壓力控制閥分類

壓力控制閥是制壓力的閥的總稱。按用途分為溢流閥﹑減壓閥和順序閥。    在液壓傳動系統(tǒng)中,控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，簡稱壓力閥。這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的。

一、壓力控制閥分類溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理

溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。

（一）溢流閥的作用和性能要求

1．溢流閥的作用

在液壓系統(tǒng)中用來維持定壓是溢流閥的主要用途。它常用于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，和流量控制閥配合使用，調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的流量，并保持系統(tǒng)的壓力基本恒定。用于過載保護(hù)的溢流閥一般稱為安全閥。

2．液壓系統(tǒng)對溢流閥的性能要求

（1）定壓精度高 

（2）靈敏度要高

（3）工作要平穩(wěn)且無振動和噪聲

（4）當(dāng)閥關(guān)閉時密封要好，泄漏要小。



（二）壓力控制閥分類溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動作方式可歸結(jié)為直動式和先導(dǎo)式兩種。

1.直動式溢流閥


直動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等相平衡，以控制閥芯的啟閉動作，溢流閥是利用被控壓力作為信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達(dá)到定壓目的的。在執(zhí)行元件沒有拖動全部負(fù)載時，系統(tǒng)壓力較低，閥口x關(guān)進(jìn)油口閉，無溢流。 隨著負(fù)載增加，系統(tǒng)壓力升高，彈簧2被壓縮，閥芯上升，直到P=Fs／A時，閥 門打開，開始溢流。起溢流、定壓作用。 

         定壓調(diào)節(jié)過程如下： 

         如果系統(tǒng)壓力升高，超過調(diào)定值，則閥口開度增大，溢流阻力減小，使系統(tǒng)壓力降至調(diào)定值； 如果系統(tǒng)壓力低于調(diào)定值，則閥口開度減小，溢流阻力加大，使系統(tǒng)的壓力升到調(diào)定值。由于閥口開度z值變化很小，彈簧力F可近似地視為常數(shù)，故系統(tǒng)壓力能被控制在調(diào)定值保持不變。 

2.壓力控制閥分類先導(dǎo)式溢流閥

圖-11所示為先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)示意圖，由于先導(dǎo)閥芯一般為錐閥，受壓面積較小，所以用一個剛度不太大的彈簧即可調(diào)整較高的開啟壓力 ，用螺釘調(diào)節(jié)導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力，就可調(diào)節(jié)溢流閥的溢流閥壓力。

先導(dǎo)式溢流閥有一個遠(yuǎn)程控制口Ｋ，如果將K口用油管接到另一個遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導(dǎo)控制部分一樣），調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對溢流閥的溢流壓力實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。但是，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的高壓力不得超過溢流閥本身導(dǎo)閥的調(diào)整壓力。當(dāng)遠(yuǎn)程控制口K通過二位二通閥接通油箱時，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到高位置．閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時溢流閥ｐ口處壓力很低,系統(tǒng)的油在低壓下通過溢流閥流回油箱，實現(xiàn)卸荷。


（三）溢流閥的性能 

溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。

1.靜態(tài)性能

(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，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時的大和小調(diào)定壓力。溢流閥的大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時溢流閥應(yīng)無噪聲、溢流閥的小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的15％。

(2)壓力*量特性 圖4－12  溢流閥的壓力流量特性圖。

 

    調(diào)定壓力-閥的溢流量達(dá)到額定溢流量qn時，所對應(yīng)的壓力pn稱為溢流閥的調(diào)定壓力。 

    開啟壓力-溢流閥剛開啟時，閥進(jìn)口的壓力p0稱為開啟壓力。 

    調(diào)壓偏差-調(diào)定壓力pn與開啟壓力p0的差值稱為調(diào)壓偏差，其值越小，性能越好。 

    可見先導(dǎo)式溢流閥要優(yōu)于直動式溢流閥。 

啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟后到閉合的過程中，被控壓力與通過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重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ｐs時，開始溢流的開啟壓力ｐk及停止溢流的閉合壓力ｐB(yǎng)分別與ｐs的百分比來衡量，前者稱為開啟比，后者稱為閉合比。

（3）卸荷壓力

當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口及與油箱相連時,額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。

二、減壓閥 

減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進(jìn)口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。

 作用：減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個油源能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出。

用途：減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當(dāng)油壓不穩(wěn)定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩(wěn)定的較低的壓力。

分類：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

    閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于下端位置，閥的進(jìn)、出油口是相通的，亦即閥是常開.

    若出口壓力增大，使作用在閥芯下端的壓力剛好大于彈簧力時，閥芯上移，關(guān)小閥口，這時閥處于工作狀態(tài)。

    若忽略其它阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。 如出口壓力減小，閥芯就下移，開大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調(diào)定值 先導(dǎo)式減閥動畫

    將先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行比較，它們之間有如下幾點不同之處：

    (1)減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口處壓力基本不變。

    (2)在不工作時，減壓閥進(jìn)、出油口互通，而溢流閥進(jìn)出油口不通。

    (3)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導(dǎo)閥彈簧腔需通過泄油口單獨外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以它的導(dǎo)閥的彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口相通，不必單獨外接油箱。

2．工作特性
(1)當(dāng)負(fù)載為零或負(fù)載所決定的壓力小于減壓閥的調(diào)定壓力時，減壓閥口常開，減壓閥處非工作狀態(tài)，這時減壓閥口相當(dāng)于一個通道，減壓閥出口油壓為零或為小于減壓閥調(diào)定壓力的某個數(shù)值；

    (2)當(dāng)負(fù)載壓力等于減壓閥調(diào)定壓力時，減壓閥口關(guān)小，減壓閥處工作(減壓)狀態(tài)，其出口壓力為所調(diào)定的額定值；

    (3)當(dāng)負(fù)載壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力或為無窮大(液壓油推不動負(fù)載、負(fù)載速度為零)時，減壓閥仍處于工作狀態(tài)，出口壓力仍為減壓閥的調(diào)定值。與前者不同的是此時負(fù)載流量(流徑減壓閥口通向負(fù)載的流量)已為零(因負(fù)載已停止運動)，但仍有一部分流量經(jīng)減壓閥的導(dǎo)閥泄回油箱，因此，此時減壓閥閥口的流量并不為零。 

（二）定差減壓閥

    定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥。 高壓油P1經(jīng)節(jié)流口XR減壓后以低壓P2流出，同時，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力 傳至閥芯上腔，則其進(jìn)、出油液壓力在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡,只要盡量減小彈簧剛度k和閥口開度XR，就可使壓力差△戶近似地保持為定值



（三）定比減壓閥

    定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒定。 

    選擇閥芯的作用面積A1和A2，便可得到所要求的壓力比，且比值近擬恒定。 

三、順序閥

在液壓系統(tǒng)中，除了需要進(jìn)行壓力的調(diào)控外，還常常需要根據(jù)油路壓力的變化來控制執(zhí)行元件之間的動作順序，這時就要使用順序閥。圖4—14a為直動式順序閥，圖4—14b為先導(dǎo)式順序閥。順序閥從結(jié)構(gòu)上可分為直動式和先導(dǎo)式；從控制方式上可分為內(nèi)控式和外控式。內(nèi)控式順序閥的工作原理與溢流閥很相似，區(qū)別在于順序閥的出油口p2不接油箱而是接后續(xù)的液壓元件。因此，泄油口L要單獨接油箱。再就是順序閥閥口的封油長度大于溢流閥，所以在進(jìn)口壓力p1低于調(diào)定值時，閥口全閉；當(dāng)進(jìn)口油壓達(dá)到調(diào)定值時閥口開啟，進(jìn)出油口接通，使后續(xù)元件動作。


    圖4—14c所示為外控式液控順序閥，它與內(nèi)控式順序閥的區(qū)別在于閥芯上沒有與進(jìn)油口相通的孔，因而進(jìn)口油液不能進(jìn)入閥芯下腔。控制閥芯運動的油液由控制口K引入，閥芯啟閉由控制油液壓力是否達(dá)到調(diào)定值決定。調(diào)整調(diào)節(jié)手柄，改變彈簧壓力就能改變調(diào)定值。 

四、壓力繼電器

壓力繼電器是一種將液壓信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件。圖4—15為其工作原理圖，壓力油經(jīng)控制口進(jìn)入柱塞A或膜片底部，當(dāng)壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時，柱塞A上移或膜片中間凸起頂動柱塞B，通過錐面作用使鋼球平移，壓動微動電氣開關(guān)，發(fā)出電信號。由于摩擦力的存在，壓力降至調(diào)定值時，壓力繼電器并不是馬上復(fù)位，而是再降一定值時才復(fù)位，這個壓力稱為復(fù)位壓力。動作壓力與復(fù)位壓力的差值為返回區(qū)間，其調(diào)節(jié)范圍為0．35～0．8MPa。壓力繼電器正確位置是在液壓缸和節(jié)流閥之間 。

(1)溢流閥：能控制液壓系統(tǒng)在達(dá)到調(diào)定壓力時保持恆定狀態(tài)。用於過載保護(hù)的溢流閥稱為安全閥。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力昇高到可能造成破壞的限定值時，閥口會打開而溢流，以保證系統(tǒng)的安全。
(2)減壓閥：能控制分支迴路得到比主迴路油壓低的穩(wěn)定壓力。減壓閥按它所控制的壓力功能不同，又可分為定值減壓閥(輸出壓力為恆定值)﹑定差減壓閥(輸入與輸出壓力差為定值)和定比減壓閥(輸入與輸出壓力間保持一定的比例)。
(3)順序閥：能使一個執(zhí)行元件(如液壓缸﹑液壓馬達(dá)等)動作以后，再按順序使其他執(zhí)行元件動作。油泵產(chǎn)生的壓力先推動液壓缸1運動，同時通過順序閥的進(jìn)油口作用在面積A上，當(dāng)液壓缸1運動*成后，壓力昇高，作用在面積A的向上推力大於彈簧的調(diào)定值后，閥芯上昇使進(jìn)油口與出油口相通，使液壓缸2運動。