液压控制阀

液压阀是液压系统中用来控制液流的压力.流量和流动方向的控制元件，是影响液压系统性能.可靠性的重要元件。

在液压系统中，控制液流的压力.流量和流动方向的基本模式有两种：容积式控制（俗称泵控，具有效率高但动作较慢的特点）和节流式控制(俗称阀控，具有动作快但效率较低的特点)。液压阀的控制，属于节流式控制。

一、液压阀的分类

液压阀可按不同的特征进行分类： 1、 按照液压阀在系统中的功能分类： 阀类 压力控制阀 阀种 溢流阀.减压阀.顺序阀.平衡阀.电液比例溢流阀.电液比例流量阀 流量控制阀 节流阀.调速阀.分流阀.集流阀.电液比例节流阀.电液比例流量阀 方向控制阀 复合控制阀 工程机械专用阀 单项阀.液控单项阀.换向阀 电液比例压力流量复合阀 多路阀.稳流阀 电液比例方向节流阀.电液比例方向流量阀 说明 电液伺服阀（根据反馈形式不同，可形成电液伺服压力阀或一般电液伺服阀－方向.流量复合控制功能） 2、 按照液压阀的输入方式分类： 可分为手动控制阀.机械控制阀.液压控制阀.电动控制阀和电液控制阀。一般液压阀以某种输入方式为主，有时兼备1至2种其它输入方式：见下表

阀类 手动控制阀 机械控制阀 液压控制阀 电液控制阀 电动控制阀 说明 手把及手轮.踏板.杠杠 挡板及碰块.弹簧 利用由液体压力所产生的力进行控制 采用电动控制（普通电磁铁）和液压控制的组合控制方式 用普通电磁铁.能量电磁铁.力马达.力矩马达.步进电动机等控制 3、 按照液压阀的控制信号形式分类：见下表 控制信号形式 开关定值控制阀（普通液压阀） 模 拟 量 说明 它们可以是手动控制，机械控制（凸轮），液压控制，电动控制等输入方式，开闭液压通路或定值控制液流的液流和流量 伺服阀 根据输入信号（电气.机械.气动等），成比例地.连续控制液压系统中液流流量和流动方向或压力高低的阀类。工作时着眼于阀的零点（一般指输入信号为零的工作点）附近的性能以及性能的连续性。伺服式控制阀一般称伺服阀，又称随动阀。采用伺服式控制阀的液压系统一般为闭环系统，称为液压伺服控制系统 比 例 阀 高性能比例阀 一般比例阀 根据输入信号的大小成比例.连续.远距离控制液压系统中液流的压力.流量和流动方向。它要求保持调定值的时间稳定性，一般具有对应于10％～30％最大控制信号的零位死区；多数用于开环系统，也可用于闭环系统，特别是速度控制系统 又称伺服比例阀.比例伺服阀.高频响应比例阀.闭环比例阀，是一种以比例电磁铁为电－机械转换器的高性能比例方向节流阀；与伺服阀一样，没有零位死区，首级阀口压降为供油压力的1/3；但对于先导式伺服比例阀，主级阀

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口压降与一般比例阀一样，为0.3～1.0Mpa.伺服比例阀频响界于一般比例阀与伺服阀之间，可用于各类闭环控制系统 数 字 缸 数字阀 输入信号是脉冲信号，根据输入的脉冲数或脉冲频率来控制液压系统中液流的压力和流量。这类元件的优点是；对油液的污染不敏感，工作可靠，重复精度高，成批产品的性能一致性好；缺点是由于按照载频原理工作，故控制信号频宽较模拟器件低。数字阀的额定流量很小，只能用于小流量控制场合，如作为电液控制阀的先导控制级 4、 按照液压阀的结构形式分类：

就各类液压阀对液流的控制作用而言，本质上都是可控节流器（可变液阻）。由于各类阀的功能不同，必须根据控制要求选择阀的节流特性；见下表： 结构形式 滑阀类 说明 这类阀的阀芯为圆柱形。通过阀芯在阀体孔内的滑动来改变液流通路开口的大小，以实现对液流压力.流量以及方向的控制 锥阀.球阀类 阀芯为圆锥形或球形，利用锥形阀芯或圆球的位移来改变液流通路开口的大小，以实现液流压力.流量以及方向的控制 喷嘴挡板阀类 用喷嘴与挡板之间的相对位移来改变液流通路开口的大小，以实现控制的阀类。常作为伺服阀.比例阀的先导级 5、 按照液压阀的连接方式分类；

可分为管式连接.板式连接和集成连接。集成连接是由标准元件或标准参数制造的元件按典型动作要求组成基本回路，然后将基本回路集成在一起组成系统的一种连接方式；见下表： 连接形式 管式连接 说明 通过罗纹直接与连接组成系统，结构简单.重量轻，适合于移动式设备和流量较小的液压元件的连接，应用较广。缺点是元件分散布置，可能的漏油环节多，装卸不够方便 板式连接 通过连接板连接组成系统，便于安装维修，应用极为广泛。由于元件集中布置，操纵和调节都比较方便，连接板包括单层连接板.双层连接板和整体连接板等多种形式 集 成 连 接 跌加阀 集成块 集成块为六面体，块内钻成（或铸成）连通阀间的油路（一般每一块为一基本回路），标准的板式元件安装在侧面，集成块的上下两面为密封面，中间用O型密封圈密封。将集成块进行有机组合即可构成完整的液压系统。集成块连接有利于液压装置的标准化.通用化.系列化，有利于生产与设计，因此是一种比较良好的连接方式（特别是机床行业） 有各种类别与规格不同的阀类（压力阀.流量阀方向阀）及底板块组成。阀的性能.结构要素与一般阀并无区别，只是为了便于迭加，要求同一规格的不同阀的连接尺寸相同（一般按相应规格的换向阀连接尺寸确定）。这种集成形式在工程机械中应用较多，如多路换向阀 嵌入阀 将几个阀的阀芯合并在一个阀体内，阀间通过阀体内部油路沟通的一种集成形式。结构紧凑但复杂，专用性强，如磨床液压系统中的操纵箱 插装阀 （盖板阀） 将阀按标准参数做成阀芯，阀套等组件（插入件）插入专用的阀快孔内，并配置各种功能盖板以组成不同要求的液压回路。阀块内的通道将各组件之间的进出油口.控制油口沟通然后适用于高压.大流

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量系统 罗纹插装阀 与盖板式插装阀类似，但插入件与集成块的连接是符合标准的罗纹，主要适用于小流量系统

一、方向控制阀

方向控制阀是控制液压系统中的液流方向的阀。它被用来对系统中各个支路的液流进行通.断的切换，以适应工作的要求。

方向控制阀按用途可分为单项阀和换向阀两大类。

单项阀的作用是只允许液流沿一个方向通过，另一个方向的流动则被截止。液控单项阀除一般单项阀功能外，在外部控制油压作用下，允许另一个方向的流动。 换向阀是通过改变阀芯的位置，实现与阀体相连的几个油路之间的连通或断开。

根据不同的分类标准，如用途.功能.所控制的油口通路数.工作位置数以及控制的方式.方阀芯的类别等，可将阀芯控制阀进行不同分类如下表： 分类标准 功能 单项阀 换向阀 按通路数 按位置数 按控制方式 类别 一般单项阀 液控单项阀 二通.三通.四通···· 二位.三位.四位···· 电磁换向阀 电液换向阀 液动换向阀 手动换向阀 机动换向阀 气控换向阀 多路阀 逻辑阀 阀芯结构 锥阀式 球阀式 滑阀式 转阀式 安装方式 管式安装 板式安装 集成式安装 其它

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并联多路阀 串联多路阀 顺序多路阀 罗纹式 法兰式 插装式方向阀 叠加式方向阀 嵌入式方向阀 电磁球阀 比例方向阀 手动开关阀（如压力表阀.截止阀等）

一. 用途及选用要点： 单项阀的应用主要有以下几种；

1、 安置在液压泵的出油口，可防止当泵检修或多泵合流系统停泵时油液倒流。 2、 在系统中作为背压阀。

3、 安装在不同油路之间，防止油路互相干扰。

4、 与其它液压阀如节流阀.顺序阀.减压阀等组合成单项控制阀，执行单项通流

功能，如单项节流阀.单项顺序阀.单项减压阀.高低压泵回路切换用卸荷阀.畜能器回路卸荷阀等。

5、 其它需要控制液流单项流动的场合；如单项阀群组的半桥和全桥与其它阀组

成的回路。

二. 液控单项阀选用要点及应用场合

1、 两个液控单项阀组合，锁紧液压缸，使之停留在任何位置，称之为双向液压

锁。

2、 立式液压缸防止自重下落。 3、 用作充液阀。

4、 其它需在控制下实现反向流动的场合

在实际应用中要注意控制压力是否能满足反向开启的要求，并根据需要合理选择内泄式.外泄式和带卸荷阀芯这三种液控单项阀。同时，在应用外泄式液控单项阀时，应使外泄油液单独回油箱。

三.换向阀 1.换向阀概述：

1）.定义：换向阀是借助于改变阀芯的位置，来实现与阀体相连的几个油路之间的

接通或断开的阀类。

2）.符号：换向阀的符号是由若干个连接在一起排成一行的方框组成。每一个方框

表示换向阀的一个工作位置，而反馈中的箭头则表示了阀所控制的油路之间的连接情况。这些方框两端的符号是表示阀的操纵机构及定位方式等。

3）.位数与通道数：这是换向阀最重要的参数。 位数是指阀芯可能实现的工作位置数目。通道数则指阀所控制的油路通道数目（不包括控制油路通道）。

4）.阀的通径： 通常将换向阀上油口的直径称为换向阀的通径。

5）.控制方式： 换向阀可用不同的方式进行控制而实现换向，常用的有电磁.电液.液动.手动.机动气控等方式。按所通过流量的大小，它们又可分为两大类，即直动式和先导式。直动式换向阀是指阀芯靠电磁铁.手柄.滚轮推杆.液压缸和气缸等直接驱动而没有经过任何放大措施。由于在阀芯上作用有各种静态和动态力，所以直动式只能用到最大通径为10mm的阀，更大通径的阀需采用先导式控制式。先导式则是将控制信号经过应用放大后再进行驱动，有较大的驱动力。

6）.换向阀工作位置的判定：由于换向阀有多个可能的工作位置，不同位置实现的油路沟通方式均不同，所以根据系统实际的工作状态来判别换向阀的实际工作位置就显得非常重要。一般将阀两端的控制元件给阀的驱动力视为推力。

7）.分类：换向阀种类繁多，可按位数、通道数、控制方式等进行分类。

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四、压力控制阀

压力控制阀是以压力为控制输入量或输出量的阀类或装置；其中以压力为控制输出量的压力阀内含压力（或压差）反馈，通过改变输入量（弹簧力或电磁力等）可对受控输出压力（或压差）直接或间接进行连接调节；如溢流阀、减压阀和溢流型（三通）减压阀；以压力为输入量的有顺序阀、卸荷阀、平衡阀和压力继电器（压力电气开关），通过改变与输入液压力相平衡的弹簧力可连续调节启、闭阀或电气开关所需的输入压力。

压力控制阀的分类见下表； 分类 以力输量阀 名称 溢 流 阀 说明 定 压 直 动 式 先 导 式 定差（直动式） 二通 减压阀 定 值 直动式 先导式 开环控制 普通 带先导油流量恒定器 闭环控制（比例阀） 定差（直动式） 定比（直动式） 溢流型减压阀 （三通减压阀） 以压力为输入量的阀或装置 顺序阀 直动式 先导式（闭环、比例控制） 内控式 外（液）控式 卸荷阀（畜能器/泵卸荷阀） 平衡阀 内控式 外控式 内外控式 压力继电器 薄膜式、柱塞式、弹簧管式、波纹管式等 （压力电气开关）

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滑阀式 锥阀式 具阻尼活塞和偏流盘（高压大流量） 开环 控制 一节同心 二节同心 三节同心 闭环控制（比例阀） 压为出的

五、溢流阀：溢流阀是最常见的压力两种阀类。溢流阀的控制输入量是调压弹

簧的预压缩量；而其输出量是阀的进口受控压力。最常见的用途是将溢流阀并联设置在定量泵 出口处，作为主液路的旁路，与泵一起组成恒压液压源。调节溢流阀的调压弹簧的预压缩量，就能控制泵出口处的最高压力。

当泵出口主液路上负载产生的系统压力低于溢流阀的开启压力时，系统压力取

决于负载，此时溢流阀关闭；当系统压力达到由调压弹簧设定的开启压力时，系统压力由调压弹簧设定限定。当执行元件的流量（即负载速度）变化时，系统压力由于溢流阀的调节作用能基本保持恒定。

溢流阀有时串联于执行元件出口的主液路上，使执行元件的出口侧产生较为恒

定的背压。

溢流阀也可用作安全阀（限压阀），使回路压力不超过一定的极限值以保护系统。

安全阀常用在容积式、容积节流式旁路节流调速回路等场合。显然，溢流阀用作安全阀时，在正常工况下应是关闭的。

溢流阀的主要性能：溢流阀最主要的用途是与定量泵组成恒压液压源，其主要

功能是在负载流量变化时分流执行元件（液压缸和马达）多余的流量，并使系统压力尽可能保持恒定。因而压力－流量特性或称启闭特性是其最主要的稳态特性。

溢流阀的应用：1）、这是溢流阀的最主要用途。如前所述定量液压泵与溢流阀

的组合为节流调速应用系统提供恒压液压源。

2）用作安全阀：在容积式、容积节流式调速系统以及旁路节流调速系统场合，

溢流阀常用作安全阀，防止由于故障等原因导致系统压力过高，保护整个液压系统安全。

3）、用作背压阀：在进油路节流调速回路中，采用溢流阀作背压阀，可在执行

元件的回油腔中产生恒定背压，从而可提高执行元件运动的平稳性，同时可防止回油腔排空和空气渗入。

4）、用作远程调压阀：将直动式溢流阀的进口用长管道与先导溢流阀的遥控口

连接可对先导式溢流阀进行远程调压。

5）、定差溢流阀：先导式溢流阀 可与定差换向阀集成，组成定差溢流阀，控制

系统卸荷。

六、减压阀： 减压阀分定值、定差和定比减压阀三种。

定值减压阀的作用是在不同工况（不同的进口压力或不同流量）时保持其出口压力

不变。当液压系统如机床的定位、夹紧装置中要求得到一个比主油路压力（一次压力）低的恒定压力（二次压力）时，采用定值减压阀是一种节省设备费用的选择。

定差减压阀的作用是使其一次和二次压力（即进口与出口压力）之差保持恒定，可与其它阀组成如调压阀、定差减压型电液比例方向流量阀等复合阀，实现节流阀口两端压差补偿并输出流量的恒定。

定比减压阀的二次压力与一次压力成固定比例。定比和定值减压阀的一个应用实例是降低中高压双作用叶片泵在低压区时叶片底部的压力，以减少叶片与定子曲面间的磨损。 三类减压阀中最常用的是定值减压阀。如不指明，通常所称的减压阀即为定值减压阀。 与溢流阀相似，减压阀的基本工作原理也是节流和压力或压差反馈。定值和定差减压阀通过压力或压差与输入量（通常是弹簧力）的反馈比较作用，自动调节阀口节流面积大小，使输出的二次压力或一、二次压差基本保持恒定。定比减压阀的输入是一次压力，输入。输出压力在阀芯上作用面积是固定的，通过输出压力的反馈与输出压力比较，自动调节嘎口的节流面积，使输入、输出压力之比与作用面积比接近，基本保持恒定。

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按液压节流调节原理，当流量通过两个串联节流口后流回油箱时，在两节流口之间容腔可实现一次压力减压得到二次压力。而对中间负载容腔内的输出二次压力进行调节控制的基本条件是两节流口中至少有一个是可变或可调节的。

主要特性：减压阀的稳态特性主要要求是在负载流量或一次压力变化时二次压力能保持恒定。用二次压力－流量和二次压力-一次压力特性曲线来表示。对三通减压阀（压力型减压阀）其稳态特性还应包括反向通流即流量由负载腔反向经阀流向回油腔时的液流特性。减压阀的动态特性主要是当负载流量阶跃变化而二次压力恢复时的动态响应。

减压阀的应用：减压阀在夹紧、控制、润滑等液压回路中应用较多。 七、顺序阀、卸荷阀和平衡阀

顺序阀、卸荷阀和平衡阀在工作原理和结构上有紧密的相关性，但功能各有不同。 顺序阀是一种以压力为输入量的压力控制阀，当阀的进口压力或系统中某处的压力达到或超过由弹簧力预设的调定值时，阀口便开启，其进出口相通，而当进口压力低于调定值时，阀便关闭，其进出油口则不通。因此应用该阀可在系统中实现执行元件的顺序动作。一般情况下，顺序阀可视为用压力来控制油路通断的二位二通换向阀。与普通二位二通换向阀不同的是，顺序阀的启闭压力可用弹簧调节设定，在压力达到或低于设定值时，阀可自动启闭，而二位二通换向阀则需外力操作。

卸荷阀和平衡阀可以看成是顺序阀和单项阀组成的复合阀。当因功能不同，在结构、泄漏方式等方面，卸荷阀、平衡阀和顺序阀之间各不同之处。

顺序阀的主要性能要求：顺序阀的性能要求与溢流阀相仿。由于功能不同顺序阀有一些特殊要求；1）、通过额定流量时调定压力应与启闭压力尽可能接近。

2）、当阀关闭时，在进口压力作用下各密封部位的内泄漏量应尽可能小，否则不仅会产生功率损耗，且可能引起误动作。

顺序阀的应用：

1） 顺序阀最基本的应用就是控制多个执行器的顺序动作。 2） 与溢流阀相仿，内控式顺序阀也可用作背压阀。 3） 用于保证油路的最低压力。

4） 应用外控式顺序阀可使系统中某处压力达到调定值实现卸荷。外控式顺

序阀还可与单项阀构成卸荷阀。 5） 顺序阀和单项阀并联构成平衡回路。

卸荷阀：卸荷阀在原理上是由外控式顺序阀与单项阀组成，这类阀在国内有时称为卸荷溢流阀，在国外一般又被称为畜能器/泵卸荷阀。该阀的出口是低压，因而采用内泄方式。

平衡阀：为了防止负载自由下落（负载）而保持背压的压力控制阀称为平衡阀。它通常用来防止液压缸活塞因负载重量而高速下落，即液压缸活塞的运动速度。

八、压力继电器

压力继电器是用液压信号来启闭电气微动开关触点的液压电气转换元件。其作用是

当液压系统中某处压力上升或下降到由弹簧力预先调定的启、闭压力时，使微动开关通、断，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的安全保护和连锁等功能。

压力继电器由压力－位移转换机构和电气微动开关等组成。前者通常包括感压元

件、调压复位弹簧和限位机构等。有些压力继电器还带有传动杠杠。

1、 典型结构及工作原理：

按感压元件的不同，压力继电器分薄膜式、柱塞式、弹簧管式和波纹管式等。

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2、 压力继电器的性能要求：

1） 调压范围发出电信号的最低和最高工作压力范围

2） 灵敏度和通断调节区间，开启压力和闭合压力之差称为压力继电器的灵敏度。

为避免压力波动时压力继电器频繁通断，要求启、闭压力间有一可调的差值称为通断调节区间。

3） 重复精度在调定压力下，多次升压和降压过程中，开启压力和闭合压力的差值

称为重复精度。

4） 升、降压动作时间，压力由卸荷压力升到设定压力，微动开关发出电信号的时

间，称为升压动作时间，反之称为降压时间。

压力继电器的应用： 压力继电器的作用是当系统中某处压力达到其调定压力时即发出电信号控制电磁铁、电磁离合器、继电器等电气元件动作，实现加载或卸荷、换向阀换向、执行元件顺序动作或系统安全保护和联锁等功能。 1） 泵的卸荷和加载。

2） 控制换向阀实现执行元件换向。 3） 回路顺序动作 4） 限压和安全保护。

九、流量控制阀

流量控制阀是通过改变节流阀口开度调节通过它的流量，以实现对系统某负载流量的控制，常见的是将它设置在执行元件的尽油路、出油路或旁通油路上，用以达到调节执行元件（液压缸或液压马达）的运动速度（或转速），也可用在其它需要调节流量的油路上。

表：流量控制阀的分类及特点 流 量 控 制 阀 调 速 阀 调速阀 单向调速阀 有两个外接油口 只能正向通流 正向通流为调速阀，反向通流为单项阀 溢流节流阀 有三个外油口 分类 节 流 阀 单向节流阀 节流阀 行程控制型节流阀 特点 可对双向液流径向节流 以机械或液控行程形式来体积节流阀芯的开度 正向通流为节流阀，反向通流为单项阀 未加压力补偿，通过节流阀的流量要受阀口前后的压差干扰，即抗负载干扰能力差 具有压力补偿功能，通过调速阀的流量基本不受阀口前、后的压差干扰，即负载刚度大 单路稳流阀 分流阀 只能正向通流（分流）能将一路油按一定比例分成两路（或多只能控制流量的分配，不速度同步控制阀 单路稳流阀 将定量泵的出口油流分成两路（或多路）并使其中的一路输出流量保持恒定 三通型流量阀 二通型流量阀 其它名称 路），向两路（或多路）负载供油 能控制流量 8

分 流 集 流 阀 单向分流阀 正向通流为分流阀，反向通流为单项阀 的大小 集流阀 只能正向通流（集流）能按一定比例同时接受两路（或多路）负载回油集合成一路 单项集流阀 正向通流为节流阀，反向通流为单项阀 分流集流阀 一个方向通流为分流阀，另一方向通流为集流阀 限速切断阀 限速切断阀 当反向流量超过该阀的调定流量时，阀口自动快速关闭，切断油路，保护系统负载

9.1、节流阀：节流阀是最简单的流量阀。

节流阀的功用：节流阀应用场合较多，最典型的是用于定量泵液压系统中。采用节流阀调速的回路有三种，即：就；节流阀串联于主油路上执行元件出口后，称为旁路调速回路。在前两种回路中，必须在液压泵的出口的主油路上，并联溢流阀；在后一种回路中，必须在液压泵的出口的主油路上，并联安全阀。此外，节流阀可与变量泵配合组成容积式同时回路。

节流阀的优点是：结构简单，成本低廉，但是没有压力补偿功能，其流量调节的刚性比较差，所以比较适用于负载变化不大或速度控制精度要求不高的场合。 9.2、调速阀

调速阀具有压力补偿功能（某些调速阀还具有温度补偿功能），所以调速阀能够应用于负载变化较大以及速度稳定性要求高的场合。 9.3溢流节流阀

由于溢流节流阀使泵的出口压力随负载压力而变且两者仅相差节流阀口压差，因此，使用中溢流节流阀只能布置在泵的出口。 9.4单路稳流阀

单路稳流阀也是一种流量阀。它用于同一油源向并联的几个油路供油的系统，其功能是保持油源向某一特定支路输出确定的流量，而与其它凝练支路的流量变化无关。

9.5分流集流阀

分流集流阀能按一定比例同时向两个液压缸或由液压马达供油（分流），或按一定比例接受两个液压缸或液压马达回油（集流）。 9.6限速切断阀

管道限速切断阀主要用作举升液压缸防落安全阀，它广泛应用于液压电梯、工程机械及冶金设备等液压控制系统。 9.7流量阀的选用原则

根据液压控制节流调速系统的工作要求，选取合适类型的流量控制阀，在此大前提下，可以参考如下的流量阀选用原则：

1） 流量阀的压力等级要与系统要求相符；

2） 根据系统执行结构所需的最大流量来选择流量阀的公称流量，流量阀的公

称流量要比负载所需的最大流量略大一些，以使阀在大流量区间有一定的调节裕量；同时也要考虑阀的最小稳定流量范围能满足液压系统执行机构

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低速控制的要求。

3） 流量阀的流量控制精度、重复精度及动态性能等要满足液压系统工作精度

的要求；

4） 如果系统要求流量阀对温度补敏感，可采用具有温度补偿功能的流量阀； 5） 要考虑安装空间，尺寸、重量以及油口连接尺寸，也要复合系统设计要求；

十、电液比例阀

电液比例阀的种类及规格很多，按用途将它们分为：控制液压系统压力的电液比例压力阀，调节流量的电液比例流量阀，控制油液流动方向及流量大小的电液比例方向阀。

1） 带与不带电反馈；在同一控制用途的电液比例阀中，按照阀是否带有位移闭环控制，

又可分为带电反馈的普通电液比例阀。两种阀的控制性能有较大的差异，带位移电反馈的比例阀的稳态误差（滞环、回差、灵敏度）大约在1％左右，而不带电反馈的普通比例阀为3％～5％左右。

2） 分离型电控器与集成型电控器；按电子放大器与比例阀体的安装关系，又可分为分

离型（比例阀本体与放大器分离）及带集成电子放大器型（放大器集成在比例阀本体上）。在分离型比例阀中放大器可以离开比例阀安装在控制柜内，放大器接受控制信号及来自比例阀的位移信号（对于带电反馈的阀），再供给比例电磁铁相应的控制电流，这种阀广泛用于各种工业控制中。而在带集成电子放大器的比例阀中，放大器、检测电路及传感器都可集成在比例阀本体上。它一般通过7心插头作为与外界的接口，分别用于电源、差动控制信号输入、阀工况监视及输出保护地等。这种形式的阀结构紧凑，使用方便，适用于行走设备控制。它的死区补偿、振颤信号等一般已在工厂完成调整，在现场不能再更改，因此，其控制性能及适应性不如分离式比例阀。 1、 电液比例压力阀

电液比例压力阀用于控制液压系统的压力，可从不同的角度对它进行分类按控制功能可分为电液比例溢流阀、电液比例减压阀；而按功率大小可分为直控式（又称直接作用式，或直动式），先导式；按结构型式又可分为滑阀式、锥阀式、插装式。 (1)、电液比例溢流阀

1）位移电反馈直接作用式电液比例溢流阀在电反馈直控式电液比例溢流阀中，一方面比例电磁铁的衔铁推杆直接作用在弹簧座上，电磁力通过传力弹簧作用在锥阀上；另一方面位移传感器，检测衔铁的实际位置（即弹簧座的位置），并反馈到比例放大器，利用位移闭环控制消除摩擦力等干扰力的影响，保证弹簧座能有一个与输入电信号对应的确定位置，即得到一个精确的弹簧预压缩量，从而得到精确的溢流阀调定压力

电液比例溢流阀的阀芯的一端作用着上述弹簧预压力，另一端作用着溢流阀的进口压力在阀座小孔面积上作用的液压力。因此，当电磁铁选定后，锥阀阀座上的小孔直径便决定了可调压力范围，对溢流阀外特性有很大的影响。由于溢流阀所能达到的最高调定压力越低，反之越高。

在这种位置电反馈直接作用式电液比例溢流阀中，比例电磁铁的衔铁与溢流阀的阀芯之间一定要有一根弹簧，因为具有位移反馈的比例电磁铁输出量是一个位置，不是力（位置调节型比例电磁铁），因此，它不能与阀芯直接相连。

直接作用式电液比例溢流阀相应快速性优于先导作用式，但它的通流能力有限，不能用于大流量场合。

用于远程调节时，可将电液比例溢流阀安装在被控元件附件，只需从控制器将电信号引到它的电磁铁上即可；避免了传统的远程调压阀所用的细长管路。它常用作先导式电液比例溢流阀、减压阀的先导级，容积比例控制（如电液比例泵）的压力控制元件。

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3） 先导式电液比例溢流阀

在先导式电液比例溢流阀中，对小功率的电磁信号，进行一级或二级液压放大，用液压信号去控制主阀芯工作。 4） 先导式比例溢流阀的特性

a) 与传统手调溢流阀、机动溢流阀一样，电液比例溢流阀分为不同的压力等级（不同

的额定压力），而同一压力等级的阀又区分为不同的流量规格（不同的通径）。 b) 先导式溢流阀的压力由先导级控制，而不同的流量规格，即阀的通流能力由主阀决

定。因此，所有流量规格的先导式溢流阀的先导级，都可用控制流量仅为1～2L/min的同一种先导控制级。

c) 实际上，不仅所有不同流量规格的先导式比例溢流阀，采用同一种先导级，而且，

不同压力等级的先导式比例溢流阀，也采用外形及连接尺寸完全相同的先导级，且配用同一规格的比例电磁铁。与传统压力阀不同的是，不同压力等级的实现，不是依靠更换调压弹簧（在有些比例溢流阀中，比例电磁铁推杆直接推动先导阀芯，两者之间没有弹簧，在两者之间配置弹簧的另一类结构中，由于输出力大小由电磁铁决定，弹簧主要起传力作用），而是通过改变先导阀座上阀口孔径来实现。

d) 电液比例溢流阀的先导控制油，虽然也存在“内外控、内外泄”的可能，但一般其

回油必须单独引回油箱，以排除回油背压波动给先导控制带来的影响。

e) 在电液比例溢流阀上配置手调限压阀的情况，已日趋普遍，目的在于保护系统免受

比例电磁铁受意外尖峰电流作用而引起不许可的高压之害。

f) 工程上，应根据具体的压力等级和流量规格等，选择相应规格的电液比例溢流阀。

其中须特别注意的是，应使实际最大运行压力，略低于，但应尽量接近于最大输入信号所对应的压力值，以提高控制分辩率和系统运行的可靠性。最低系统压力须高于溢流阀的最低可控压力，因为先导式电液比例溢流阀的可控压力并不是从零开始的。

g) 从输入输出特性角度来看，应注意它有大约总调节范围10％～20％的零位死区。

6、 电液比例减压阀

电液比例减压阀的作用是：将一个较高的压力降低到一个与给定电信号对应的较低压力。与溢流阀相似，电液比例减压阀也有先导式与直动式之分。根据减压阀的通口多少还可分为二通型及三通型。 7、 电液比例流量阀

电液比例流量阀用于控制用于系统中的流量，它们可分为电液比例节流阀、电液比例流量阀和电液比例流量压力复合控制阀等。

1） 电液比例节流阀

通过电液比例节流阀的流量不仅与节流口的开度有关，而且还受节流口二端的压差

影响，属于节流控制功能阀类。

2)电液比例流量阀（调速阀）

一般由电液比例节流阀加压力补偿器、或流量反馈元件组成。压力补偿器使节流口

两端的压差基本保持为常值，使通过电液比例流量阀的流量，只取决于节流口的开度，属于流量控制功能阀类。

3)电液比例流量压力复合控制阀：

将电液比例压力阀和电液比例流量阀复合在一个控制阀中，构成了一个专用阀，也

称PQ阀，在朔机控制系统中得到广泛应用。

8、 电液比例方向阀

电液比例方向阀的特点及分类：电液比例方向阀能按输入电信号的正负及幅值大小，

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同时实现流动方向控制及流量的比例控制，而其结构形式又于开关式方向阀类似。电液比例方向阀即可用于开环系统，又可用于闭环系统。

电液比例方向阀按其对流量的控制方式，可分为节流控制型和流量控制型两大类，前者与比例节流阀相当，其受控参量是功率级阀芯的位移或阀口的开度，输出流量受负载压力和供油压力的影响；后者与比例流量阀相当，它由比例方向阀和定差溢流阀组成压力补偿型比例方向流量阀。此外，近年来发展起来的内含各种形式流量检测反馈型电液比例方向阀，完全消除了负载压力及供油压力对受控流量的影响。

显然，由于受摩擦力及阀口液动力的影响，这种直控式电液比例方向节流阀的阀芯定位精度不高，尤其是在高压大流量工况下，稳态液动力的影响更加突出。

2）位移－电反馈直接控制式电液比例方向节流阀，为了提高电液比例方向阀的控制精度，用位移传感器检测阀芯的位移，并反馈至比例放大器，构成阀芯位移闭环控制，使阀芯的位移仅取决于输入信号，而与流量、压力及摩擦力无关。

位移-电反馈比例方向阀中，当液动力及磨擦力小于比例电磁铁所能达到的最大电磁力时，阀口的流量将取决于给定电信号及阀口的压降。

3）直接作用式电液比例方向阀的自然功率或直接控制式电液比例方向阀的所谓自然功率域，是一个值得注意的问题。

当电液比例方向阀的阀口上的压降增加时，流过阀口的流量增加，与比例电磁铁的电磁力作用方向相反的液动力也相应增加，当阀口的开度及压降达到一定值后，随着阀口压降的增加，液动力的影响将超过电磁力，从而造成阀口的开度减小，最终使得阀口的流量不但没有增加反而减少，最后稳定在一定的数值上，这就是电液比例方向阀的所谓自然功率域的概念。

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液压系统特征提取与故障诊断

特征提取的方法很多，一般的信号处理、时间序列分析和统计分析方法都可应用。

1、 液压系统的定期维护

液压系统中，很多故障是由于组成液压系统的某些部件，其性能随时间的推移而降低所造成的。对这样的故障可以通过对这些部件的定期维护来减少或避免发生。另一方面，自动监视系统还不可能覆盖系统所有的各种模式，定期？还是普遍适用的。例如：液压系统的故障约有75％左右是由于工作液污染或变质造成的，因此通过定期维护保持工作液体的正常技术状态，就可以避免很多故障的发生。又如密封圈经长时间使用，也应电气更换，才能使元件保持良好的密封性能。

2、 液压系统的预测性维护

传统观点认为，对任何产品只要分解、维护和翻修的次数越多，产品的故障就可能不发生或少发生。但现代的研究指出，在产品的一定使用期内，缩短其维护间隔，并不能防止或减少某些故障发生，并且不正确的分解和再装配，还降低了产品原先的性能。因此现代的维护观已发展为以可靠性为中心的预测性维护。这其中设备的役龄探索具有重要的意义。 役龄探索实际上是对使用中的设备进行抽样检查，以便进一步确定维修工作的适用性和有效性，调整维修间隔逐步达到最佳。役龄探索还需要监测各个项目的功能状态。收集并分析故障与可靠性的关系等。其主要内容如下： 1）对建设的设备或系统，通过役龄探索，确定抗故障能力降低的可检测性和降低的速率，调整故障先兆参数，首次查检时间及工作间隔。

2）确定役龄与可靠性的关系，确定故障率随时间明显增大的转折点。若故障与役龄有关，则进一步确定费用效果良好的维护间隔，并将该工作项目加入维修计划。

3）对不定期维护的项目，应监控并评定工作状态，以便确定有效的维护工作。

4）对预先没考虑到而在设备运行过程中发生的故障模式与后果，找出适用的预防维修工作以减少或防止其再次发生，特别是在产品低役龄时，应设法减少耗费大的故障发生频率，进而为研究是否更改设计以永久避免故障发生提供参考。

液压系统的传统故障诊断方法 在传统的液压系统故障诊断过程中，有许多故障诊断专家积累了比较丰富的经验。通常液压系统故障诊断的步骤是：

1）熟悉性能和资料，在查找故障原因之前要了解设备的性能，熟悉液压系统的故障原理和运行要求以及一些主要的技术参数；

2）调查情况；到现场向操作者询问设备出现故障前后的工作状况及异常情况，产生故障的部位和故障现象，同时要了解过去对这类故障排除的经过；

3）现场观察 到现场了解情况时，如果液压设备还能启动运行，就应试运行一下，操纵有关控制部分，观察故障现象，查找故障部位，并观察系统压力变化和工作状态，听一下噪声，查看漏油等现象。

4）查阅技术档案；对照本次故障现象，看是否有类似的历史记载。

5）归纳分析；对现场观察到的情况，操作者提供的情况及历史记载进行综

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合分析，找出故障原因的基础。

6）组织实施；在摸清情况的基础上，制订出切实可行的排除措施，并组织实施。

7）总结经验；对故障经过分析予以排除，并取得了成功，这些经验都应该很好地总结。积累维修工作中的实际经验是开展故障诊断技术的一个重要依据。

8）纳入设备档案；将本次故障的现象、部位及排除方法作为历史资料纳入设备技术档案，以便今后查阅。

因此，分析液压系统故障之前必须清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，有时还需要其它领域的科学知识和丰富的实际工作经验，然后根据故障现象进行判断，逐步深入采取跟踪追击的分析方法，有目的、有方向地缩小可疑范围，确定区域、部位，以至于某个液压元件。在对故障原因地分析中，比较可行的方法有应用方框图法、鱼刺图法和系统图分析法等。这些传统的故障诊断方法与经验对于建立故障诊断专家系统是非常重要的，在未来人工智能故障诊断中可以采用这些方法和经验。

作为例子表1和表2分别给出了柱塞泵、电磁换向阀的常见故障原因

表1 柱塞泵常见故障原因 故障分析 输出流量不足 中位时排油量不为零 输出流量波动 输出压力异常 振动和噪声 故障原因 1）吸入量不足，进漏气、过滤器堵塞等；2）泄漏量过大，间隙过大、密封不良造成；3）倾斜盘倾角太小；4）压盘损坏。 1）控制器位置偏离、松动或损伤；2）泵角度维持力不够，倾斜盘耳轴磨损。 1）与排油有关零件发生损伤，如柱塞、滑履、斜盘等；2）变量机构损伤。 1）内外泄漏使压力升不上；2）压力超过负载所对应的压力值，应检查泵以外的元件。 1）泵轴和原动机不同心；2）轴承、传动齿轮等损伤；3）进太细、油液粘度太高。

表2 电磁换向阀常见故障原因 常见故障 换向失灵 电磁铁烧毁 渗油 湿式电磁铁吸合释放过于迟缓 长期使用后，执行机构运动速度变慢 可能原因 1）输入电压太低；2）工作压力、流量油温、油液过滤器等超过规定；3）复位弹簧折断或卡住；4）阀芯液压卡紧。 1）输入电压过高；2）电磁铁换向频率过高；3）推杆伸出过长，与电磁行程配合不当，衔铁不能吸合使电流过大。 1）推杆与O型圈磨损过限；2）安装底板表面加工精度不够，安装螺钉拧得太松。 衔铁所在的油腔内有空气。 推杆、衔铁长期受冲击磨损或变形，使阀芯行程不足，引起阀口开度不足，流量减小。

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