液压系统的换向元件——方向控制阀

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方向控制阀是液压系统中控制油液流动方向的阀,通过控制油路中油液的通断而控制执行元件的换向、启动和停止。与流量阀、压力阀不同的是,流量阀和压力阀调节的是系统的参数,而方向阀是直接对负载进行动作控制。

有人把方向控制阀比喻为“四两拨千斤”,就是说只需要很小的力拨动换向阀的手柄就可以控制很重的负载。比如挖掘机、装载机、汽车起重机等,就是通过操纵手柄控制各组动作,这类机械的特点是工况复杂,要求操作细腻,需要复合动作,有些老司机用这类机械完成了很多骚操作。

液压系统的换向元件——方向控制阀

另一些机械比如机床、环卫设备等是通过面板或遥控器上的按钮控制电磁换向阀进行动作切换,这类机械要求定位较准确。 下图为一些常见的方向控制阀产品。液压系统的换向元件——方向控制阀

1 方向控制阀的分类

(1)按照功能分类,方向控制阀包括单向阀和换向阀两类。单向阀和换向阀又有很多不同的形式。单向阀包括普通单向阀和液控单向阀,液控单向阀可用作充液阀,两个液控单向阀可组合为液压锁。换向阀根据控制方式分为手动换向阀、液动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。多个换向阀可组合为多路阀,可操纵多组动作。下图为换向阀的分类。液压系统的换向元件——方向控制阀

(2)按照阀芯的结构形式可分为:滑阀、锥阀、球阀等形式。单向阀通常为球阀或锥阀,换向阀大多为滑阀式结构,也有球阀、转阀等结构形式。

2 换向阀的工作原理

换向阀是通过阀芯在阀体内做轴向运动,使相应的油路连通或断开。阀体内有多个沉割槽,沉割槽通过孔道与外部连接,阀芯上有多个台阶。换向阀就是通过改变阀芯上的台阶与阀体上的沉割槽之间的连通关系实现油路切换的。

3 换向阀的“位”和“通”

很多非专业的人对换向阀的“位”和“通”的概念不是很清楚,其实很简单,可以直接从字面意思进行理解:“位”表示的是换向阀的工作位置,有几种工作状态就有几“位”,“通”表示的是与外部连接的孔道数目。如三位四通阀,有三个工作位置,四个油口。下图为常见的换向阀的结构原理及其符号表示。
液压系统的换向元件——方向控制阀​​4 换向阀的中位机能

所谓“机能”,指的是换向阀的连通状态,而“中位机能”,就是三位换向阀在中位时各油口的连通状态。在进行液压系统设计时,换向阀中位机能的选择是很重要的,对系统原理有直接影响。下图为不同中位机能的换向阀的符号及其特点。
液压系统的换向元件——方向控制阀比如,液压系统在换向阀无操作时需要卸荷的场合,通常选“H”型或“M”型中位机能,使P口和T口连通;在有液压锁存在的场合,通常选“Y”型或“H”型,保证液压锁的控制压力为0,可靠锁紧;而“Y”型机能则可实现负载在中位时浮动。

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