■李　婷

機(jī)動(dòng)設(shè)備液壓系統(tǒng)控制閥的分類(lèi)及功用

■李婷

機(jī)動(dòng)設(shè)備的液壓系統(tǒng)主要由動(dòng)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(hù)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(lèi)

機(jī)動(dòng)設(shè)備液壓控制閥是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制調(diào)節(jié)組件，它控制油液的流動(dòng)的方向、壓力、流量，以滿(mǎn)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(jī)構(gòu)帶動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作。液壓控制閥（又稱(chēng)液壓閥）用來(lái)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(dòng)、停止、速度、方向、力的大小以及動(dòng)作順序等的液壓組件。液壓控制閥的類(lèi)型很多，但所有的液壓控制閥的一個(gè)共同特點(diǎn)，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(kāi)”與“關(guān)”來(lái)進(jìn)行控制。

根據(jù)其在機(jī)動(dòng)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(lái)控制液壓系統(tǒng)的壓力，以及滿(mǎn)足執(zhí)行機(jī)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(lái)控制液壓系統(tǒng)油液的流量，以滿(mǎn)足執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)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(lái)控制液壓系統(tǒng)液流的方向，以滿(mǎn)足執(zhí)行機(jī)構(gòu)變換運(yùn)動(dòng)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(dòng)式、腳踏式、換擋式、電磁式、液動(dòng)式、氣動(dòng)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(jiǎn)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(gè)或兩個(gè)以上的閥類(lèi)組件裝在同一閥體內(nèi)，或多個(gè)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(duì)液壓閥的性能要求，主要有以下幾點(diǎn)：動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小，使用壽命長(zhǎng)。油液流過(guò)液壓時(shí)壓力損失要小，密封性能要好，內(nèi)泄漏要小，無(wú)外滲漏。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、維護(hù)、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(shí)保持定狀態(tài)。用于過(guò)載保護(hù)的溢流閥稱(chēng)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(shí)，閥口會(huì)打開(kāi)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(dòng)式、差動(dòng)式和先導(dǎo)式三種。直動(dòng)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(shí)，閥開(kāi)啟，高壓油便通過(guò)閥口溢回油箱，使入口壓力保持恒定。擰動(dòng)調(diào)壓手輪，可以改變彈簧的張緊力，從而改變溢流閥的開(kāi)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(guò)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(méi)有油液從中溢出。若外負(fù)荷增大，系統(tǒng)的壓力超過(guò)發(fā)的調(diào)定值時(shí)，溢流閥立即打開(kāi)，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(guò)載，以免損壞液壓組件。因此，這時(shí)的溢流閥又稱(chēng)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(kāi)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(jī)動(dòng)設(shè)備用油路的壓力來(lái)控制執(zhí)行組件動(dòng)作順序的壓力控制閥成為順序閥。順序閥能使一個(gè)執(zhí)行組件（如液壓缸液壓馬達(dá)等）動(dòng)作以后，再按順序使其他執(zhí)行組件動(dòng)作。油泵產(chǎn)生的壓力先推動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)順序閥的進(jìn)油口作用在受壓面上，當(dāng)液壓缸運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。順序閥按其結(jié)構(gòu)的不同可分為直動(dòng)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(dòng)式內(nèi)控順序閥的工作原理與直動(dòng)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(gè)執(zhí)行組件，因此泄露回油口必須單獨(dú)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(guò)90。，并打開(kāi)螺堵，則變成外控順序閥。順序閥可控制多個(gè)執(zhí)行組件的動(dòng)作順序。對(duì)于外控順序閥，閥芯的開(kāi)啟與一次油路無(wú)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(kāi)啟，壓力油進(jìn)入二次油路，去驅(qū)動(dòng)另一個(gè)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(dòng)時(shí)仍保持平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，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(guò)，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(jī)動(dòng)設(shè)備中使用較多，對(duì)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(xiǎn)，就需在回路中安裝一個(gè)限制負(fù)載下降的平衡閥，也稱(chēng)限速閥。

4　流量控制閥的功用原理

在機(jī)動(dòng)設(shè)備液壓系統(tǒng)中，用以控制液體流量的閥統(tǒng)稱(chēng)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(zhǎng)短來(lái)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(yùn)動(dòng)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(gè)以上并聯(lián)的執(zhí)行組件，在承受不同負(fù)載時(shí)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(yùn)動(dòng)速度保持同步或一定比例，故也稱(chēng)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(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行組件的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)均勻性要求不高的執(zhí)行組件的運(yùn)動(dòng)速度基本上保持穩(wěn)定。調(diào)速閥在載荷壓力變化時(shí)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(guò)節(jié)流閥的流量不變，從而使執(zhí)行組件的運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定。分流閥不論載荷大小，能使同一油源的兩個(gè)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(jī)動(dòng)設(shè)備液壓系統(tǒng)中，用來(lái)控制液壓方向的閥稱(chēng)為方向控制閥、這類(lèi)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(lái)限制液流只能向一個(gè)方向流動(dòng)而不能反向流動(dòng)的液壓組件。它分為單向閥、單向補(bǔ)油閥（充液閥）、液控單向閥等。液控單向閥又稱(chēng)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(shí)，即解除其逆止作用，允許液流反向通過(guò)液控單向閥。

換向閥是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)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(lèi)繁多，按閥芯的運(yùn)動(dòng)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(jī)動(dòng)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(gè)機(jī)構(gòu)都需一個(gè)換向閥來(lái)控制。眾多的換向閥、單向閥、溢流閥、補(bǔ)油閥等，如果直接用油管連接起來(lái)，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(chē)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(jiǎn)稱(chēng)多路閥。