壓力控制閥是控制和調(diào)節(jié)液流壓力的閥的總稱，簡稱壓力閥。
其工作原理是采取使作用在閥芯上的液壓力與闊芯彈簧力相平衡的方法，建立和維持被控液體的工作壓力。如果彈簧力是可調(diào)的，則被控液體的壓力也可隨之改變，從而達到控制和調(diào)節(jié)液流壓力的目的。壓力閥都并聯(lián)在油路系統(tǒng)中加以使用。當被控液體由于外界原因壓力升高超過彈簧預(yù)調(diào)壓力時，閥芯與彈簧的平衡關(guān)系被破壞，此肘，閥芯將被迫移動，打開通路向回油管路泄油(溢流)，使被控油液的壓力仍維持在彈簧預(yù)調(diào)壓力的水平；有時閥芯移動不是打開回油通路，而是改變其專設(shè)節(jié)流減壓口的通流斷面，即改變其壓力降，來使預(yù)調(diào)減壓油路的工作壓力維持不變；有時則有意提高油液壓力，使其進入另一工作油路，以達到順序動作的目的。
（一）溢流閥
（1）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理
①直動式溢流閥
圖5—14為直動式溢流閥的簡化結(jié)構(gòu)，圖5—15為直動式P型溢流閥的結(jié)構(gòu)及符號，其工作原理是當將溢流閥并聯(lián)在液壓系統(tǒng)的進油管路上時，閥的進油口壓力總是對應(yīng)于彈簧壓力和溢油口的背壓并與之相平衡，由于彈簧壓力是通過閥上部的調(diào)壓螺釘人為予以調(diào)定，因而滑動閥芯A的移動壓力也將隨之而變，這樣也就相當于控制了進油口的壓力，亦即系統(tǒng)壓力。當調(diào)壓螺釘全松時，由于彈簧壓力和背壓甚小，此時系統(tǒng)將不能建立壓力而溢流(稱為卸荷)，即由油泵輸出的流量，將在接近于無壓的條件下，使滑動閥芯A上移接通進、出油口，使全部流量通過溢流閥返回油箱；隨著調(diào)壓螺釘不斷地旋緊，經(jīng)閥的進油口作用在滑動閥芯底面a上的壓力，即系統(tǒng)壓力，亦將對應(yīng)于彈簧壓力而逐漸上升，直達系統(tǒng)要求的工作壓力而調(diào)定。
圖5—14直動式溢流閥的簡化結(jié)構(gòu)
圖5—15直動式P型溢流閥的結(jié)構(gòu)圖及符號
②先導(dǎo)式溢流閥
先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥組成。圖5-16所示為先導(dǎo)式溢流閥的工作原理和圖形符號圖。P為進油口，T為出油口，壓力油自P口經(jīng)通道a進入主閥芯下腔A，作用在主閥芯底面上，，同時又經(jīng)阻尼孔b進入主閥芯上腔B，作用在主閥芯上端面和先導(dǎo)閥上。
先導(dǎo)式溢流閥壓力流量特性優(yōu)于直動式溢流閥。故先導(dǎo)式溢流閥廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。又由于先導(dǎo)式溢流閥是二級閥，其靈敏度和響應(yīng)速度比直動式溢流閥低一些。
圖5—16先導(dǎo)式滑閥型溢流閥
③溢流閥的典型結(jié)構(gòu)
圖5—17力士樂DBD型直動式溢流閥
（a）錐閥型；（b）球閥型
圖5—18力士樂DB型先導(dǎo)式溢流閥
圖5—19YF型先導(dǎo)式溢流閥
1—主閥芯；2—閥座；3—先導(dǎo)閥芯；4—調(diào)整螺釘；5—閥體；
6—閥蓋；7—先導(dǎo)閥坐；8—阻尼孔；9—遙控口
（2）溢流閥的性能
①靜態(tài)特性
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)象時的最大和最小調(diào)定壓力。溢流閥的最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、溢流閥的最小穩(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%。
啟閉特性
啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，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，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分別與p1的百分比來衡量，前者稱為開啟比pk，后者稱為閉合比ps，即:
(5—1)
(5—2)
式中：ps可以是溢流閥調(diào)壓范圍內(nèi)的任何一個值，顯然上述兩個百分比越大，則兩者越接近，溢流閥的啟閉特性就越好，一般應(yīng)使≥90%，≥85%，直動式和先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性曲線如圖5-20所示。
圖5-20溢流閥的啟閉特性曲線
圖5-21流量階躍變化時溢流閥的進口壓力響應(yīng)特性曲線
②動態(tài)性能
當溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時，它的進口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖5-21所示的那樣迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動態(tài)過渡過程。
定義最高瞬時壓力峰值與額定壓力調(diào)定值ps的差值為壓力超調(diào)量Δp，則壓力超調(diào)率Δp為：
(5—3)
它是衡量溢流閥動態(tài)定壓誤差的一個性能指標。一個性能良好的溢流閥，其≤10%～30%。圖5-19中所示t1稱之為響應(yīng)時間；t2稱之為過渡過程時間。顯然，t1越小，溢流閥的響應(yīng)越快；t2越小，溢流閥的動態(tài)過渡過程時間越短。
（3）溢流閥的應(yīng)用
溢流閥的應(yīng)用比較廣泛，它在回路中可以做溢流閥用、作安全閥用、作背壓閥用、作遠程調(diào)壓用、作多級調(diào)壓用以及作卸荷閥用。具體應(yīng)用見圖5-22
圖5—22溢流閥的應(yīng)用
（a）做溢流閥用；（b）做安全閥用；（c）做背壓閥用；
（d）遠程調(diào)壓；（e）多級調(diào)壓
（二）減壓閥
減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于進口壓力(一次壓力)的一種壓力控制閥。其作用是降低液壓系統(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。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，當油液壓力不穩(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。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。
（1）定值輸出減壓閥
①工作原理
圖5-23所示為直動式減壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號。P1口是進油口，P2口是出油口，閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，亦即閥是常開的。若出口壓力增大，使作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時，閥芯上移，關(guān)小閥口，這時閥處于工作狀態(tài)。若忽略其他阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。這時如出口壓力減小，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；反之，若出口壓力增大，則閥芯上移，關(guān)小閥口，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定值。
圖5—23直動式減壓閥結(jié)構(gòu)
圖5—24先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)及符號
圖5-24所示為先導(dǎo)式減壓閥的工作原理圖和圖形符號，可仿前述先導(dǎo)式溢流閥來推演，這里不再贅述。
②工作特性
理想的減壓閥在進口壓力、流量發(fā)生變化或出口負載增加，其出口壓力p2總是恒定不變。但實際上，p2是隨p1、q的變化，或負載的增大而有所變化。當忽略閥芯的自重和摩擦力，當穩(wěn)態(tài)液動力為Fbs時，閥芯上的力平衡方程為：
(5-4)
式中：為彈簧剛度；為當閥芯開口時彈簧的預(yù)壓縮量，其余符號見圖，亦即：
(5-5)
若忽略液動力，且時，則有：
(5-6)
這就是減壓閥出口壓力可基本上保持定值的原因。
（2）定差減壓閥
定差減壓閥是使進、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥，其工作原理如圖5-25所示。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、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。
(5-7)
式中：為當閥芯開口時彈簧(其彈簧剛度為)的預(yù)壓縮量；其余符號如圖所示。
由式(5-7)可知，只要盡量減小彈簧剛度和閥口開度，就可使壓力差Δp近似地保持為定值。
圖5—25定差減壓閥結(jié)構(gòu)及符號
圖5—26定比減壓閥結(jié)構(gòu)及符號
（3）定比減壓閥
定比減壓閥能使進、出油口壓力的比值維持恒定。圖5-26所示為其工作原理圖，閥芯在穩(wěn)態(tài)時忽略穩(wěn)態(tài)液動力、閥芯的自重和摩擦力時可得到力平衡方程為：
(5—8)
式中：為閥芯下端彈簧剛度；是閥口開度為時的彈簧的預(yù)壓縮量；其它符號如圖所示。若忽略彈簧力(剛度較小)，則有(減壓比)：
(5—9)
由式(5-9)可見，選擇閥芯的作用面積和，便可得到所要求的壓力比，且比值近似恒定。
（三）順序閥
順序閥是以壓力為信號自動控制油路通斷的壓力控制閥。常用于控制同一系統(tǒng)多個執(zhí)行元件的順序動作。按其控制方式有內(nèi)控和外控之分；按其結(jié)構(gòu)又有直動式和先導(dǎo)式之分。通過改變控制方式、泄油方式和出口的接法，順序閥還可構(gòu)成多種功能，作背壓閥、卸荷閥、平衡閥和溢流閥用。
（1）直動式順序閥
圖5—27所示為XE型直動式內(nèi)控順序閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號圖。其主要零件有閥體4、閥蓋3及7、閥芯5、控制活塞6、調(diào)壓彈簧2和調(diào)節(jié)螺釘1等。其結(jié)構(gòu)與直動式溢流閥相似。不同的是，順序閥為減小彈簧剛度設(shè)置了控制活塞，且閥芯和閥體間的封油長度比溢流閥長。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量即可調(diào)節(jié)順序閥的開啟壓力。因為是進口壓力控制閥芯的啟閉，所以稱為內(nèi)控式順序閥。
外控順序閥又稱為液控順序閥，將圖5—27所示內(nèi)控順序閥的端蓋7旋轉(zhuǎn)90°或者
180°安裝，使通道8堵塞，外控口K與進油腔隔離，并除去外控口螺堵，即可變成外控順序閥。其工作原理與內(nèi)控順序閥相同，只是控制活塞動作的油源來自外控口K接通的控制油路，而與進口壓力無關(guān)，因此稱作外控順序閥。外控順序閥的圖形符號如圖5—27所示。
圖5—27XE型直動式順序閥
圖5—28力士樂DZ型先導(dǎo)式順序閥
（2）先導(dǎo)式順序閥
圖5—28所示為德國力士樂(REXROTH)公司DZ型先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)圖。其主要零件有先導(dǎo)閥芯、調(diào)壓彈簧、主閥芯及閥體等。其工作原理與前述先導(dǎo)式溢流閥相似，不再復(fù)述。
下表5—3為溢流閥就、減壓閥、順序閥的比較。
表5—3溢流閥、減壓閥、順序閥比較表
溢流閥
減壓閥
順序閥
控制壓力
從閥的進油端引壓力油去實現(xiàn)控制
從閥的出油端引壓力油去實現(xiàn)控制
從閥的進油端或從外部油源引壓力油構(gòu)成內(nèi)控式或外控式
連接方式
連接溢流閥的油路與主油路并聯(lián)，閥出口直接通油箱
串聯(lián)在減壓回路上，出口油到減壓部分去工作
當作為卸荷和平衡作用時：出口通油箱；當順序控制時：出口到工作系統(tǒng)
泄漏的回油方式
泄漏由內(nèi)部回油
外泄回油（設(shè)置外卸扣）
外泄回油，當作卸荷閥用時為內(nèi)泄回油
閥芯狀態(tài)
原始狀態(tài)閥口關(guān)閉，當安全閥用：閥口是常閉狀態(tài)；當溢流閥、背壓閥用：
閥口是常開狀態(tài)
原始狀態(tài)閥口開啟，工作過程也是微開狀態(tài)
原始狀態(tài)閥口關(guān)閉，工作過程中閥口常開
作用
安全作用：溢流、穩(wěn)壓作用；背壓作用：卸荷作用
減壓、穩(wěn)壓作用
順序控制作用：卸荷作用；平衡（限速）作用：背壓作用
（四）壓力繼電器
壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或關(guān)閉電動機，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。
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