压力控制阀
压力控制阀利用液压力和弹簧力的平衡原理调整液压系统的压力，控制与压力有关的其它动作，它的主要作用是：使液压系统保持一定的压力；使某些支回油获得低于系统总压力的低压；使两回路保持一定的压力差或压力比；系统超出预定压力时使卸荷，发挥安全保护作用；获得背压使液压装置运动稳定，或实现配重平衡；通过压力信号，控制其它元件的动作。
常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、背压阀、卸荷阀、压力继电器等。
一、 压力控制阀 溢流阀
溢流阀的主要作用是当液压系统压力超过调定值时，阀口自动开启，油液溢流，使压力保持恒定。按结构可分为直动式、差动式和先导式。
1. 溢流阀的结构和工作原理
(1) 直动式溢流阀 直动式溢流阀可以采用提动阀，也可以采用滑阀。提动阀多采用主流控制，即进油直接作用在阀芯上；滑阀多采用支流控制，即进油通过细长小孔分出支流，作用于阀芯上。
溢流阀处于稳定工作状态时，作用在滑阀上的力互相平衡，即
pA =p簧
式中：p——作用在阀芯上的液压力（kgf /cm2）
A——阀芯承受液压力的有效面积（cm2）
p簧——弹簧作用力（kgf）
由于A值是固定不变的，所以只有弹簧力较大时，进油口p的液压力才较高。
另外，溢流阀的压力随溢流流量的大小而变化。开始溢流时，阀的开口较小，弹簧压缩量也较小，所以溢流阀开启压力p开较低，此时溢流流量也较少。溢流流量增加时，阀的开口变大，此时弹簧力增大，因而压力p增高。当全部溢流时，阀芯升到*高位置，这时的压力为调定压力p调。溢流阀的调定压力与开启压力的差值称为静态调压偏差。溢流阀的调压偏差越大，系统的压力波动也就越大。
直动式溢流阀结构简单，动作迅速。但是稳定性差噪音大，一般用于25 kgf /cm2以下的液压系统中。
(2) 差动式溢流阀 在高压大流量系统中使用直动式溢流阀需要很大的弹簧力，不仅会带来设计上的困难，而且使阀的体积变大。采用差动式溢流阀可以解决这些问题。差动式溢流阀原理如图。
p（Aa -Ab）=p簧
式中：Aa——阀芯a面的有效作用面积（cm2）
Ab——阀芯b面的有效作用面积（cm2）
从上式可见，a、b两面的面积差越小，所需的弹簧力也越小，这样便于弹簧的设计，并能使溢流阀小型化。
(3) 先导式溢流阀 它由先导阀和主阀两部分组成。先导阀采用提动阀，主阀采用滑阀结构。原理如图，即使进油腔压力p较大，但由于上腔压力p1的抵消作用，实际作用在弹簧4的力并不很大，所以弹簧4可以做的较软，因而它的调压偏差较小。另外，由于先导阀座孔较小，调压弹簧2也较软，所以调整压力比较轻便。
溢流口采用锥阀结构时，不仅可以增强其关闭时的密封性能，而且由于它没有搭合量，阀口可以迅速开启进行溢流，所以动作灵敏。但它的加工装配精度要求较高，工艺性较差。
2. 溢流阀的性能指标 对溢流阀性能*基本的要求是，它所控制的压力应保持稳定。溢流阀工作稳定性的好坏，要通过以下几个指标评定。
(1) 静态调压偏差 阀的调定压力与开启压力之差称为静态调压偏差。溢流流量对系统压力的影响一般在2~4 kgf/cm2左右。调压偏差越大，系统的压力波动也越大。
(2) 压力振摆 它是溢流阀在系统*大额定流量和*大压力下工作时，所控制的压力变动。一般应在±1~±3 kgf/cm2左右。
(3) 卸载压力 当系统的全部流量从溢流阀卸荷时，阀的压力损失为卸载压力，卸载压力越小越好。
(4) 动态指标 溢流阀调整好以后，从开始工作到稳定工作一段的很短的过渡时间内，被控制的油压首先以衰减振荡的形式围绕所调定的工作压力值上下波动，然后才变为稳压溢流状态，当工作机构受冲击载荷而系统压力突然升高时，会出现压力峰值。峰值压力与调定压力的差值称为压力超调量。超调量与调定压力之比称为超调值。超调值越小越好，高压溢流阀超调值一般小于20%，中、低压溢流阀一般小于50%，另外，它的振摆次数和过渡过程时间也愈小愈好。
各种溢流阀性能比较
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类型
性能
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直 动 型
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差 动 型
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先 导 型
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主流控制型
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支流控制型
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压力调整范围
（kgf/cm2）
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0~560
(小流量时用于高压)
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4~100
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7~350
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3.5~350
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* 大 流 量
（L/m）
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200
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200
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400
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无限制
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可 靠 性
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*好
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好
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好
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油液清洁时好
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寿 命
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高压短，低压长
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长
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长
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长
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稳 定 性
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不好
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有阻尼时好
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好
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*好
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压力控制正确度
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不好
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较好
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好
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*好
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反 应 速 度
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*快
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快
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快
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慢
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外 形 尺 寸
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大
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大
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中等
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小
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3. 压力控制阀 溢流阀的应用
(1) 防止过载并保障系统安全，此时溢流阀又称安全阀，它的调定压力一般比*高工作压力高10~20%。
(2) 调节稳定系统的工作压力，此时溢流阀处于常开状态，它的调定压力一般低于*大工作压力。而且此时溢流阀兼有防止过载，保障系统安全的功能。
(3) 调整局部回路的压力，此时局部溢流阀的调定压力应低于总系统溢流阀的调定压力。
(4) 远程调压。将溢流阀的遥控口连接一个直动式溢流阀，用来控制溢流阀上腔p1的压力值，从而调整溢流阀的工作压力。远程调压阀的调定压力必须小于先导阀，所以所得到的工作压力必定小于主溢流阀限定的压力。远程调压阀一般设置在便于操作的位置。利用此原理可实现多级压力控制。
(5) 系统卸荷。将溢流阀的遥控口经二位二通滑阀与油箱连接时，可以控制溢流阀卸荷。
(6) 用于产生背压。将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使液动机运动稳定，此时溢流阀调定压力较低，一般用直动式低压溢流阀即可。
二、 压力控制阀减压阀
减压阀用于降低液压系统某一局部回路的压力，使之得到比液压泵供油较低的稳定压力，减压阀按其二次压力值的特点可分为定压式、定差式、和定比式。
1. 定压减压阀 它在降低系统压力后，保证输出的二次压力为一定值，一般所称的减压阀均指定压减压阀。
(1) 定压减压阀工作原理和结构
其原理如图所示。一般常用减压阀为先导式减压阀，其结构如图。
从以上可知，减压阀与溢流阀有很多类似之处，它们都是通过阀芯开口的大小，控制系统的压力，并且它们都利用控制油压力与弹簧力平衡的原理调整滑阀的开口量。但是溢流阀起溢流限压作用，保证进口压力恒定；减压阀起减压稳压作用，保证出口压力恒定。在系统中溢流阀出口接油箱，为并联连接（除了用于产生背压外），减压阀泄油口接油箱，出油口接液动机，在回路中为串联连接。
(2) 减压阀的性能
1) 公称压力 减压阀进油口油压的*大工作压力。
2) 调整压力 减压阀出油口能稳定输出公称流量的*大压力。
3) 公称流量 减压阀在调定压力范围内稳定地输出低压油的*大流量。
4) 稳定性 表示出口压力与流量的关系。当公称压力不变，在调定压力和公称流量的范围内，流量增大，使阀口增大，滑阀偏于下端，弹簧力减小，因而出口压力有所降低。反之，流量减小，出口压力略为增高。这种由流量引起的压力波动的性能，称作稳定性。压力波动越小，则稳定性越好。
5) 灵敏性 当阀的进口压力或流量突然变化时，导致出口压力的变化，出口压力变化的大小称作减压阀的灵敏性，一般它的变化量应小于调整压力的20%。
(3) 减压阀的应用
1) 降低液压泵压力，供给低压回路。减压阀不能反向使用，即二次压力油口不能通高压油，因此单独使用减压阀时，必须将它设置在换向阀与液压泵之间，避免回油逆向流经减压阀，这时液压缸在正、反两个方向上都实现减压。
2) 稳定压力。减压阀输出的二次压力比较稳定，供给液动机工作可以避免一次压力油波动对它的影响。
3) 与单向阀并联实现单向减压。
4) 远程减压。远程控制减压后的压力，只能在减压阀调定的范围之内。
2. 定差减压阀 定差减压阀无论进口压力和出口压力怎样变化，进出口压力始终保持一定的压力差。其工作原理如图，高压油p1通入滑阀，经阀的开口a和出油口输出到低压系统，由于阀口a的阻尼作用，使输出的二次压力p2低于输入油液的压力p1。同时，高压油p1作用在阀芯的下端台肩c上，低压油p2经阀芯中心孔通入阀的上腔，作用于阀芯的上端b上。定差减压阀处于稳定工作状态时，若忽视阀芯的重量，摩擦力和液动，那么阀芯的力和平衡式为
p1·π/4(D2－d2)＝p2·π/4(D2－d2)＋P簧
移项化简得：
p1－p2＝P簧/π/4(D2－d2)
式中：p1——高压油压力（kgf/cm2）
p2——低压油压力（kgf/cm2）
P簧——弹簧力（kgf）
D——阀芯直径（cm）
d——阀芯轴颈直径（cm）
由此可知，当P簧、D、d为一定值时，p1-p2也为一定值。但如果调整弹簧力的大小，也可以改变定差减压阀进出口压力差值的大小。定差减压阀一般用于与其它元件串联，保证这些元件的进出压力差为一定值。
3. 定比减压阀 它输出的低压油始终与高压油保持一定的比值。它的工作原理如图所示，高压油p1从进油口进入阀腔，经阀口a，小孔b和出油口输出低压油p2。由于阀口a的阻尼作用，可以实现减压。若忽略滑阀重量，摩擦力，液动力和弹簧力（弹簧力很小）不计，作用在滑阀上的力的平衡式为
p1·π/4·d2＝p2·π/4·D2
式中：p1——高压油压力（kgf/cm2）
p2——低压油压力（kgf/cm2）
D——滑阀大端直径（cm）
d——滑阀小端直径（cm）
当D和d为定值时，p1/p2也必然保持一定的压力比。当p1升高时，阀口a变大，输出的二次油压力p2也随之升高；当p1降低时，阀口a变小，输出的二次油压力p2也随之减小。当p2升高时，阀口a变小，使p2减小；当p2降低时，阀口a变大，使p2升高。它的比值大小由D和d的数值决定。
三、 压力控制阀 背压阀
背压阀的结构与单向阀相同，只是采用了弹力较大的弹簧，一般单向阀的开启压力为0.35~0.5 kgf/cm2，背压阀开启压力为2~6 kgf/cm2。背压阀在液压系统中主要作用如下：
1. 装于液压系统的回油路中，增加工作机构运动的平稳性。对于负载变化较大的场合，使用背压阀效果尤其显著。
2. 装于液压系统的回油路中，防止油液流失和避免空气从回油管侵入系统。
3. 装于液压系统的压力油管路中，通过背压阀取得低压供给控制油路。
四、 压力控制阀压力继电器
压力继电器是将压力信号转变淡电信号的转换装置。当液压系统通入压力继电器的油液压力超过了压力继电器的调定压力值时，它发出信号，通过电器控制系统控制液压装置的动作。
1. 压力继电器的结构和工作原理 压力继电器按结构可分为滑阀式和薄膜式两种。
2. 压力继电器的应用
(1) 用于安全保护
(2) 用于液压泵的启闭
(3) 用于液压泵卸荷
(4) 用于控制液动机的动作顺序
五、 压力控制阀压力控制阀的故障和排除
压力控制阀的故障和排除
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现象
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原 因
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措 施
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压
力
波
动
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钢球或锥形阀芯与阀座密合不严
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更换钢球或阀芯，进行研配
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滑阀拉毛或弯曲变形，运动不滑快
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修理或更换滑阀
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阀体孔或滑阀有椭圆
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修整阀体孔或滑阀，使椭圆度小于0.005mm
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弹簧太软或发生变形，不能有力地推动阀芯
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更换弹簧
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油液混入污物，将阻尼孔堵塞
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清洗液压元件，更换液压油
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液压系统混入空气
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排气
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液压泵和流量或压力脉动过大，使阀无法平衡
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检修液压泵
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调
整
无
效
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滑阀卡住
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清洗修整滑阀
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弹簧发生永久变形或折断
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更换弹簧
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阻尼孔堵塞
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清洗阻尼孔
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钢球或锥形阀芯等密合不严
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更换钢球或阀芯，进行研配
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漏装单向阀钢球或先导锥阀
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补装钢球或锥阀
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进出油口装反
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纠正进出油口位置
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遥控口接通回油
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切断遥控口通往回油的管路
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回油不畅
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疏通回油管路
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噪
音
和
振
动
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阀芯与阀体间隙过大或有椭圆度，造成显著泄漏
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检查精度，按要求修整
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滑阀配合过紧
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研磨修理，使其配合滑快
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锥阀磨损
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更换或修理锥阀
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弹簧永久变形
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更换弹簧
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混入空气
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系统排气
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流量超过允许值
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养活流量或更换大流量压力阀
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与其它元件发生共振
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改变振动系统的固有振动频率或改变压力值
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回油不畅
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疏通回油管路
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泄
漏
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锥阀或钢球与阀座配合间隙过大
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研配钢球、锥阀和阀座
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滑阀与阀体配合间隙过大
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更换滑阀，重配间隙
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各联接螺钉未紧固牢靠
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紧固各联接螺钉
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溢油孔堵塞
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疏通溢油孔，使之回油
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密封件损坏
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更换密封件
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工作压力过高
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降低工作压力或选用额定工作压力高的压力阀
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