機動設(shè)備液壓系統(tǒng)控制閥的分類及功用

■李　婷

機動設(shè)備液壓系統(tǒng)控制閥的分類及功用

■李婷

機動設(shè)備的液壓系統(tǒng)主要由動力組件（油泵）、執(zhí)行組件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制組件（各種閥）、輔助組件和工作介質(zhì)等五部分組成。但液壓系統(tǒng)的維護工作要求高，液壓組件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患。

1　液壓控制閥的分類

機動設(shè)備液壓控制閥是液壓傳動系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)組件，它控制油液的流動的方向、壓力、流量，以滿足執(zhí)行組件所需要的壓力、方向和速度的要求，從而使執(zhí)行機構(gòu)帶動負(fù)載實現(xiàn)預(yù)定的動作。液壓控制閥（又稱液壓閥）用來控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力高低、液流方向和流量大小，從而控制液壓馬達(dá)和液壓缸的啟動、停止、速度、方向、力的大小以及動作順序等的液壓組件。液壓控制閥的類型很多，但所有的液壓控制閥的一個共同特點，就是靠改變其閥口的信道關(guān)系或信道面積，即改變其閥口的“開”與“關(guān)”來進(jìn)行控制。

根據(jù)其在機動設(shè)備液壓系統(tǒng)中所起的作用可以分為：壓力控制閥主要用來控制液壓系統(tǒng)的壓力，以及滿足執(zhí)行機構(gòu)所需要的力或轉(zhuǎn)矩，如溢流閥、減壓閥、平衡閥、順序閥等。流量控制閥主要用來控制液壓系統(tǒng)油液的流量，以滿足執(zhí)行機構(gòu)所需要的運動速度，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流-集流閥等。方向控制閥主要用來控制液壓系統(tǒng)液流的方向，以滿足執(zhí)行機構(gòu)變換運動方向的需要。如單向閥、換向閥等。

按液壓閥的操縱方法分有：手動式、腳踏式、換擋式、電磁式、液動式、氣動式等多種。按液壓閥芯的結(jié)構(gòu)形狀分為球閥、錐閥、轉(zhuǎn)閥、板閥等。按液壓閥與管路的連接方式可分為管接式（螺紋式連接、法蘭式連接）、板接式及疊加式連接。為了簡化結(jié)構(gòu)、縮短管道、減少液壓組件的數(shù)目、減少外泄露，常把兩個或兩個以上的閥類組件裝在同一閥體內(nèi)，或多個閥體組合形成復(fù)合閥，如單向減壓閥、換向溢流閥、多路換向閥等。

在液壓系統(tǒng)中，對液壓閥的性能要求，主要有以下幾點：動作靈敏、使用可靠，工作時沖擊和振動要小，使用壽命長。油液流過液壓時壓力損失要小，密封性能要好，內(nèi)泄漏要小，無外滲漏。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、維護、調(diào)整方便，通用性好。

2　溢流閥的功用原理

溢流閥能控制液壓系統(tǒng)在達(dá)到調(diào)定壓力時保持定狀態(tài)。用于過載保護的溢流閥稱為安全閥。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力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。

溢流閥按結(jié)構(gòu)形式分為直動式、差動式和先導(dǎo)式三種。直動式溢流閥是由閥芯、閥體、調(diào)壓彈簧和調(diào)壓手輪等組成。閥芯在調(diào)壓彈簧的作用下壓在閥座上，閥呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)作用在閥芯上的液壓力大于彈簧力時，閥開啟，高壓油便通過閥口溢回油箱，使入口壓力保持恒定。擰動調(diào)壓手輪，可以改變彈簧的張緊力，從而改變溢流閥的開啟壓力。

溢流閥可以限制液壓系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于溢流閥的調(diào)定值，該閥處于常閉狀態(tài)，沒有油液從中溢出。若外負(fù)荷增大，系統(tǒng)的壓力超過發(fā)的調(diào)定值時，溢流閥立即打開，讓油液流回油箱，系統(tǒng)壓力不再繼續(xù)升高，從而防止系統(tǒng)過載，以免損壞液壓組件。因此，這時的溢流閥又稱安全閥。溢流閥還可以保持系統(tǒng)壓力基本恒定。在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓泵輸出的壓力油只有一部分進(jìn)入液壓馬達(dá)或液壓缸，多余部分須經(jīng)溢流閥分流，閥處于常開狀態(tài)，這樣就保持了系統(tǒng)的工作壓力基本不變。

3　順序閥與平衡閥的功用原理

（1）順序閥。機動設(shè)備用油路的壓力來控制執(zhí)行組件動作順序的壓力控制閥成為順序閥。順序閥能使一個執(zhí)行組件（如液壓缸液壓馬達(dá)等）動作以后，再按順序使其他執(zhí)行組件動作。油泵產(chǎn)生的壓力先推動液壓缸運動，同時通過順序閥的進(jìn)油口作用在受壓面上，當(dāng)液壓缸運動完全成后，壓力高，作用在受壓面的向上推力大于彈簧的調(diào)定值后，閥芯上使進(jìn)油口與出油口相通，使液壓缸運動。順序閥按其結(jié)構(gòu)的不同可分為直動式和先導(dǎo)式兩種，按其控制方式的不同又有內(nèi)控和外控式之分。直動式內(nèi)控順序閥的工作原理與直動式溢流閥相似，區(qū)別在于二次油路即出口壓力不接回油箱，而接通某個執(zhí)行組件，因此泄露回油口必須單獨接回油箱；為了減少調(diào)壓外空彈簧的剛度，設(shè)置了控制柱塞。將該閥下蓋轉(zhuǎn)過90。，并打開螺堵，則變成外控順序閥。順序閥可控制多個執(zhí)行組件的動作順序。對于外控順序閥，閥芯的開啟與一次油路無直接聯(lián)系，彈簧力只需克服摩擦力，即可使閥芯復(fù)位；因此，外控油壓可以較低。當(dāng)一次油路壓力達(dá)到順序閥的設(shè)定壓力之前，閥一直關(guān)閉，一旦達(dá)到設(shè)定壓力，閥便開啟，壓力油進(jìn)入二次油路，去驅(qū)動另一個執(zhí)行組件。

（2）平衡閥。能起平衡作用的閥有平衡閥、內(nèi)控順序閥以及溢流閥與單向閥并聯(lián)作平衡閥。平衡閥用于執(zhí)行組件的回油端建立背壓，使執(zhí)行組件在負(fù)載變動時仍保持平穩(wěn)運動，防止外力使油缸突然回落，防止液壓馬達(dá)出現(xiàn)“失速”等。為使液流能反向通過，平衡閥中設(shè)有單向閥。平衡閥的特性與順序閥相同，它在機動設(shè)備中使用較多，對其使用性能起著不可忽視的作用。為了防止超速下降的危險，就需在回路中安裝一個限制負(fù)載下降的平衡閥，也稱限速閥。

4　流量控制閥的功用原理

在機動設(shè)備液壓系統(tǒng)中，用以控制液體流量的閥統(tǒng)稱流量控制閥。流量控制閥都是依靠改變閥口通流面積的大小或流通通道的長短來調(diào)節(jié)流量的，在定量液壓泵的系統(tǒng)中，起到調(diào)節(jié)執(zhí)行組件運動速度的目的。常用的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流-集流閥及各種組合式流量閥。節(jié)流閥、調(diào)速閥在定量液壓泵系統(tǒng)中的主要作用是與溢流閥配合組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進(jìn)油流調(diào)速系統(tǒng)、回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。由于解憂調(diào)速功率損失較大，一般僅限于小功率或短暫的調(diào)速系統(tǒng)使用。分流-集流閥也是流量控制閥的一種。它可以使兩個以上并聯(lián)的執(zhí)行組件，在承受不同負(fù)載時仍能獲得相等或成一定比例的流量，從而使執(zhí)行組件的運動速度保持同步或一定比例，故也稱同步閥。

流量控制閥利用調(diào)節(jié)閥芯和閥體間的節(jié)流口面積和它所生的局部阻力對流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行組件的運動速度。流量控制閥按用途分為5種：節(jié)流閥在調(diào)定節(jié)流口面積后，能使載荷壓力變化不大和運動均勻性要求不高的執(zhí)行組件的運動速度基本上保持穩(wěn)定。調(diào)速閥在載荷壓力變化時能保持節(jié)流閥的進(jìn)出口壓差為定值。這樣，在節(jié)流口面積調(diào)定以后，不論載荷壓力如何變化，調(diào)速閥都能保持通過節(jié)流閥的流量不變，從而使執(zhí)行組件的運動速度穩(wěn)定。分流閥不論載荷大小，能使同一油源的兩個執(zhí)行組件得到相等流量的為等量分流閥或同步閥；得到按比例分配流量的為比例分流閥。集流閥作用與分流閥相反，使流入集流閥的流量按比例分配。分流集流閥兼具分流閥和集流閥兩種功能。

5　方向控制閥的功用原理

在機動設(shè)備液壓系統(tǒng)中，用來控制液壓方向的閥稱為方向控制閥、這類閥包括單向閥、換向閥和以換向閥為主體的組合閥-多路換向閥等。

單向閥是用來限制液流只能向一個方向流動而不能反向流動的液壓組件。它分為單向閥、單向補油閥（充液閥）、液控單向閥等。液控單向閥又稱液壓鎖，它與單向閥的區(qū)別在于當(dāng)接通具有一定壓力的控制油路時，即解除其逆止作用，允許液流反向通過液控單向閥。

換向閥是液壓傳動系統(tǒng)中的一個主要控制組件。換向閥的主要作用是改變液流方向或通斷油路。它的種類繁多，按閥芯的運動形式的不同，分為滑閥和轉(zhuǎn)閥；按閥芯在閥體中的工作位置數(shù)可分為二位閥、三位閥等；按閥的通道數(shù)可分為二通閥、三通閥、四通閥等。

有些機動設(shè)備為完成一定的作業(yè)任務(wù)，其工作裝置較多，需要的執(zhí)行組件就多，每一個機構(gòu)都需一個換向閥來控制。眾多的換向閥、單向閥、溢流閥、補油閥等，如果直接用油管連接起來，組成的液壓系統(tǒng)，管路復(fù)雜，液壓損失太大，龐大的體積在車上也很難布置，故多以換向閥為主體，按上述閥的功能組成多路換向閥，簡稱多路閥。