控制阀有哪些种类(浅析三种压力控制阀的异同)

Posted 2023-05-27

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控制阀有哪些种类(浅析三种压力控制阀的异同)

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液压传动是以压力油或压缩空气为工作介质，进行能量转换、传递和控制的传动。液压传动系统一般由四大部分组成：动力部分———液压泵；执行部分———液压缸；控制部分———各种液压阀；辅助部分———油箱、压力表、管道等。

在液压传动系统中，用来控制油液压力高低或利用压力变化实现某种动作的控制阀称为压力控制阀，简称压力阀。压力控制阀的种类很多，按其用途不同分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。它们一般都是利用油液压力与弹簧力相平衡这一基本原理进行工作的。

由于溢流阀、减压阀、顺序阀这三种阀的工作原理、内部结构、职能符号存在很大的相似性，导致学生在平常的学习和分析理解液压系统图、检测系统故障过程中很容易混淆。因此，正确理解三种阀的工作原理和职能符号，掌握有效的故障分析方法，对液压系统的整体研究有着非常重要的意义。

阀的作用

溢流阀的主要作用有两方面：一是溢流和保持系统（或回路）的压力稳定作用；二是防止系统过载，起限压保护作用。几乎在所有的液压系统中都要用到它，其性能的好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。

减压阀是使出口压力低于进口压力的一种压力控制阀。其作用是用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。此外，在油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的较低的压力。常用的是定值输出减压阀。

顺序阀的功用是以系统压力为信号对多个执行元件的动作顺序进行自动控制的阀。在顺序阀进口处的流体压力未达到阀的调定压力时，其出口没有流体流出；当进口压力达到调定压力时，阀口开启，将所在通道自行接通，使各执行元件按规定的顺序动作。

阀的工作原理

压力控制阀的共同特点是：利用作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡来进行工作。它们都有直动式和先导式之分，直动式的结构简单，工作原理也比较容易理解，这里我们主要对三种阀的先导式进行比较。

2．1先导式溢流阀

先导式溢流阀分为主阀和先导阀两部分。先导阀是一个小规模的锥阀式直动式溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。主阀芯的底部开有阻尼孔，系统压力油通过进油口到达主阀芯的下方，并通过阻尼孔到达导阀的右端。

（1）当先导阀上的作用力不足以克服先导阀弹簧的作用力时，先导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，所以主阀芯两端压力相等，在较软的主阀弹簧的作用下主阀芯处于最下端位置，进出油口隔断，没有溢流。

（2）当先导阀上的作用力增大到足以克服先导阀弹簧的作用力时，先导阀打开，压力油就可通过阻尼孔，经先导阀流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主阀芯上端压力p2小于下端压力p1，产生压力差Δp=p1-p2。当Δp的作用力小于主阀芯的弹簧弹力和阀的自重时，主阀关闭。当Δp的作用力大于主阀芯的弹簧弹力和阀的自重时，主阀打开，稳压溢流或安全保护。

2．2先导式定值输出减压阀

先导式减压阀也由主阀和导阀组成。减压阀的主阀芯底部同样开

有阻尼孔，液压油压力由进口P1经减压口变为P2，再经通道进入主阀的下腔，再经阻尼孔进入主阀的上腔和先导阀的前腔，压力为P3，然后通过锥阀座的阻尼孔后作用在先导阀上。

（1）当P3产生的作用力小于先导阀弹簧预紧力时，先导阀关闭，主阀上下两端不产生压力差；

（2）当阀前压力升高，阀后压力P3随之升高，当P3产生的作用力大于先导阀弹簧预紧力时，先导阀打开，主阀上下两端产生压力差，主阀芯提升，起减压作用。2．3先导式顺序阀

先导式顺序阀也由导阀和主阀组成。主阀芯的底部也开有阻尼孔，系统进入的液压油先到达阀芯的中部，并通过阀内部油孔经过阻尼孔，到达导阀的右端。

（1）在其压力未达到阀的调定压力之前，阀口一直是关闭的；

（2）达到调定压力之后，导阀开启泄油，油不断流过阻尼孔产生节流作用，使主阀芯上下产生压力差Δp，Δp随着进油压力的增大而增大，当Δp足以克服主阀芯阻力的时候，主阀芯开启，使进出油口相通，这样阀后的执行机构通入压力油，开始动作。

总结：从以上叙述可以得出三种阀的相同点1）三种阀都由主阀和导阀组成。

2）主阀芯都有阻尼孔，且是主阀芯上下形成开启压力差Δp的直接原因。

3）当Δp超过主阀弹簧弹力（阀的自重和阻力忽略）时，主阀芯才开启。

4）在压力条件变化时，三种阀阀芯的位移相同，但阀开度变化不同。

职能符号

液压阀的职能符号，实际上是阀的作用和结构的综合反映。主要从四个方面进行比较：

3．1主阀芯初始位置

溢流阀在工作中一般作为稳压阀和安全阀，只有在压力过高时，才开启溢流，因此在初始情况下阀内油路应该是断开的，溢流阀为常闭阀。减压阀为低压支路供油，未工作的初始状态下阀内油路应该是连通的，减压阀为常开阀，只是条件变化时，开度随之变化而已。顺序阀作为压力开关，未工作的初始状态下阀内油路应该是断开的，顺序阀为常闭阀，当有压力信号时阀口才开启。

3．2控制主阀芯动作的液压力的信号来源

从工作原理和图形符号（虚线）可以看出，溢流阀主阀芯的动作受阀前压力即进油压力控制。减压阀主阀芯的动作受阀后压力即出油压力影响。顺序阀主阀芯的动作也受阀前压力即进油压力影响。

3．3阀后的连接结构

溢流阀为了实现通畅的溢流泄压是将多余的油液排入油箱，因此其出油口应该直接连接油箱，以减小回油背压（此时回油背压可以看做是零）。减压阀是为了获得稳定的低压油液，阀后为低压管路，将降低压力后的油液提供给执行元件等。顺序阀是为了实现不同支路上执行元件的先后动作，因此其阀后应为某一液压支路。

3．4阀的泄油方式

溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的导阀的弹簧腔和泄露油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱，即采用内部泄油的方式。而减压阀和顺序阀阀后都是供油的支路，导阀的泄油必须另设支路，即外泄。

总结：从以上叙述可以得出以下看职能符号辨别三种阀的方法：

（1）首先从阀的泄油方式辨别出哪个阀为溢流阀（出油口连接油箱的）；然后剩下的阀中阀芯常开的是减压阀，阀芯常闭的是顺序阀。

（2）首先从阀的泄油方式辨别出哪个阀为溢流阀（出油口连接油箱的）；然后剩下的阀中主阀芯一侧用虚线连接进油口的是顺序阀，主阀芯一侧用虚线连接出油口的是减压阀。

（3）首先从主阀芯初始位置辨别出哪个阀为减压阀（常开的）；然后从阀的泄油方式比较，出油口直接连接油箱的是溢流阀，出油口后是供油支路的是顺序阀。

故障分析

先导式溢流阀、先导式减压阀、先导式顺序阀三种压力控制阀的

故障的最终表现为阀芯的动作不准确，因此在分析故障过程中，首先要确定为哪种压力控制阀，考虑该阀的作用、工作原理和结构，其次根据故障特点分析该阀阀芯在阀体中所处位置的变化（阀口开度变大或变小），最后分析导致阀芯处于该位置的原因，即可推断出导致该阀故障的可能情况，从而针对各种可能的情况进行逐一检测和实施相应的故障排除。

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