方向控制阀 方向控制阀包括什么？

方向控制阀都有哪些分类？~

液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其流量和压力的，方向控制阀作为液压阀的一种，利用流道的更换控制着油液的流动方向。方向控制阀的种类有单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀等。方向控制阀的分类：（1）按照流体在管道的流动方向，如果只允许流体向一个方向流动，这样的阀叫做单向型控制阀，比如单向阀，梭阀等；可以改变流体流向的控制阀叫做换向阀，比如常用的两位两通，两位三通，两位五通，三位五通等。（2）按照控制方式可分为电磁阀，机械阀，气控阀，人控阀。其中电磁阀又可以分为单和双电控阀两种；机械阀可分为球头阀，滚轮阀等多种；气控阀也可分为单气控和双气控阀；人力阀可以分为手动阀，脚踏阀两种。（3）按工作原理可以分为直动阀和先导阀，直动阀就是靠人力或者电磁力，气动力直接实现换向要求的阀；先导阀是由先导头和阀主体2部分构成，有先导头活塞驱动阀主体里面的阀杆实现换向。（4）根据换向阀杆的工作位置可以将阀分为2way，3way阀。（5）根据阀上气孔的多少来进行划分，可以分为2port，3port，5port阀。

1定义：用以改变管道内气体或液体流向的控制元件叫方向控制阀。
2工作原理：直动阀和先导阀，直动阀就是靠人力或者电磁力，气动力直接以便于换向要求的阀;先导阀是由先导头和阀主体2部分构成，有先导头活塞驱动阀主体里面的阀杆以便于换向。
3分类;
(1)按照气体在管道的流动方向，如果只允许气体向一个方向流动，这样的阀叫做单向型控制阀，比如单向阀，梭阀等;可以改变气体流向的控制阀叫做换向阀，比如常用的2way2port，2way3port，2way5port，3way5port等。
(2)按照控制方式可分为电磁阀，机械阀，气控阀，人控阀。其中电磁阀又可以分为单和双电控阀两种;机械阀可分为球头阀，滚轮阀等多种;气控阀也可分为单气控和双气控阀;人力阀 可以分为手动阀，脚踏阀两种。
(3)按工作原理可以分为直动阀和先导阀，直动阀就是靠人力或者电磁力，气动力直接实现换向要求的阀;先导阀是由先导头和阀主体2部分构成，有先导头活塞驱动阀主体里面的阀杆实现换向。
(4)根据换向阀杆的工作位置可以将阀分为2way，3way阀。
(5)根据阀上气孔的多少来进行划分，可以分为2port，3port，5port阀。

（一）换向阀

换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。

换向阀在按阀芯形状分类时，有滑阀式和转阀式两种，滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛。这里主要介绍滑阀式换向阀工作原理与典型结构。

1.工作原理

阀体和滑动阀芯是滑阀式换向阀的结构主体。它是靠移动阀芯，改变阀芯在阀体内的相对位置来改变油流方向的。图8-9所示，阀体孔有5条沉割槽，每条均有通油口，P为进油口，A、B为工作油口。阀芯是有3个凸肩的圆柱体，阀芯与阀体相配合，并可在阀体内轴向移动。当阀芯处于左边位置时，油口P与B相通，而A与T相通。此时压力油从P进入，经B输出，回油从A流入，经T流回油箱。当阀芯处于右边位置时，油口P与A相通，而B与T相通。此时压力油从P进入，经A输出，回油从B流入，经T流回油箱。因而改变了油流的方向，从而改变了执行元件的运动方向。

图8-9 换向阀的工作原理

2.典型结构

滑阀式换向阀按阀芯的可变位置数，可分为两位、三位等，通常用一个方框代表一个位置。按主油路的数目又可分为二通、三通、四通、五通等。表达方式是在相应位置的方框内表示油口的数目及通道的方向（表8-10）。图中箭头只表示油道，不表示油流方向，即油液也可以按反箭头方向流。

表8-10 滑阀式换向阀主体部分的结构形式

滑阀的操纵方式。常见的滑阀操纵方式示于图8-10中。

（1）手动换向阀：手动换向阀是依靠手操纵杠杆（或脚踏踏板）推动滑阀阀芯相对阀体运动来改变油液的通流状态，实现执行装置的换向。按换向定位方式的不同，手动换向阀有弹簧复位式和钢球定位式两种类型。图8-11a所示为三位四通钢球定位式手动换向阀，在外力撤销后不能自动回复原位，适用于动作不频繁，工作持续时间长的场合。图8-11b所示为三位四通弹簧复位式手动换向阀，在操纵手柄的外力撤销后阀芯能自动回复到原始位置，适用于动作频繁，工作持续时间短的场合。

图8-10 滑阀操纵方式

图8-11 三位四通手动换向阀

手动换向阀结构简单，动作可靠，但由于需要人力操纵，故适用于间歇动作且要求人工控制的小流量场合。

（2）电磁换向阀：电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。

图8-12所示为三位四通电磁换向阀的结构图及图形符号。

图8-12 三位四通电磁换向阀

当两端电磁铁都不通电时，阀芯2在两端弹簧的作用下处于中间位置，油口P，T，A，B均不通。当右端电磁铁通电时，衔铁通过推杆6将阀芯推向左端，油口P与A相通，B与T相通；当左端电磁铁通电时，衔铁通过推杆6将阀芯推向右端，油口P与B相通，A与T相通；值得注意的是，两端电磁铁不能同时通电，否则阀芯位置不确定。

如前所述，电磁换向阀就其工作位置来说，有二位和三位等。二位电磁阀有一个电磁铁，靠弹簧复位；三位电磁阀有两个电磁铁。

操纵电磁换向阀用的电磁铁分为交、直流两种。按衔铁工作腔是否有油液又可分为“干式”和“湿式”。交流电磁铁的电压一般为220V。其特点是启动力较大，换向时间短，动作时间约为0.01～0.03s，价廉。但当阀芯卡住或吸力不够而使阀芯吸不上时，电磁铁容易因电流过大而烧坏，干式电磁铁会在10～15min后烧坏线圈（湿式电磁铁为1～1.5h），故工作可靠性差，动作时有冲击，寿命较短。因而在实际使用中交流电磁铁允许的切换频率一般为10次/min，不得超过30次/min。直流电磁铁电压一般为24V。其优点是工作较可靠，吸合、释放动作时间约为0.05～0.08s，允许使用的切换频率较高，一般可达120次/min，最高可达300次/min，不会因电流过大而烧坏，寿命长，体积小，但启动力较交流电磁铁小。

电磁换向阀由于受到电磁铁吸力较小的限制，它的额定流量一般在60L/min以下，流量更大的阀一般采用液压驱动或电液驱动。

（3）液动换向阀：液动换向阀是利用压力油来操纵阀芯运动的换向阀。图8-13为三位四通液动换向阀的结构和职能符号。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的，阀芯两端有控制油腔分别接通控制油口K₁和K₂，当控制油路的压力油从阀右边的控制油口K₂进入滑阀右腔时，阀芯向左移动，使压力油口P与B相通，A与T相通；当K₁接通压力油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通；当K₁、K₂都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间位置。

图8-13 液动换向阀的工作原理

由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大，所以这种阀的阀芯尺寸可以做得很大，故它可以用于较大的额定流量。当对液动滑阀的换向性能有较高要求时，可在液动换向阀的两端装设可调节的单向节流阀，用来调节阀芯的移动速度，以减小换向冲击及噪声。

（4）电液换向阀：电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成的，其中电磁换向阀也称为先导阀，它的作用是改变控制油液的液流方向，从而控制液动换向阀的阀芯移动，实现主油路换向；液动换向阀称为主阀，主要作用是控制系统中执行元件的换向。这里，电磁换向阀流过的流量仅用来推动主阀阀芯移动，流量较少，因此较小的电磁铁吸力就可以移动阀芯；液动换向阀由于依靠压力油驱动，因此可通过的流量较大。可见这种组合形式的换向阀实现了用较小的电磁铁吸力来控制主油路大流量的换向，适用于高压、大流量的液压系统。

图8-14所示为三位四通电液换向阀的结构图及图形符号。当左端电磁铁通电时，控制油路的压力油由通道a经左单向阀进入主阀芯左端，阀芯右端油液经右端节流阀，通道b和电磁换向阀的回油口流回油箱，阀芯右移，主油路的油口p与A相通，油口B与T相通；当右端电磁铁通电时，控制油路的压力油将主阀芯左移，油口P与B相通，油口A与T相通。当两端电磁铁均不通电时，电磁换向阀处于中位，主阀芯两端均与油箱连通，在对中弹簧的作用下处于中间位置，油口P，T，A，B均不通。控制油路的单向节流阀用于调节主阀阀芯的换向速度，避免换向冲击，其中单向阀用来保证进油畅通，节流阀用于阀芯两端油腔的回油节流。

电液换向阀控制油路的进油方式有内部进油和外部进油两种，回油方式也有内部回油和外部回油两种。图8-14所示为内部进油、内部回油的电液换向阀。

图8-14 三位四通电液换向阀

3.换向阀的中位机能分析

三位四通换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。这种连通方式称为换向阀的中位机能。三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及其特点，示于表8-11中。三位五通换向阀的情况与此相仿。不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。

在分析和选择换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点：

（1）系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时（如X型），系统能保持一定的压力供控制油路使用。

表8-11 三位四通换向阀常见中位机能

（2）系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。

（3）启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳。

（4）液压缸“浮动”和在任意位置上的停止，阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。

（二）单向阀及液压锁

单向阀用来控制油路的通断，它的作用是使油液只能一个方向流动。由于它关闭较严，常在回路中起保持部分回路压力的作用，也常与其他阀组成复合阀。

1.普通单向阀

普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。图8-15是一种管式普通单向阀的结构及职能符号图。其优点是结构简单，缺点是装于系统后更换弹簧不方便，容易产生振动与噪音。

对单向阀的性能要求是：动作灵敏、噪音小、密封性能好。单向阀被用来防止油反向流动时，开启压力小，全流量压力损失约0.1～0.3MPa。

图8-15 单向阀

2.液控单向阀

图8-16所示是液控单向阀的结构及职能符号。当控制口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样；压力油只能从通口P₁流向通口P₂，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P₁和P₂接通，油液就可在两个方向自由通流。

图8-16 液控单向阀

3.双向液压锁

液压锁用以保证工作装置不会因自重等外部原因出现下滑或串动。

双向液压锁是两个液控单向阀并在一起使用的（图8-17），通常使用在承重液压缸或马达油路中，用于防止液压缸或马达在重物作用下自行下滑，需要动作时，须向另一路供油，通过内部控制油路打开单向阀使油路接通，液压缸或马达才能动作。

双向液压锁通常不推荐用于高速重载工况，而常用于支撑时间较长，运动速度不高的闭锁回路。

例如，不采用液压锁，当钻机放下支腿进行作业时，虽然换向阀放在中间位置，A，B口都被截断（若是O型机能），但由于液压缸支腿油压很高，而换向阀又是靠很小的间隙密封的，故仍会有油液泄漏，这将造成液压缸活塞杆缓慢缩回，这是不允许的。采用了液压锁，液压缸的液压油把锥阀芯压紧在阀座上，油压越高，压得越紧，不泄漏，不缩回。关键区别是换向阀类元件是靠间隙密封，故有泄漏。而单向阀是靠锥面密封，所以能保持密封压力。

（三）梭阀

如图8-18所示，梭阀相当于两个单向阀组合的阀，其作用相当于“或门”。有两个进口P₁和P₂，一个出口A，其中P₁和P₂都可与A口相通、但P₁和P₂不相通。P₁和P₂中的任一个有信号输入，A都有输出。若P₁和P₂都有信号输入，则先加入侧或信号压力高侧的信号通过A输出，另一侧则被堵死，仅当P₁和P₂都无信号输入时，A才无信号输出。它可将控制信号有次序地输入控制执行元件，常见的手动与自动控制的并联回路中就用到梭阀。

手动换向阀适用于间接动作，且要求人工控制的小流量场合