀口开启后溢流的压力流量方程 q =CdπD x（2p/ρ）1/2

■直动型溢流阀工作原理要点 ·对应调压弹簧一定的预压缩量x。,阀的进口压力p 基本为一定值。pπD2/4=K(x+x:+x)+Fs ·由于阀开口大小x和稳态液动力F、的影响，阀的进 口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定 流量时的阀的进口压力pn最大，p称为阀的调定压力。 ·弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱， 若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端， 使阀的进口压力增大。 ·对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的 弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难 以实现

§直动型溢流阀工作原理要点 § 对应调压弹簧一定的预压缩量 xo，阀的进口压力 p 基本为一定值。pπD2 /4 = K（xo+ xd + x）+Fs § 由于阀开口大小 x 和 稳态液动力Fs的影响，阀的进 口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定 流量时的阀的进口压力 pn最大，pn称为阀的调定压力。 § 弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱， 若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端， 使阀的进口压力增大。 § 对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的 弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难 以实现

先导型溢流阀 ■结构组成 它由先导阀 和主阀组成。先导阀实际 上是一个小流量直动型溢 流阀，其阀芯为锥阀。主 阀芯上有一阻尼孔，其弹 簧只在阀口关闭时起复位 作用。 ■先导阀口开启时阀芯受力平衡方程 PaAd=Ka(xo+x） ■主阀口开启后阀芯受力平衡方程 (p-pa)A=K (yo+y) ■主阀口开启后溢流的压力流量方程 q=CanDy (2plp)in

先导型溢流阀 n 结构组成 它由先导阀 和主阀组成。先导阀实际 上是一个小流量直动型溢 流阀，其阀芯为锥阀。主 阀芯上有一阻尼孔，其弹 簧只在阀口关闭时起复位 作用。 § 先导阀口开启时阀芯受力平衡方程 pdAd= Kd（xo+ x） § 主阀口开启后阀芯受力平衡方程 (p-pd)A = K（yo+y） § 主阀口开启后溢流的压力流量方程 q =CdπD y（2p/ρ）1/2

■先导型溢流阀工作原理要点 ■先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流 量方程。阀的进口压力由先导阀调压弹簧的预压缩量确定， 主阀弹簧起复位作用。 ·通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1%，因此其尺寸 很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样，阀的调节 性能有很大改善。 ■主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一 般为细长孔，孔径很小Φ=0.8-1.2mm,孔长1=8一12mm, 因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。 ·先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控

§ 先导型溢流阀工作原理要点 § 先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流 量方程。阀的进口压力由先导阀调压弹簧的预压缩量确定， 主阀弹簧起复位作用。 § 通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1％，因此其尺寸 很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样，阀的调节 性能有很大改善。 § 主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一 般为细长孔，孔径很小φ=0.8－1.2mm，孔长l = 8－12mm， 因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。 § 先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控

■溢流阀的特性 ■调压范围：在规定的范围内调节时，阀的输出压力 能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。为改善高压溢流 阀的调节性能，往往通过更换四根刚度不同的弹簧 0.6~8、4~16、820、16~32MPa实现四级调压

§溢流阀的特性 § 调压范围 ： 在规定的范围内调节时，阀的输出压力 能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。为改善高压溢流 阀的调节性能，往往通过更换四根刚度不同的弹簧 0.6～8、4～16、8～20、16～32MPa实现四级调压

■溢流阀的特性 不灵敏区 压力流量特性：溢流阀 的进口压力随流量变化而 波动的性能；又称为启闭 特性。 直动型 ■ (pnpk)、 pnpb） 先导型 称为调压偏差，调压 偏差小好 ns Pulp称为开启 压力比， 0.01gn n,Ppn称为闭合 Pol Pkl Po2 Pk2 Pn 压力比，n、n,大好。 图4-16溢流阀的压力流量特性

§溢流阀的特性 § 压力流量特性： 溢流阀 的进口压力随流量变化而 波动的性能；又称为启闭 特性。 § （pn-pk）、（pn-pb） 称为调压偏差，调压 偏差小好 § nk=pk /pn称为开启 压力比， § nb=pb /pn称为闭合 压力比，nk 、 nb大好

■溢流阀的特性 压力损失：将调压弹簧的预压缩量调为零，当溢流量 等于阀的额定流量时，溢流阀的进口压力称为压力损 失。 卸载压力：将先导型溢流阀的外控口直接接回油腔， 当流经阀的流量为额定流量时，溢流阀的进口压力称 为卸载压力。 ■ 由于溢流阀进口压力只需克服主阀复位弹簧力和阀口 液动力，因此压力损失和卸载压力的值都很小，一般 小于0.5MPa。.考虑到溢流流量流经先导阀的压力损失， 因此溢流阀的压力损失略高于卸载压力。压力损失和 卸载压力越小，油液流经阀口的能量损失就越小，发 热也越少，阀的性能也就越好

§溢流阀的特性 § 压力损失：将调压弹簧的预压缩量调为零，当溢流量 等于阀的额定流量时，溢流阀的进口压力称为压力损 失。 § 卸载压力：将先导型溢流阀的外控口直接接回油腔， 当流经阀的流量为额定流量时，溢流阀的进口压力称 为卸载压力。 § 由于溢流阀进口压力只需克服主阀复位弹簧力和阀口 液动力，因此压力损失和卸载压力的值都很小，一般 小于0.5MPa。考虑到溢流流量流经先导阀的压力损失， 因此溢流阀的压力损失略高于卸载压力。压力损失和 卸载压力越小，油液流经阀口的能量损失就越小，发 热也越少，阀的性能也就越好