第四章：壓力控制閥

1、第四章：壓力控制閥1：直動(dòng)式溢流閥：直動(dòng)式溢流閥 直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，來(lái)控制閥芯的啟閉。假設(shè)進(jìn)油口 壓力為p，出油口壓力p2=0，彈簧剛度為ks ，預(yù)壓縮量為xc，閥芯下端液體作用的有效面積為AR，液體的壓力為p3。液體的作用力為F1彈簧力為Fs，在不慮閥芯上的摩擦力、液動(dòng)力以及閥芯的自重時(shí)，閥芯的工作位置就由F1和Fs 來(lái)決定。PT1）當(dāng)進(jìn)油口壓力小于調(diào)定壓力時(shí)（p（ksxc)/AR) 這時(shí)由于F1=p*AR ksxc/AR)這時(shí)由于p*AR ksxc，閥芯上移，閥口打開(kāi)，彈簧壓縮量增大，直到p*AR=ks(xc+x)時(shí)，閥芯處于平衡狀態(tài)，這時(shí)進(jìn)油

2、口壓力就等于： P= ks(xc+x)/AR由于xcx，近似認(rèn)為xc+x xc P= ksxc/AR 使進(jìn)油口壓力保持不變 4）特點(diǎn) （1）溢流閥不工作時(shí)閥口是常閉的，進(jìn)出油口不通。 （2）溢流閥是利用進(jìn)油口的壓力作為控制信號(hào)來(lái)改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來(lái)達(dá)到定壓目的的。也就是說(shuō)：控制閥芯運(yùn)動(dòng)的壓力油來(lái)至進(jìn)油口 。 （3）溢流閥是控制進(jìn)油口的壓力為調(diào)定值或限制最大值 （4）溢流閥閥口只要打開(kāi)有液體流過(guò)，溢流閥進(jìn)油口的壓力就等于調(diào)定值而不變。 （5）溢流閥的出油口接油箱，因此泄漏油液采用內(nèi)泄泄方式流回油箱。 （6）當(dāng)出油口壓力不等于零時(shí)，溢流閥閥口只要打開(kāi)并有液體流過(guò)

3、，進(jìn)油口的壓力就等于： p進(jìn)=p調(diào)定值+p出油口 2先導(dǎo)式溢流閥 所謂先導(dǎo)型壓力控制，是指控所謂先導(dǎo)型壓力控制，是指控制系統(tǒng)中有大、小兩個(gè)閥芯，小制系統(tǒng)中有大、小兩個(gè)閥芯，小閥芯為先導(dǎo)閥芯，大閥芯為主閥閥芯為先導(dǎo)閥芯，大閥芯為主閥芯，并相應(yīng)形成先導(dǎo)級(jí)和主級(jí)兩芯，并相應(yīng)形成先導(dǎo)級(jí)和主級(jí)兩個(gè)壓力調(diào)節(jié)回路，個(gè)壓力調(diào)節(jié)回路，如圖所示是先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖，假設(shè)進(jìn)油口的壓力為p1，出油口的壓力為pT，油腔b內(nèi)的壓力為p2，油腔c內(nèi)的壓力為pT，液體流過(guò)阻尼孔3時(shí)產(chǎn)生的壓力損失為p1 b腔內(nèi)液體作用在閥芯2上的有效面積為AR， c腔內(nèi)液體作用在閥芯2上的有效面積為A2，k腔內(nèi)液體作用面積為A3，彈簧5

4、的彈簧剛度為k2，預(yù)壓縮量為x2,彈簧1的剛度為k1，預(yù)壓縮量為x1，閥芯受力如圖所示，這里 F1=P2AR F2= k1 x1+ PT A2 F3= P2 A3 F4= k2 x2 F= p1AR 在不考慮摩擦力、液動(dòng)力及閥芯自重時(shí)，閥芯的工作位置就有這五個(gè)力來(lái)決定，當(dāng)pT=0時(shí)F= F- F1- F2 = p1AR -P2AR- k1 x1 =(p1 -P2)AR- k1 x1 = p1 AR- k1 x1 1：當(dāng)進(jìn)油口壓力小于調(diào)定壓力時(shí)（p(k2x2/A3) 時(shí)由于F3= P2 A3 (k2x2/A3) / A3 則F3(k2x2/A3) 時(shí)由于F3= P2 A3 (k2x2/A3) /

5、 A3 則F3F4，先導(dǎo)閥打開(kāi)，這時(shí)流過(guò)過(guò)阻尼孔3內(nèi)液體的壓力損失 p10 p1 p2 FF1+F2主閥芯上移，主閥口打開(kāi)，直到某一位置，作用在閥芯上的力相互平衡。則： F=F1+F2 F3=F4 P1AR=P2AR + k1 x1 P2 A3 = k2 x2P1= k2 x2/A3+ k1 x1/AR由于k1比較小 k1 x1/AR0 P1 k2 x2/A3從而使進(jìn)油口壓力保持在調(diào)定值不變。3：當(dāng)出油口壓力PT不等于零時(shí)當(dāng)出油口壓力等于PT時(shí)，這時(shí)進(jìn)油口壓力等于多少？P1= k2 x2/A3+ k1 x1/AR+ PTP1= k2 x2/A3+ PTPT4：遠(yuǎn)程控制口 當(dāng)控制油口K處的壓力為

6、P”先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力為PT時(shí)1）當(dāng)P” PT時(shí)，進(jìn)口壓力最大 等于多少？ P=PT由此可以看出要想使遠(yuǎn)程控制口起作用，遠(yuǎn)程控制口控制的壓力必須小于先導(dǎo)閥調(diào)定的壓力。（三）溢流閥的性能溢流閥的性能主要包括溢流閥的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性1：靜態(tài)特性： （1）壓力調(diào)節(jié)范圍：壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無(wú)突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的最大值和最小值。 （2）啟閉特性啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開(kāi)啟到閉合的過(guò)程中，被控壓力與通過(guò)溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo) 。 （3）卸荷壓力當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口K與油箱相連時(shí)，在額定流量下產(chǎn)生的壓

7、力損失稱為卸荷壓力。 （四）溢流閥的作用1：保持系統(tǒng)壓力基本恒定的溢流作用： 特點(diǎn)：系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥閥口打開(kāi)，有一定的流量流過(guò)溢流閥閥口。2：防止系統(tǒng)過(guò)載的安全作用： 特點(diǎn)：系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥閥口常閉，進(jìn)出油口斷開(kāi)，無(wú)液體通過(guò)。3：利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口的卸荷作用： 特點(diǎn)：溢流閥遠(yuǎn)程控制口通過(guò)換向閥直接與油箱相通，溢流閥進(jìn)油口的壓力近似等于零。4：溢流閥裝在執(zhí)行元件的回油路上起背壓作用： 特點(diǎn)：溢流閥裝在執(zhí)行元件的回油路上，溢流閥出油口并且與油箱相通。二、減壓閥二、減壓閥 減壓閥的作用是：使部分回路獲得一個(gè)比主油路壓力低的而且是一個(gè)穩(wěn)定的壓力。其方法是：在需要減壓的油路的進(jìn)口串聯(lián)一個(gè)減

8、壓閥。根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。 （一）：定值輸出減壓閥1：工作原理： 如圖是定值輸出減壓閥的工作原理圖。（1）當(dāng)進(jìn)油口無(wú)壓力油進(jìn)入時(shí) 如圖所示，先導(dǎo)閥閥芯在調(diào)壓彈簧作用下處于最左端，先導(dǎo)閥閥口關(guān)閉，主閥芯在復(fù)位彈作用下處于最下端，減壓閥主閥口開(kāi)度最大，由此我們可以得出：減壓閥不工作時(shí)，閥口常開(kāi)，進(jìn)出油口相互連通。 （2）當(dāng)進(jìn)油口有壓力油進(jìn)入時(shí)如圖示 F=P2AR F1=P3ARF2=ksxc F3=P3A1 F4=ktxt1）當(dāng)出油口的壓力小于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí): 由于：F3 F4先導(dǎo)閥閥口打開(kāi)，阻尼孔壓力損失P0 ，從而使 P2P3 F F

9、1+F2主閥芯在F、F1、F2作用下向上移動(dòng)，主閥口開(kāi)度xR減小，并在某一開(kāi)口下處于平衡 P2AR=P3AR+ksxc P3A1=ktxt從而使出油口的壓力保持在調(diào)定值不變。RttRcsttAxkAxkAxkp123）當(dāng)減壓閥進(jìn)油口的壓力大于減壓閥調(diào)定壓力，而出油口不輸出壓力油時(shí)由于：F3 F4先導(dǎo)閥閥口打開(kāi)，阻尼孔壓力損失P0 ，從而使P2P3 F F1+F2主閥芯在F、F1、F2作用下向上移動(dòng)，主閥口開(kāi)度xR達(dá)到最小，但是，由于阻尼孔內(nèi)一直有液體流過(guò)從而使出油口壓力保持在調(diào)定值不變（3）減壓閥與溢流閥比較1）溢流閥不工作時(shí)閥口是常閉的，減壓閥不工作時(shí)閥口是常開(kāi)的。2）溢流閥控制閥芯運(yùn)動(dòng)的壓

10、力油來(lái)至進(jìn)油口 ，減壓閥控制閥芯運(yùn)動(dòng)的壓力油來(lái)至出油口 。3）溢流閥是控制進(jìn)油口的壓力為調(diào)定值或限制最大值，減壓閥是控制出油口壓力為調(diào)定值。4）由于溢流閥出油口接油箱，因此彈簧腔內(nèi)的油采用內(nèi)泄方式流回油箱。而減壓閥出油口接執(zhí)行元件，因此彈簧腔內(nèi)的油采用外泄方式流回油箱。2.定差減壓閥定差減壓閥 定差減壓閥的作用是：在減壓閥進(jìn)、出的壓差滿足最小壓差要求時(shí)，通過(guò)定差減壓閥來(lái)保證進(jìn)、出的壓差等于減壓閥的調(diào)定值不變。其工作原理如圖所示當(dāng)閥芯在開(kāi)度為XR時(shí)，閥芯處于平衡狀態(tài)，則 F1+ F2 = F3 + F4 由于xRxc 整理得2214pdF1222)(4pdDF2234pDF)(4RcxxkF)(

11、4)(4)(222221dDkxdDxxkpppcRc三、順序閥三、順序閥 順序閥是利用回路中壓力的變化來(lái)控制系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。根據(jù)控制壓力的不同，順序閥分為內(nèi)控式和外控式兩種，所謂內(nèi)控式順序閥就是指控制閥芯的壓力油來(lái)自進(jìn)口，外控順序閥就是控制閥芯的壓力油來(lái)自閥以外的控制油路。此外根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，順序閥又分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種 ，直動(dòng)式順序閥一般用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式順序閥一般用于高壓系統(tǒng)，下面我們就來(lái)分析順序閥的工作原理1：內(nèi)控直動(dòng)式順序閥如圖示是一個(gè)內(nèi)控式順序閥的原理圖和職能符號(hào)，當(dāng)進(jìn)油口無(wú)壓力油進(jìn)入時(shí)，順序閥的閥口關(guān)閉，即：順序閥不工作時(shí)閥口常閉。當(dāng)進(jìn)油口有壓力油進(jìn)入時(shí)，

12、如果進(jìn)油口的壓力小于調(diào)定壓力時(shí)，順序閥閥口關(guān)閉，進(jìn),出油口不通，如果進(jìn)油口的壓力大于調(diào)定壓力時(shí)，順序閥閥口打開(kāi)，進(jìn)出油口相通,這時(shí),出油口的壓力由負(fù)載決定，可以大于或小于順序閥的調(diào)定壓力。2：外控直動(dòng)式順序閥如圖示是一個(gè)外控式順序閥的原理圖和職能符號(hào)，當(dāng)控制油口K無(wú)壓力油進(jìn)入時(shí)，順序閥的閥口關(guān)閉，即：順序閥不工作時(shí)閥口常閉。當(dāng)控制油口K有壓力油進(jìn)入時(shí)，如果控制油口K的壓力小于調(diào)定壓力時(shí),順序閥閥口關(guān)閉，進(jìn)出油口不通，如果控制油口K的壓力大于調(diào)定壓力時(shí),順序閥閥口打開(kāi),進(jìn)出油口相通，這時(shí)，出油口的壓力由負(fù)載決定?？梢源笥诨蛐∮陧樞蜷y的調(diào)定壓力。3：先導(dǎo)式順序閥如圖示是一個(gè)先導(dǎo)式順序閥的原理圖和職

13、能符號(hào)，它的工作原理和先導(dǎo)式溢流閥完全相同，所不同的是，由于順序閥出油口接執(zhí)行元件，為此通過(guò)先導(dǎo)閥閥口的壓力油要通過(guò)外部油孔流回油箱，這種方式就叫外泄式。同樣，當(dāng)順序閥閥口打開(kāi)時(shí)，出油口的壓力由負(fù)載決定，可以大于或小于順序閥的調(diào)定壓力。4：順序閥與溢流閥的比較(1)溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本保持不變. 而順序閥在通流狀態(tài)下其進(jìn)口壓力由出口壓力而定，如果出口壓力p2小于進(jìn)口壓力p1時(shí)，p1基本保持不變，而當(dāng)p2大于進(jìn)口壓力p1 時(shí)p1也隨p2的變化而變化，則p1=p2+p，這里的p為順序閥上的損失壓力，它是個(gè)變值。(2)溢流閥為內(nèi)泄漏，而順序閥需單獨(dú)引出泄漏通 道，為外泄漏。(3)溢流閥的出口必須回油箱，順序閥出口一般接 負(fù)載，但是也可以接油箱。四、壓力繼電