* 7.6.1.4 流量控制插装阀 图7.19 插装节流阀 * 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。 7.6.2 电液比例阀 电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。 * 比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成比例。这一特性使比例电磁铁可作为液压阀中的信号给定元件。 7.6.2.1 比例电磁铁 图7.20比例电磁铁 1一轭铁；2—线—弹簧； 10—衔铁；11一支承环；12—导向套 * 1一阀座；2—先导锥阀；3-轭铁；4r—衔铁；5—弹簧；6—推秆；7—线 电液比例溢流阀 用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀的调压手柄，便成为先导型比例溢流阀 * 7.6.2.2 电液比例溢流阀 阀下部与普通溢流阀的主阀相同，上部则为比例先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的安全阀（先导阀）9，用以限制比例溢流阀的最高压力。 * 安全阀 先导比例阀 * 7.6.2.3 比例方向节流阀 * 7.6.2.4 电液比例调速阀 * 电液伺服阀是一种比电液比例阀的精度更高、响应更快的液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电气信号控制，主要用于高速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控制系统中。 7.6.3 电液伺服阀 在流量型伺服阀中，要求主阀芯的位移XP与的输入电流信号I 成比例，为了保证主阀芯的定位控制，主阀和先导阀之间设有位置负反馈，位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置-力反馈两种。 电液伺服阀多为两级阀，有压力型伺服阀和流量型伺服阀之分，绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。 7.6.3.1 直接位置反馈电液伺服阀 力马达 * 动圈式直接位置反馈伺服阀桥路图 先导级放大元件 反馈杆 * 动圈式伺服阀 反馈杆 * 动圈式伺服阀 * * 直接反馈伺服阀控制框图 1、采用阀芯、阀套直接比较法； 2、导阀芯导阀套直接比较、通过刚性连接直接（测量）反馈； 3、放大元件为导阀部分、缸是主阀两端部分； 4、指令元件是线圈，被控对象是主阀芯，使主阀芯位移跟踪动圈的指令位移 。 主阀两端缸 及主阀阻力 主阀芯 被控制 对象 1 （导阀套与主阀芯刚性连接） X X套 - 直接反馈伺服阀控制框图 扰 动 导阀芯阀套比较 线圈 导阀 B+B 开环控制（放大）部分 1 X芯 7.6.3.2 喷嘴挡板式力反馈电液伺服阀 力马达 固定节流孔 反馈弹簧杆 喷嘴 挡板（导阀芯） 弹簧管 （扭簧） 要求： 主阀芯位移自动跟踪输入的电流，与输入电流成比例。 主滑阀 先导级油缸左腔 先导级油缸左腔 力矩马达 衔铁 磁钢 导磁体 吸 吸 斥 斥 Kt 双喷嘴挡板阀 被控对象 被控对象 力矩比较 元件 反馈杆 弹簧管 力马达 固定节流孔 反馈弹簧杆 喷嘴 挡板（导阀芯） 弹簧管 （扭簧） 主滑阀 先导级油缸左腔 先导级油缸左腔 7.6.3.3 电液伺服阀的应用 ? 流量负反馈比压力负反馈更为复杂，关键在于要将流量转化成便于比较的力以后，再反馈到阀芯上。将流量转化成力的过程称为流量的传感测量，转换部件称为流量传感器。流量阀的流量测量方法有两种：“压差法”和“位移法”。用“压差法”测量时，先将流量转化成压力差，再用测压法测量，因此用于稳定流量的调速阀被称为“定差”阀。“位移法”测量时，先将流量转化成位移，再用弹簧将其转化为反馈力。 小 结 调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理工作的，用于调节和稳定流量。流量负反馈的核心是将被控流量转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是流量调节阀芯或先导阀。 ? 插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀，它相当于电液动阀，流量大、密封好，常用于大流量系统中。 小 结 节流阀没有流量负反馈，因此无法自动稳定流量，但用于节流调速系统时功率损失比调速速阀小。轴向三角槽式节流口的水力半径较大，加工简单，应用较广。 电液比例阀能按输入的电气信号连续地、比例地控制压力或流量，与电液伺服阀相比，响应速度和精度低一些，多用于开环比例控制。 电液伺服阀精度高、响应快，多用于闭环控制。 * * 图7.3 （4）串联与并联式对比 * 与“压差法”相反，本方法是在主油路中串联一个压差PQ基本恒定，但节流面积A0可变的节流口RQ作为流量的一次传感器。因传感器的压差恒定，故液阻RQ及传感器阀芯位移xQ将随负载流量QL而变化。 7.2.1 流量的“位移法”测量 根据节流口流量公式，有： * 7.2.1 流量的“位移法”测量 通过定压差的可变液阻RQ和位移测量弹簧一起构成了具有“流量-位移-力负反馈”的所谓“位移法”流量传感器。 为了将一次传感器的位移信号转换成便于比较的力信号，再设置一个传感弹簧KQ作为位移-力转换的二次传感器，流量QL转换成弹簧力FQ。 QL 通过弹簧油缸使压差基本恒定 传感器的开口（位移x）与流量Q成比例 通过另一弹簧将位移转化为力 流量-位移 传感器 图7.4 流量的“位移法”测量与反馈 通过弹簧将 位移转化为反馈力 流量一次传感器 流量调节主阀口 比例电磁铁产生流量指令 先导阀 图7.4 * 7.3 节 流 阀 7.3.1 节流阀 液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。本阀的阀芯3的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1，阀芯3产生轴向位移，节流口的开口量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。 阀芯 调节手轮 螺帽 阀体 (a) * 当节流阀的进出口压力差为定值时，改变节流口的开口量，即可改变流过节流阀的流量。 节流阀和阀，例如单向阀、定差减压阀、溢流阀，可构成组合节流阀。 图 7.5 * 图 7.6 本节流阀具有螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密节流阀。转动手轮和节流阀芯后，螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低，改变节流面积，即可实现对流量的调节。 * 7.3.2 单向节流阀 流体正向流动时，与节流阀一样，节流缝隙的大小可通过手柄进行调节；当流体反向流动时，靠油液的压力把阀芯4压下，下阀芯起单向阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流动。 节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯两部分。 * 图 7.7 单向节流阀 7.3.2 单向节流阀 * 根据“流量负反馈”原理设计而成的流量阀称为调速阀。根据“串联减压式”和“并联分流式”之差别，又分为调速阀和溢流节流阀2种主要类型，调速阀中又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。 调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。 节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。 7.4 调 速 阀 * 串联减压式调速阀是由定差减压阀1和节流阀2串联而成的组合阀。 节流阀1充当流量传感器，节流阀口不变时，定差减压阀2作为流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节流阀前后的压差，保持其流量不变。因节流阀（传感器）前后压差基本不变，调节节流阀口面积时，又可以人为地改变流量的大小。 7.4.1 串联减压式调速阀的工作原理 图 7.8(a) * p1 p3 (c) 简化符号 (b)符号原理 p1 p3 p2 图7.8 调速阀工作原理 1-减压阀芯； 2-节流阀芯 a c d 1 A2 e b 2 g h p1 ( a ) p2 A2 结构原理 * 图 7.8 * (b) 详细符号 p1 p3 (c) 简化符号 p1 p3 p2 ( a ) 结构原理 p1 p3 p2 节流阀 减压阀 a c d A2 e b 2 g h A1 1 A3 k * 节流阀芯杆2由热膨胀系数较大的材料制成，当油温升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影响。 7.4.2 温度补偿调速阀（节流阀） 图 7.9 温度补偿调速阀减压阀部分的原理和普通调速阀相同。 * 7.4.2 溢流节流阀 先不考虑安全阀 * 分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。它们的图形符号如图7.11所示。 7.5 分 流 阀 分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。 * 图7.11 分流集流阀符号 (a)分流阀；(b)集流阀；(c)分流集流阀 * 7.5.1 分流阀 * 代表两路负载流量Q1和Q2大小的压差值ΔP1和ΔP2同时反馈到公共的减压阀芯6上，相互比较后驱动减压阀芯来调节Q1和Q2大小，使之趋于相等。 分流阀可以看作是由两个串联减压式流量控制阀结合为一体构成的。 7.5.1 分流阀 该阀采用“流量-压差-力”负反馈，用两个面积相等的固定节流孔1、2作为流量一次传感器，作用是将两路负载流量Q1、Q2分别转化为对应的压差值ΔP1和ΔP2。 * 7.5.2 集流阀 与集流阀与分流阀的不同处为： 只能保证执行元件回油时同步。 集流阀装在两执行元件的回油路上，将两路负载的回油流量汇集在一起回油； 两流量传感器共出口O，流量传感器的通过流量Q1（或Q2）越大，其进口压力P1（或P2）则越高。因此集流阀的压力反馈方向正好与分流阀相反； * 7.5.3 分流集流阀 分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执行元件进油、回油时均能同步。 挂钩式分流集流阀的结构原理图。 * 分流时，因P0＞P1（或P0＞P2），此压力差将两挂钩阀芯1、2推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的内棱边和阀套5、6的外棱边组成； * 集流时，因P0P1（或P0P2），此压力差将挂钩阀芯1、2合拢，处于集流工况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的外棱边和阀套5、6的内棱边组成。只能保证执行元件回油时同步。 * 插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。 7.6.1 插装阀 7.6 插装阀、比例阀、伺服阀 * 图7.16 插装阀的组成 1先导控制阀；2—控制盖板；3逻辑单元（主阀）、4，阀块体 插装阀由控制盖板、插装单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）、插装块体和先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称二通插装阀。 * 图7.15 插装阀逻辑单元 7.6.1.1 插装阀的工作原理 图中A和B为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导阀相接）。当K口回油时，阀芯开启，A与B相通；反之，当K口进油时，A与B之间关闭。 二通插装阀相当于一个液控单向阀。 * 7.6.1.2 方向控制插装阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀 （a）单向阀；(b)二位二通阀 * 7.6.1.2 方向控制插装阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀 (c)二位三通阀;(d)二位四通阀 * 图7.18 插装阀用作压力控制阀 （a）溢流阀；(b)电磁溢流阀 7.6.1.3 压力控制插装阀 WUST * * 本章提要 节流口的流量特性； 流量负反馈； 节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的原理、结构、主要性能和应用； 液压。