页数：135页文件大小：4.26 MB来源： 液压与气动ppt课件
本课件系统讲解液压与气压传动的控制调节元件，先对控制阀进行分类概述，再依次介绍方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀的结构与工作原理，并延伸到插装阀、电液数字控制阀与电液比例控制阀。
按用途分类按阀的用途可分为：（a）方向控制阀（如单向阀、换向阀）；（b）压力控制阀（如溢流阀、减压阀、顺序阀）；（c）流量控制阀（如节流阀、调速阀）。这三类阀还可根据需要组合成组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，这样使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。(短片)
按控制方式分类按阀的控制方式可分为：（a）开关或定值控制阀这种阀借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁、压缩气体、压力液体等来控制流体的通路，定值地控制流体的流动方向、压力和流量，它们统称为开关阀，多用于普通液压与气压传动系统；
（b）比例控制阀这种阀用与输入输出成比例的电信号来控制流体的通路，使其实现按一定的规律成比例地控制系统中流体的流动方向、压力和流量，它多用于开环程序控制系统；
（c）伺服控制阀这种阀能将微小的电气信号转换成大的功率输出，以控制系统中流体的流动方向、压力和流量，它多用于高精度、快速响应的闭环控制系统；（d）电液数字控制阀这种阀是用数字信息直接控制的阀，它用以控制系统中流体的流动方向、压力和流量。
按结构形式分类按阀的结构形式可分为：（a）滑阀；（d）转阀；（b）锥阀；（e）喷嘴挡板阀；（c）球阀；（f）射流管阀。(4)按安装连接形式分类按阀的安装连接可分为：（a）螺纹式（管式）安装连接这种连接方式的阀的连接口用螺纹管接头与管道及其它元件连接，它适用于简单系统。
（b）板式安装连接这种连接方式使阀的各连接口均布置在同一安装面上，并用螺钉固定在与阀有对应连接口的连接板上，再用管接头和管道与其它元件连接。
（c）集成块式连接这种连接方式把几个阀用螺钉固定在一个集成块的不同侧面上，在集成块上打孔，来沟通各阀的孔道组成回路，由于拆卸阀时不用拆卸与它们相连的其它元件，因此这种安装连接方式应用较广。
（d）叠加式安装连接这种连接方式阀的上下面为连接结合面，各连接口分别在这两个面上，同规格阀的连接口连接尺寸相同，每个阀除其自身功能外，还起通道作用，阀相互叠装构成回路，不用管道连接，因此结构紧凑，沿程损失很小。
（e）法兰式安装连接这种连接方式的阀和螺纹式连接相似，只是用法兰代替螺纹管接头。通常用于通径32mm以上的大流量系统，它的强度高，连接可靠。
（f）插装式安装连接这种连接方式的阀没有单独的阀体，由阀心、阀套等组成的单元体插装在插装块的预制孔中，用连接螺纹或盖板固定，并通过插装块内通道把各插装式阀连通组成回路，插装块起到阀体和管路的作用，它是适应系统集成化而发展起来的一种新型安装连接方式。
2.控制阀的性能参数阀的性能参数是对阀进行评价和选用的依据。它反映了阀的规格大小和工作特性。在我国液压与气压传动技术的发展过程中，开发了若干个不同压力等级和不同连接方式的阀系列。它们不但性能各有差异，而且参数的表达方式也不相同。阀的规格大小用通径Dg（单位mm）表示。
Dg是阀连接口的名义尺寸，它和连接口的实际尺寸不一定相等，因后者还受流体流速等参数的影响。如通径同为10mm，某电磁换向阀连接口的实际直径为11.2mm，而直角单向阀却是14.7mm。有些系列阀的规格用额定流量来表示；也有的既用通径，又给出所对应的流量。
但即使是在同一压力级别，对于不同的阀，同一通径所对应的流量也不一定相同。
阀主要有两个参数，即额定压力和额定流量。还有一些与具体阀有关的量，如通过额定流量时的额定压力损失、最小稳定流量、开启压力等等。只要工作压力和流量不超过额定值，阀即可正常工作。目前对不同的阀也给出一些不同的数据，如最大工作压力、开启压力、允许背压、最大流量等。
同时给出若干条特性曲线，如压力－流量曲线、压力损失－流量曲线、进口压力－出口压力曲线等，供使用者确定不同状态下的参数数据。这既便于使用，又比较确切地反映了阀的性能。
它主要由阀心、阀体和弹簧等组成。流体从P1流入时，克服弹簧力推动阀心，使通道接通，流体从P2流出；当流体从反向流入时，流体的压力和弹簧力将阀心压紧在阀座上，流体不能通过。
图5.1a是管式连接的直通式液压单向阀，它只有螺纹连接形式，图5.1b是板式连接的液压单向阀，图5.1c是单向阀的图形符号。在单向阀中，通流的阻力应尽可能小，而反向应有良好的密封性。此外，单向阀的动作应灵敏，工作时不应有撞击和噪声。
单向阀中的弹簧仅用于使阀心在阀座上就位，因此弹簧的刚度一般都选得较小，使阀的开启压力小，一般仅有0.03～0.05MPa。若当作背压阀用时，可换上刚度较大的弹簧，其压力可达0.2～0.6MPa。没有弹簧的单向阀在装配时必须是垂直安置，阀心通过本身的重量停止在阀座上。
单向阀的主要性能是正向最小开启力、正向流动时的压力损失和反向泄漏量。
液控单向阀液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许流体双向流动的单向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成，图5.2a是液控单向阀的结构图，图5.2b是图形符号。当控制口K处不通入压力油（简称控制油）时，它的工作机能和普通单向阀一样，流体只能从通口P1（正向）流向通口P2，反向截止。
当控制口K处有压力油通入时，活塞1右侧的a腔通泄油口（图中末画出），活塞右移，推动顶杆2顶开阀心3离开阀座，使通口P1和通口P2接通，这时流体便可在两个方向自由流通。
流体反向流动时，P2口压力相当于系统工作压力，通常很高；而P1口的压力也可能很高，这样都要求控制油的压力很大才能顶开阀心，因而影响了液控单向阀的工作可靠性。
解决的办法是：对于P1口压力较高造成控制活塞背压较大的情况，可减小P1腔控制活塞的受压面积，并采用外泄口回油以降低背压，以便降低开启阀心的阻力，达到控制目的。这种结构的阀被称为外泄式液控单向阀。而对于P2腔压力很高的情况，可采用先导阀预先卸压。液控单向阀的主要性能与单向阀差不多。
当p1＝0时，它反向开启的最小控制压力，一般为（0.4～0.5）p2。液控单向阀具有良好的密封性能，其泄漏量可为零，因此这种阀也被称为液压锁。液控单向阀通常用于保压、锁紧和平衡等回路，用于对液压缸进行锁闭、保压，也用于防止立式液压缸停止时的自动下滑。
梭阀、双压阀和快速排气阀（a）梭阀梭阀相当于两个单向阀的组合，其作用相当于“或门”。其工作原理如图5.3所示。它有两个进口P1和P2，一个出口A。P1和P2口都可与A口相通，但P1和P2不相通。无论是P1有信号，见图5.3a，还是P2有信号，见图5.3b，A口都有输出；
在P1和P2都有信号输入，并且两侧压力相等时，阀心可以停在左边或右边，这主要取决于压力输入的先后次序，先入者通路开放；若两边压力不等时，压力高的通路开放，A口有输出。梭阀常用于气压回路上，将控制信号有次序地输入给控制执行元件。图5.3c为该阀的图形符号，图5.3d是其结构图。
其作用相当于“与门”。图5.4为其工作原理图。它有两个输入口P1和P2，一个输出口A。当P1口或P2口单独有输入时阀心被推向右端或左端，见图5.4a，输出口A无输出。只有当P1与P2同时有输入时，A口才有输出，见图5.4b。当P1和P2压力不等时，则压力低的通过A输出。
图5.4c为该阀的图形符号。双压阀常用于气压回路中，当“与门”使用。图5.4d为气压双压阀的结构图。单向阀(6/7)
（c）快速排气阀快速排气阀通常用于气压回路中，图5.5为快速排气阀工作原理图。图5.5a是由进气口P进压缩空气，将密封活塞向上推，开启阀口，同时关闭排气口O，使进气口P和工作口A相通；
图5.5b是进气口P不进压缩空气，在A口和P口的压差作用下，密封活塞快速下降，关闭阀口P，使A口通过O口快速排气。图5.5c为快速排气阀图形符号。图5.5d为快速排气阀的一种结构形式。
2.换向阀(1)换向阀的分类换向阀是借助于阀心与阀体之间的相对位置，使阀体相连的各通路之间实现接通或断开来改变流体流动方向的阀。换向阀按其结构可分为座阀式换向阀（锥阀式、球阀式等）、滑阀式换向阀和转阀式换向阀三种。
座阀式泄漏少，滑阀式由于在阀心和阀体之间有配合间隙，泄漏是不可避免的，转阀式与滑阀式类似，仅是阀心和阀体之间的动作是移动还是旋转的区别。(短片)
（a）换向阀的结构和工作原理滑阀式换向阀是借助于滑阀阀心在阀体内的轴向位置变化，使与阀体相连的各通路实现接通或断开来改变流体流动方向的阀。滑阀有许多优点，如结构简单、压力均衡、操纵力小和控制功能强等。
滑阀式换向阀的主体结构主要是阀心和阀体，阀体是有多级沉割槽的圆柱孔，阀心是一个具有多段环形槽的圆柱体。按阀心移动后可以停留的工作位置不同可分为：二位阀、三位阀和多位阀等。按滑阀通道数的不同可分为：二通阀、三通阀、四通阀、五通阀和多路阀等。换向阀的结构和工作原理(1/2)
称为几位几通换向阀。不同的位数和通道数是由阀体上的沉割槽和阀心上台肩的不同组合形成的。将五通阀的两个回油口和沟通成一个回油口O，即成四通阀。按阀心换位控制方式的不同可分为：手动、机动、电动、气动、液动和电液动等类型。
滑阀式换向阀的图形符号的意义是：方框表示阀的工作位置，二框即二位，三框即三位；方框内的箭头、表示通道处于接通状态，但不一定表示流通的实际方向；方框内堵塞符号“┬”或“┴”表示该通路不通；一个方框外部的接口数有几个，就表示有几通；
一般来说阀与系统提供流体通道连接的进口用字母P表示，阀与流体相连接的出口用O或T表示，连接执行机构的接口用A、B等表示；换向阀通常有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态，即阀心未受到操纵时所处的位置，通常三位阀的常态位是中位，二位阀的常态位是靠近弹簧的那个方框。
绘制系统图时，通道一般应连接在常态位上。换向阀的结构和工作原理(2/2)
B口都堵塞时（如M、O型），换向过程中易产生冲击，使换向不平稳，但换向精度高；反之，A、B两口都与O口相通时（如Y型），换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但换向冲击小、平稳。
启动平稳性阀在中位时，液压缸某腔通油箱（A、B或其一与O口通），则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳，（如J、Y型等）。
执行机构“浮动”和任意位置停止阀在中位时，对非差动缸使A、B两口互通（如U型）或A，B两口通P口（如P型），或A、B口都与O口相通，这样卧式缸呈“浮动”状态，可利用其它机构调整其位置。当阀在中位时，A、B、P三口之一堵死，或A、B口都与O口相通，则执行机构可在任意位置上停止。
换向阀的中位机能(2/2)
在规定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的泄漏量称为内泄量。过大的内泄漏量不仅会降低系统的效率，还会影响执行元件的正常工作。换向时间与复位时间换向时间是指从收到信号到阀心换向终止的时间；复位时间指从信号消失到阀心复位终止的时间。减少这些时间都会提高系统的效率，但将引起压力冲击。
使用寿命使用寿命是指换向阀用到某一零件损坏、不能进行正常的换向或复位动作。通常用换向次数来衡量换向阀的寿命。换向阀的主要性能(2/2)
杠杆推动滑阀阀心相对阀体移动，改变工作位置，从而改变通道的通断。这类阀统称为手动换向阀。按换向定位方式的不同，手动换向阀有钢球定位式和弹簧复位式两种。当操纵手柄的外力取消后，前者因钢球卡在定位沟槽中，可保持阀心处于换向位置；后者则在弹簧力作用下使阀心自动回复到初始位置。
手动换向阀的结构简单，动作可靠，有的还可人为地控制阀口的大小，从而控制执行元件的速度。但由于需要人力操纵，故只适用于间歇动作且要求人工控制的小流量场合。使用中须注意的是：定位装置或弹簧腔的泄漏油需单独用油管接入油箱，否则泄漏油积聚会产生阻力，以至于不能换向，甚至造成事故。
手动换向阀(1/4)
为液压系统常用的弹簧自动复位式三位四通手动换向阀结构图和图形符号。图5.7所示为气压系统常用的推拉式手动换向阀的结构图和图形符号。手动换向阀(2/4)
多路换向阀是一种集中布置的组合式手动换向阀，常用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的设备中。多路阀的组合方式有并联式、串联式和顺序单动式三种，如图5.8所示。手动换向阀(3/4)
如图5.8a并联组合时，液压泵可以同时对三个或单独对其中一个执行元件供油。在对三个执行元件同时供油的情况下，由于负载不同，三者将先后动作。当多路阀如图5.8b串联式组合时，液压泵依次向各执行元件供油，第一个阀的回油口与第二个阀的压力油口相连。各执行元件可单独动作，也可同时动作。
在三个执行元件同时动作的情况下，三个负载压力之和不应超过泵压。当多路阀如图5.8c顺序单动式组合时，液压泵按顺序向各执行元件供油。操作前面一个阀时，就切断了后面阀的油路，从而可以防止各执行元件之间的动作干扰。手动换向阀(4/4)
图5.9所示为二位二通机动换向阀的结构图和图形符号。这种阀必须安装在执行元件附近，在执行元件驱动工作部件的行程中，装在工作部件一侧的挡块或凸块移动到预定位置时就压下阀心2，使阀换位。机动换向阀(1/1)机动换向阀通常是弹簧复位式的二位阀。
它的结构简单，动作可靠，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形，可使阀心获得合适的换向速度，减小换向冲击。但这种阀不能安装在液压能源上，因而连接管路较长，使整个液压装置不紧凑。
吸力推动阀心来改变阀的工作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、压力继电器等发出的信号进行控制，易于实现自动化，所以液压与气压系统常用这类阀。在二位电磁换向阀的一端有一个电磁铁，另一端有一个复位弹簧；在三位电磁换向阀的两端各有一个电磁铁和一个对中弹簧。
图5.10所示为二位三通电磁换向阀的结构图及图形符号；图5.11所示为三位四通O型中位机能电磁换向阀的结构图及图形符号。电磁换向阀(1/5)
当两边的电磁铁都不通电时，阀心2在两边的对中弹簧4作用下处于中位，A、B、P口和O口不通；当右边电磁铁通电时，推杆6将阀心推向左端，P口与A口通，B口与O口通；当左边电磁铁通电时，推杆将阀心推向右端，P口与B口通，A口与O口通。电磁换向阀(2/5)
但无复位弹簧而设有定位机构的双电磁铁二位阀，由于电磁铁断电后仍能保留通电时的状态，从而减少了电磁铁的通电时间，延长了电磁铁的寿命，节约了能源；
此外，当电源因故中断时，电磁阀的工作状态仍能保留下来，可以避免系统失灵或出现事故，这种“记忆”功能对于一些连续作业的自动化机械和自动线来说，往往是十分需要的。电磁换向阀(3/5)
分交流和直流两种基本类型。交流电磁阀使用方便，启动力大，但换向时间短（约0.03~0.15s），换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀心被卡住或由于电压低等原因吸合不上时，线圈易烧坏。
直流电磁阀需直流电源或整流装置，但换向时间长（约0.1~0.3s），换向冲击小，换向频率允许较高，而且有恒电流特性，当电磁铁吸合不上时，线圈不会烧坏，故工作可靠性高。
还有一种整型（本机整流型）电磁铁，其上附有二极管整流线路和冲击电压吸收装置，能把接入的交流电整流后自用，因而兼具了前述两者的优点。电磁换向阀(4/5)
在很大的程度上取决于电磁铁的寿命。干式电磁铁的使用寿命较短，湿式电磁铁的使用寿命较长；直流电磁铁比交流电磁铁的寿命长。此外，影响电磁阀使用寿命的另外因素是复位弹簧的疲劳断裂，而电磁阀本体对其使用寿命的影响则主要是阀体孔和阀心两配合面的磨损。
应该指出，由于电磁铁的吸力有限，因此电磁换向阀只适用于流量不太大的场合。当流量较大时，应该采用液动或电液控制。电磁换向阀(5/5)
路的压力油来改变阀心位置的换向阀。图5.12所示为三位四通液动换向阀的结构图及图形符号。液动换向阀(1/2)
阀心两端分别接通控制口K1和K2，当控制压力油从控制口K1进入时，推动阀心右移，P口与A口通，B口与O口通；当控制压力油从控制口K2进入时，则推动阀心左移，P口与B口通，A口与O口通；当两控制口都不通压力油时，阀心在对中弹簧的作用下处于中位。
液动换向阀对阀心的操纵推力很大，因此适用于压力高、流量大、阀心移动行程长的场合。这种阀通过一些简单的装置可使阀心的移动速度得到调节。液动换向阀(2/2)
易于实现自动化，但电磁吸力有限，在液压传动系统处于高压和大流量的情况下难于切换。因此，当阀的通径大于10mm时，常用控制压力油操纵阀心换位，这就是上述的液动阀。但液动阀较少单独使用，因其阀心换位首先要用另一个小换向阀来改变控制油的流向。小换向阀可以是手动阀、机动阀或电磁阀。
标准元件通常采用灵活方便的电磁阀，并将大小两阀组合在一起，即电液换向阀。在电液换向阀中，其中电磁换向阀起先导作用，用来改变控制流体的方向，从而改变起主阀作用的液动换向阀的工作位置。由于操纵主阀的液压推力可以很大，所以主阀心的尺寸可以做得很大，允许大流量通过。
这样，用较小的电磁铁就可控制较大的阀。电液换向阀(1/4)
为三位四通电液换向阀的结构图及图形符号。在电液换向阀中，当先导电磁阀的a口通压力油时，主阀心1推动差动活塞3和差动套筒2一起右移，P口与B口通，A口与O口通；当先导电磁阀b口通压力油时，活塞推动主阀心和差动套筒一起左移，这时P口与A口通，B口与O口通；从而实现换向。
当a、b两口都接回油时，阀心在两边弹簧和弹簧座的作用下处于中位。电液换向阀(2/4)
主阀心的移动速度可由单向节流阀来调节，这使系统中的执行元件能够得到平稳无冲击的换向。这里单向节流阀是换向时间调节器，也被称为阻尼调节器。它可叠放在先导阀与主阀之间。调节节流阀开口，即可调节主阀换向时间，从而消除执行元件的换向冲击。
所以，这种操纵形式的换向性能是比较好的，它适用于高压、大流量的场合。在电液换向阀中，如果进入先导电磁阀的压力油（即控制油）来自主阀的P腔，这种控制油的进油方式称为内部控制，即电磁阀的进油口与主阀的P腔是沟通的。
其优点是油路简单，但因泵的工作压力通常较高，所以控制部分能耗大，只适用于在系统中电液换向阀较少的情况；如果进入先导电磁阀的压力油引自主阀P腔以外的油路，如专用的低压泵或系统的某一部分，这种控制油的进油方式称为外部控制。电液换向阀(3/4)
这种控制油回油方式称为外部回油；如果先导电磁阀的回油口与主阀的O腔相通，则称为内部回油。内回式的优点是无需单设回油管路，但因先导阀回油允许背压较小，所以主回油背压必须小于它才能采用，而外部回油式不受此限制。先导阀的进油和回油可以有外控外回、外控内回、内控外回、内控内回四种方式。
在电液换向阀上还可以设置主阀心行程调节机构，它可在主阀两端盖加限位螺钉来实现。这样主阀心换位移动的行程和各阀口的开度即可改变，通过主阀的流量也随之变化，因而可对执行元件起粗略的速度调节作用。
如果电液换向阀采用内控方式供油，并且在常态位使泵卸荷（具有H、K和M型等中位机能），为克服阀在通电后因无控制油而使主阀不能动作的缺点，可在主阀的进油孔中插装一个预压阀（即装有硬弹簧的单向阀），使在卸荷状态下仍有一定的控制油压，足以操纵主阀心换向。电液换向阀(4/4)
力来改变阀心位置的换向阀，通常用于气压系统中。图5.14所示为三位五通双气压控制换向阀的结构图。气压换向阀(1/2)
换向活塞3和5只在对中活塞2和6内部运动。而对中活塞在控制腔1和7中运动。阀心4在换向活塞推动下可以左右移动。当控制口K1和K2都没有信号时，由于两端有对中活塞，两控制腔存在有相同压力，使阀心处于中间位置。
当左控制腔的K1口有卸压信号时，则右换向活塞上的作用力将克服摩擦力推动阀心，连同左换向活塞和左对中活塞一齐向左运动，使P口与B口接通，B腔进气；A口与O1口接通，A腔排气。当K1卸压信号一消失，则阀心复位至中间位置。
当右控制腔7的K2口有卸压信号时，阀心右移，P口与A口接通，A腔进气；B口与O2口接通，B腔排气。改变阀心台肩尺寸，其中位可有不同状态。气压换向阀(2/2)
式换向阀的一种形式。它通过变换钢球在阀体内的相对工作位置来使阀体各油口连通或断开。球阀式换向阀与滑阀式换向阀相比，有以下优点：阀心不易卡死，换向和复位力小，可适用于高压（达到63MPa），动作可靠性高；密封性能好；反应速度快；对油液污染不敏感；换向时间短；使用介质粘度范围大；
阀心球体可直接从轴承厂获得，精度高，价格便宜。所以，球阀式换向阀在小流量系统中可直接用于控制主油路，在大流量系统中可作为先导控制元件。电磁球阀的主要缺点是不像滑阀那样具备多种位通组合形式和多种中位机能，故目前使用范围还受到限制。
球阀式换向阀有手动、机动、电磁、液动和电液动等多种形式。球阀式换向阀(1/3)
为常开型二位三通电磁球阀式换向阀的结构图，图5.15b为其图形符号。它主要由左右阀座4和6、球阀5、弹簧7、推杆2和杠杆3等部分组成。
图示为电磁铁断电状态，P口的压力油一方面作用在球阀的右侧，另球阀式换向阀(2/3)一方面经过通道b进入推杆的空腔作用在球阀的左侧，以保证球阀两侧承受的液压力平衡。球阀在弹簧的作用下压在左阀座上，P口与A口通，A口与O口切断。
当电磁铁通电时，衔铁推动杠杆，以1为支点推动推杆，克服弹簧力，使球阀压在右阀座上，实现换向，P口与A口切断，A口与O口通。
它可以在图5.15所示的二位三通电磁球阀的下面加一活塞组件组成。在图5.16中，上部1表示二位三通球阀，下部2表示活塞组件。在图5.16a中的初始位置时，二位三通球阀的钢球在弹簧的作用下压在阀座上。油道P和油道A相通，油道B和O相通。在油道A上有一控制油道通向活塞组件的大活塞。
该活塞左侧面积大于右侧通油道P的活塞面积。在压力的作用下使右端锥阀右移压紧在阀座球阀式换向阀(3/3)上。活塞组件使油道B和油道P切断。
在图5.16b所示状态下，二位三通球阀在电磁力的作用下使钢球右移，这时油道A和P被切断，A和O相通，由于活塞组件中大活塞左端的压力降低，活塞组件在右端锥阀上压力油的作用下左移，使油道P和B相通，来实现换向目的。
截止式气压换向阀截止式气压换向阀的开启和关闭是用大于管道直径的圆盘从端面进行控制的。图5.17所示为二位三通单气压控制截止式换向阀的工作原理图。图5.17a为控制口K没有控制信号时的状态，阀心在弹簧与P腔压力的作用下，使P口与A口断开，A口与O口相通，这时阀处于排气状态。
图5.17b为控制口K有控制信号时的状态，这时阀心下移，使P口与A口连通，A口与O口断开。图5.17c为该阀的图形符号，图5.17d为该阀的结构图。截止式气压换向阀(1/2)
与滑阀式结构相比，它的特点是：阀心行程短，开启时间短，通流能力强，流量特性好，结构紧凑，适用于大流量场合；采用软密封，并且由于气流流动方向使阀口关闭后阀心始终有压，因此，关闭时密封性好，泄漏量小，抗粉尘和污染能力强，但换向力和换向时冲击较大，不宜在灵敏度要求高的场合使用。
图5.18所示为用于液压系统中的低压直动式溢流阀。其滑阀式阀心的下端有轴向孔，压力油经阀心下端的径向孔、轴向阻尼孔a进入滑阀的底部，形成一个向上的油压作用力。当进口压力较低时，阀心在弹簧力的作用下被压在图示的最低位置。阀口（即进油口P和回油口O之间阀内通路）被阀心封闭，阀不溢流。
当阀的进口压力升高，使阀心下端的油压作用力足以克服弹簧力时，阀心向上移动，使P口与O口相通。弹簧对阀心的作用力可通过调节螺母调节，即调节溢流阀的入口压力。
故称直动式溢流阀。直动式溢流阀的特点是结构简单，反应灵敏。但在工作时易产生振动和噪音，压力波动大。一般用于小流量、压力较低的场合。因控制较高压力或较大流量时，需要装刚度较大的硬弹簧，不但手动调节困难，而且阀口开度（弹簧压缩量）略有变化，便引起较大的压力波动，因而不易稳定。
系统压力较高时需要采用先导式溢流阀。（b）先导式溢流阀先导式溢流阀是由先导调压阀和溢流主阀两部分组成。其中先导调压阀类似于直动式溢流阀，多为锥阀结构。溢流阀的结构和工作原理(3/9)
主阀心6与阀盖3、阀体4和主阀座7三处同心配合。
压力油自阀体中部的进油口P进入，并通过主阀心上的阻尼孔5进入主阀心上腔，再由阀盖上的通道a和锥阀座2上的小孔作用于锥阀1上，当进油压力p1小于先导阀调压弹簧9的调定值时，先导阀关闭，同时由于主阀心上下两侧有效面积比为1.03～1.05，上端稍大，作用于主阀心上的压力差和主阀弹簧力均使主阀口压紧，不溢流。
溢流阀的结构和工作原理(4/9)
先导阀打开，使进油口P的压力油经主阀心阻尼孔a、先导阀口、主阀心中心孔至阀体下部出油口（溢流口）O进行溢流。
阻尼孔5处的压力损失使主阀心上下腔中的油液产生一个随先导阀流量增加而增加的压力差，当它在主阀心上下面上作用力的差足以克服主阀弹簧力、主阀心自重和摩擦力之和时，主阀心开启，此时进油口P与出油口O直接相通，进行溢流，以保持阀前压力恒定。
由于主阀心的开启主要取决于阀心上下两端的压力差，主阀弹簧只用来克服阀心运动时的摩擦力和主阀心重力，故其阀弹簧力小，所以先导式溢流阀在溢流量发生大幅度变化时，被控腔压力p只有很小的变化。调节先导阀手轮便能调整溢流压力。更换不同刚度的调压弹簧，便能得到不同的调压范围。
溢流阀的结构和工作原理(5/9)
当将此口通过二位二通阀接通油箱时，主阀上端的压力接近于零，主阀心在很小的压力下便可移到上端，阀口开得最大，这时系统的油液在很低的压力下通过阀口流回油箱，实现卸荷作用。
如果将K口接到另一个远程调压阀上（其结构和先导阀一样），当远程调压阀的调整压力小于先导阀的压力时，则主阀上端的压力（即溢流阀的溢流压力）就由远程调压阀来决定。使用远程调压阀后，便可对系统的溢流压力实行远程调节。溢流阀的结构和工作原理(6/9)
这一部分流量通常称作泄油量。阻尼孔直径很小，泄油量只占全溢流量（额定流量）的极小的一部分，约1%左右，绝大部分油液均经主阀口溢回油箱。在先导式溢流阀中，先导阀的作用是控制和调节溢流压力，主阀的功能则在于溢流。
先导阀阀口直径较小，即使在较高压力的情况下，作用在锥阀心上的液压推力也不很大，因此调压弹簧的刚度不必很大，压力调整也就比较轻便。
主阀心因两端均受油压作用，主阀弹簧只需很小的刚度，当溢流量变化引起弹簧压缩量变化时，进油口的压力变化不大，故先导式溢流阀恒定压力的性能优于直动式溢流阀，所以，先导式溢流阀可被广泛地用于高压大流量场合。但先导式溢流阀是两级阀，其反应不如直动式溢流阀灵敏。
溢流阀的结构和工作原理(7/9)
气压溢流阀在系统中起安全保护作用。图5.20a为活塞式安全阀，阀心是一平板，气源压力ps作用在活塞A上，当压力超过由弹簧力确定的安全值时，活塞A被顶开，一部分压缩空气可从阀口排出到大气；当气源压力低于安全值时，弹簧驱动活塞下降，关闭阀口。
图5.20b和5.20c分别为球阀式安全阀和膜片式安全阀，其工作原理与活塞式完全相同。这三种安全阀都是调节弹簧预紧力，便可改变安全值的大小，因此称为直动式安全阀。
图5.20d为先导式安全阀，它用小型直动阀提供控制压力pc作用在膜片上，膜片上硬心就是阀心，它压在阀座上，当气源压力ps大于安全压力时，阀心开启，压缩空气从左侧输出孔排入大气。膜片式安全阀压力特性较好，动作灵敏，但最大开启量比较小，流量特性较差。溢流阀的结构和工作原理(8/9)
溢流阀的结构和工作原理(9/9)
溢流阀的主要性能（a）压力调节范围压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力平稳地上升或下降的最大和最小调定压力的差值。（b）压力—流量特性（p-q特性）压力―流量特性又称溢流特性。它表征溢流量变化时溢流阀进口压力的变化情况，即稳压性能。
理想的溢流特性曲线应是一条平行于流量坐标的直线，即进口压力达到调压弹簧所确定的压力后，立即溢流，且不管溢流量多少，压力始终保持恒定。但溢流量的变化引起阀口开度变化，即弹簧压缩量的变化，进口压力不可能恒定。为便于分析问题，下面先推导直动式溢流阀的p-q特性方程式。
以图5.18所示的直动式溢流阀为研究对象，设阀心直径为d；当阀稳定溢流时，设阀口开度为x，阀口前后腔压力分别为p和p2。由于回油通油箱，p2=0，故压差Δp=p。
若忽略阀心自重和稳态液动力这些次要因素，可以列出阀心在垂直方向上的受力平衡方程式为：（5.1）式中：Ks—调压弹簧刚度；x0—阀口开度为零时弹簧的预压缩量。溢流阀开始溢流时，阀口处于将开未开状态，x=0，这时的进口压力称为开启压力，以p0表示，则有：（5.2）
将式（5.1）和（5.2）相减，可得阀口开度x的表达式为：（5.3）阀口通流面积AT=πdx，将式（5.3）代入则有：（5.4）再将式（5.4）代入阀口流量计算公式，并注意到Δp=p，便得：（5.5）此即直动式溢流阀的p-q特性方程，任设一适当的x0值代入式（5.2），便可得出一对应的开启压力p0值，进而可画出在该下的p-q特性曲线，如图5.21a所示。
由该曲线结合式（5.1）可见，当溢流流量q（或阀口开度x）变化时，溢流阀所控制的压力p即随之变化，而不可能完全恒定。
先导式溢流阀的p-q曲线由两段组成，也示于图5.21a中。AB段由先导阀的p-q特性决定，这时先导阀刚开启而主阀心仍封闭；BC段由主阀的p-q特性决定。即A点对应的压力是先导阀的开启压力，拐点B对应的压力为主阀的开启压力。
从图中看出，先导式和直动式溢流阀相比，它的p-q曲线要平缓得多。
实际上，在以图5.19所示的先导式溢流阀的主阀心为研究对象时，其受力情况与图5.18相似，不同之处是压力p2不再为零。该处的压力值主要取决于先导阀弹簧调整时的预压缩量，工作中基本为一定值。
若主阀心直径为d'，则对应于式（5.1）的受力平衡方程式为：（5.6）式中，Ks'和x0'是主阀弹簧的弹簧刚度和预压缩量。由于主阀弹簧较软，Ks'值较小，因此当溢流量q（或开度x）变化时，p值变化很小，故p-q曲线变化平缓。
p-q曲线表明，阀的进出口压力随溢流量的增减而增减。溢流量为额定值（全溢流量）时所对应的压力称为调定压力，以pn表示。调定压力pn与开启压力p0之差称为调压偏差，即溢流量变化时溢流阀控制压力的变化范围。开启压力p0与调定压力之pn比称为开启比。
先导式溢流阀的特性曲线较平缓，调压偏差小，开启比大，故稳压性能优于直动式溢流阀。因此，先导式溢流阀宜用于系统溢流稳压，直动式溢流阀因灵敏度高宜用作安全阀。图5.21a中的曲线是调压弹簧在任一预压缩量x0下得到的。
通过调节手轮将x0由松往紧调节，便可得到一组溢流特性曲线，如图5.21b所示。最小调定压力到最大调定压力之间的范围称为溢流阀的调压范围，在此范围内调节时，压力要能平稳地升降，无突跳及延滞现象。
（c）启闭特性启闭特性是指溢流阀从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。由于摩擦力的存在，开启和闭合时的p-q曲线将不重合。在图5.19中，先导式溢流阀的主阀心开启时所受摩擦力和进口压力方向相反，而闭合时相同。因此在相同的溢流量下，开启压力大于闭合压力。
如图5.21b所示的中间一对曲线，实线为开启曲线，虚线为闭合曲线。它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标。一般用溢流阀在额定流量、额定压力时，开始溢流的开启压力p0及停止溢流的闭合压力pk分别与系统压力ps之比的百分数来衡量。前者称为开启压力比，后者称为闭合压力比。
其比值越大及二者越接近，其启闭特性越好。在某溢流量下，两曲线压力坐标的差值（如pn－pn'或p0－pk）称为不灵敏区，因压力在此范围内升降时，阀口开度无变化。它的存在相当于加大了调压偏差，并加剧了压力波动。
溢流阀的应用（a）调压利用溢流阀的溢流定压功能来调整系统或某部分压力恒定。在图5.22中，溢流阀与泵并联，油泵输出的压力油只有一部分进入执行元件，多余的油经溢流阀流回油箱。溢流阀是常开的，由此使系统压力稳定在调定值附近，以保持系统压力恒定。
（b）远程调压先导式溢流阀与直动式远程调压阀（实际就是一个小溢流量的直动式溢流阀）配合使用，可实现系统的远程调压。液压系统中的液压泵、液压阀通常都组装在液压站上，为使操作人员就近调压方便，在控制台上安装一远程调压阀，如图5.23所示。
为了获得较好的远程控制效果，还需注意两阀之间的油管不宜太长（最好在3m之内），要尽量减小管内的压力损失，并防止管道振动。
（c）安全保护系统中安装作安全阀用的溢流阀，以限制系统的最高压力。当压力超过调定值时，溢流阀打开溢流，保证系统安全工作。图5.24所示的液压回路中的溢流阀在回路中作安全阀用；图5.25所示的气压回路中的阀1在回路中起安全阀作用。
在正常工作时，溢流阀是常闭的，故其调整值应比系统的最高工作压力高10%～20%，以免溢流阀打开溢流时，影响系统正常工作。
（d）造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可对回油产生阻力，即造成执行元件的背压。回油路存在一定的背压，可以提高执行元件的运动稳定性。（e）系统卸荷和多级调压将先导溢流阀的遥控口直接与油箱相通或通过二位二通电磁换向阀与油箱相通，可使泵和系统卸荷。
在图5.23中，当二位二通电磁换向阀的P口和O口处于接通状态时，系统中的油液在压力很小时便可从溢流阀的主阀心流回油箱，使系统卸荷，泵空负荷运转。这样组合起来的阀叫电磁溢流阀。这种卸荷方法所用的二位二通阀可以是通径很小的换向阀。
电磁溢流阀中的电磁换向阀可以是二位二通、二位四通或三位四通阀，并可具有不同的机能，由此形成了电磁溢流阀的多种结构和功能，如电磁溢流阀中的换向阀是二位二通可使泵卸荷。如是二位四通，除可使泵卸荷外，还能实现二级调压。
如是三位四通阀并将P口与远控口相接，A、B口分别与两个远程调压阀（各调节不同的压力数值）相接，当三位四通阀（如中位机能为H型）两端的电磁铁分别通电时，即可实现二级调压；当两电磁铁皆不通电时，则泵卸荷。
如果采用O型中位机能的三位三通阀，则可实现三级调压功能，但不再有卸荷作用，这时先导式溢流阀本身的调定压力要高于两个外接的远程调压阀的调定压力。
2.减压阀减压阀主要用于降低系统某一支路的油液压力，使同一系统能有两个或多个不同压力的回路。油液流经减压阀后能使压力降低，并保持恒定。只要液压阀的输入压力（一次压力）超过调定的数值，二次压力就不受一次压力的影响而保持不变。
例如，当系统中的夹紧支路或润滑支路需要稳定的低压时，只需在该支路上串联一个减压阀即可。减压阀利用流体流过阀口产生压降的原理，使出口压力低于进口压力。按调节要求的不同可分为定值减压阀和定差减压阀。按照工作原理，减压阀也有直动式和先导式之分。直动式减压阀在液压系统中较少单独使用。
采用直动式结构的定差减压阀仅作为调速阀的组成部分来使用。先导式减压阀应用较多。(短片)(1)减压阀的结构和工作原理（a）定值减压阀定值减压阀是使进入阀体的压力减低后输出，并保持输出的压力值恒定。
直动式减压阀图5.26所示为用于气压系统的直动式减压阀。当阀处于工作状态时，压力气体从左端输入经进气阀口10的节流减压后从右端输出。输出口又经阻尼管7与膜片气室6相通，因此，输出压力作用在膜片5向上的力与弹簧2和3对膜片向下的作用力相平衡。
调压时，顺时针方向调节旋钮1，压缩弹簧2、3使其膜片和阀心8下移，增大阀口的开度，其减压能力变小，输出压力增大。反时针方向调节旋钮，减小阀口的开度使输出压力减小。
靠膜片上力的平衡作用及溢流阀座4上溢流孔12的溢流作用使输出压力稳定不变。
当输入压力瞬时升高，经阀口后的输出压力随之升高，使膜片气室内的压力升高，在膜片上产生的推力相应增大，破坏了原来力的平衡，使膜片向上移动，使阀心瞬间脱离溢流阀座，将出口气体瞬时溢流，压力瞬降，因复位弹簧9的作用，使阀心向上移动，关小进气阀口，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原值。
反之，当输入压力瞬时下降，输出压力也下降，膜片下移，阀心随之下移，进气阀口开大，节流作用减小，使输出压力也基本回到原值。这种阀是靠阀口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用来稳定输出压力，调节旋钮可调节输出压力，它能使出口压力降低并保持恒定，故称为定值输出减压阀，通常称减压阀。
减压阀的结构和工作原理(3/9)
5.27是用于液压系统的先导式减压阀的结构图。该阀由先导阀调压，主阀减压。进口压力p1经减压口减压后变为p2（即出口压力），出口压力油通过阀体6下部和端盖8上的通道进入主阀7下腔，再经主阀上的阻尼孔9进入主阀上腔和先导阀前腔，然后通过锥阀座4中的孔，作用在锥阀3上。
当出口压力低于调定压力时，先导阀口关闭，阻尼孔中没有液体流动，主阀上下两端的油压力相等，主阀在弹簧力作用下处于最下端位置，减压口全开，不起减压作用。当出口压力超过调定压力时，出油口部分液体经阻尼孔、先导阀口、阀盖5上的泄油口L流回油箱。减压阀的结构和工作原理(4/9)
使主阀上下腔产生压差，当此压差所产生的作用力大于主阀弹簧力时，主阀上移，使减压口关小，减压作用增强，直至出口压力p2稳定在先导阀所调定的压力值。
如果外来干扰使p1升高（如流量瞬时增大），则p2也升高，使主阀上移，减压口减小，p2又降低，使阀心在新的位置上处于受力平衡，而出口压力p2基本维持不变。
当减压阀出口油路的油液不再流动的情况下（如所连的夹紧支路油缸运动到终点后），由于先导阀泄油仍未停止，减压口仍有油液流动，阀就仍然处于工作状态，出口压力也就保持调定数值不变。
由此可以看出，与溢流阀、顺序阀相比较，减压阀的主要特点是：阀口常开，从出口引压力油去控制阀口开度，使出口压力恒定，泄油单独接入油箱。这些特点在它们的元件符号上都有所反映。减压阀的结构和工作原理(5/9)
图5.28a是其结构图，图5.28b是工作原理图。从工作原理图中可看出，它由三部分组成：I是直动式减压阀的主阀部分；II是恒压降装置，它相当于一个定差减压阀，主要作用是使喷嘴得到稳定的气源流量；III是喷嘴挡板装置和调压部分，起调压和压力放大作用。减压阀的结构和工作原理(6/9)
气源输入的压缩空气进入A室和E室，主阀心19在弹簧20和气源压力作用下压在阀座上，使A室和B室断开，进入E室的气流经由阀口12至F室，再通过恒节流孔13降压后，分别进入G室和D室，由于这时尚未对膜片8加力，挡板5与喷嘴4之间的间距较大，气体从喷嘴流出时的气流阻力较小，G室和D室的气压较低，膜片3和15都保持原始位置，进入H室的微量空气主要经B室通过阀口2从排气口16排出，另有一部分从输出口排空，此时输出口无气流输出，由喷嘴流出而排空的微量空气是维持喷嘴挡板装置工作所必须的，因其为无功耗气量，所以希望越小越好。
定值器处于工作状态时，转动手柄7压下弹簧6并推动膜片8连同挡板一同下移，挡板与喷嘴的间距缩小，气流阻力增加，使G室和D室的气压升高，膜片15在D室的气压作用下下移，将阀口2关闭，并向下推动主阀心，打开阀口，压缩空气即经B室和H室的输出口输出，与此同时，H室压力上升并反馈到膜片8上，当膜片8所受反馈作用力与弹簧力平衡，定值器便输出一定压力的气体。
减压阀的结构和工作原理(7/9)
如压力上升，B室和H室气压瞬时增高，使膜片8上移，导致挡板与喷嘴的间距加大，G室和D室的气压下降，由于B室压力增高，D室压力下降，膜片15在压差的作用下向上移动，使主阀口减小，输出压力下降，直至稳定到调定压力上。
此外，在输入压力上升时，E室压力和F室的瞬时压力也上升，膜片3在上下压力差的作用下上移，关小稳压阀口12，由于节流作用F室气压下降，始终保持恒节流孔13的气体流量不变，使喷嘴挡板的灵敏度得到提高。
当输入压力降低时，B室和H室气压瞬时下降，膜片8连同挡板由于受力平衡破坏而下移，喷嘴与挡板间间距减小，G室和D室的气压上升，膜片3和15下移，膜片15下移使主阀口开度加大，使B室及H室气压回升，直到与调定压力平衡为止；
而膜片3下降，使稳压阀口12开大，F室气压上升，始终保持恒节流口13前后压差恒定。减压阀的结构和工作原理(8/9)
为恒定值。图5.29是液压用定差减压阀的结构图。高压油经节流口减压后以低压流出，同时低压油经阀心中心孔将压力传至阀心左腔，其进出油压在阀心有效作用面积上的压力差与弹簧力相平衡。只要尽量减小弹簧刚度并使其压缩量远小于预压缩量，便可使压力差近似保持为定值。
定差减压阀通常与节流阀组合构成调速阀，可使其节流阀两端压差保持恒定，使通过节流阀的流量基本不受外界负荷变动的影响。减压阀的结构和工作原理(9/9)
在需减压或稳压的工作场合。定位、夹紧、分度、控制等支路往往需要稳定的低压，为此，该支路只需串接一个减压阀构成减压回路。通常，在减压阀后要设单向阀，以防止系统压力降低时（例如另一缸空载快进）流体倒流，并可短时保压。
为使减压回路可靠地工作，减压阀的最高调整压力应比系统压力低于一定的数值。例如，中、高压系列减压阀应低出约1MPa（中、低压系列减压阀低出约0.5MPa），否则减压阀不能正常工作。
当减压支路的执行元件速度需要调节时，节流元件应装在减压阀出口，因为减压阀起作用时，有少量泄油从先导阀流回油箱，节流元件装在出口，可避免泄油对节流元件调定的流量产生影响。减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率损失和系统温升，必要时可用高低压双泵分别供油。减压阀的应用(1/1)
3.顺序阀(1)顺序阀的结构和工作原理顺序阀的结构原理与溢流阀基本相同，唯一不同的是顺序阀的出口不是接通油箱，而是接到系统中继续用油之处，其压力数值由出口负载决定。因此，顺序阀的内泄漏不能用通道直接引导到顺序阀的出口，而是由专门的泄漏口经阀外管道通到油箱。
顺序阀根据结构的不同有直动式和先导式两种。根据控制压力的来源不同有内控式和外控式两种。直动式顺序阀需要设置控制活塞，其目的是缩小进口压力油的作用面积，以便采用较软的弹簧来提高阀的p-q性能。顺序阀的主要性能与溢流阀相似。
另外，顺序阀为使执行元件准确地实现顺序动作，要求阀的调压偏差小，因此调压弹簧的刚度要小，阀在关闭状态下的内泄漏量也要小。直动式顺序阀的工作压力和通过阀的流量都有一定的限制，最高控制压力也不太高。对性能要求较高的高压大流量系统，需采用先导式顺序阀。
先导式顺序阀与先导式溢流阀的结构大体相似，其工作原理也基本相同。图5.30所示为先导式顺序阀，其中P1为进油口，P2为出油口，其泄油口须接回油箱。外控内泄顺序阀只用于出口接油箱的场合，常用以使泵卸荷，故又称卸荷阀。
图5.30b所示为内控式先导式顺序阀的结构简图，将其旋转90°并打开螺堵，它则成为外控式先导式顺序阀，如图5.30a所示。内控式先导顺序阀在压力未达到阀的调定压力之前，阀口一直是关闭的，达到调定压力之后，阀口才开启，使P1压力油从油口P2流出，去驱动阀后的执行元件。
先导式顺序阀同样也有内控外泄、外控外泄和外控内泄等几种不同的控制方式以备选用。
图5.30d为DZ型顺序阀的结构简图，主阀心2在原始位置时将进、出油口切断，进油口压力油P1分为两路，一路经阻尼孔1进入主阀上腔并到达先导阀3中部环形腔，另一路直接作用在先导阀左端。当进口压力低于先导阀弹簧调定压力时，先导阀在弹簧的作用下处于图示位置，顺序阀关闭。
当进口压力大于先导阀弹簧调定压力时，先导阀在左端液压力的作用下右移，将先导阀中部环形腔与通顺序阀出口的油路接通。于是顺序阀进口压力油经阻尼孔、主阀上腔、先导阀流向出口，由于存在阻尼，主阀上腔压力低于下端（即进口）压力，主阀心开启，进油口与出油口接通。
顺序阀的应用（a）顺序动作回路为了使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作，可设置图5.31a所示由顺序阀组成的顺序动作回路。在这个回路中，当换向阀2左位接入回路且右顺序阀6的调定压力大于左液压缸4的最大工作压力时，压力油先进入左液压缸的左腔，实现缸的向右动作。
当这个动作完成后，系统中压力升高，压力油打开右顺序阀进入右液压缸5的左腔，实现缸的向右动作。同样地，当换向阀右位接入回路且左顺序阀3的调定压力大于右液压缸的最大工作压力时，两液压缸按相反的顺序。
这种顺序动作回路的可靠性，取决于顺序阀的性能及压力调定值，后一个动作的压力必须比前一个动作的压力高出0.8～1MPa。顺序阀打开和关闭的压力差值不能过大，否则顺序阀会在系统压力波动时造成误动作，引起事故。因此，这种回路只适用于系统中液压缸数目不多、负载变化不大的场合。
（b）卸荷阀把外控式顺序阀的出油口接通油箱，将外泄改为内泄，即可构成卸荷阀，见图5.31b。即当系统压力低于顺序阀的调定压力时，顺序阀不打开；当系统压力升高超过顺序阀的调定压力时，顺序阀打开，定量泵压力油通过顺序阀卸荷。（c）单向顺序阀把单向阀与顺序阀并联，便成为单向顺序阀。
其工作原理是：当油液自P1口进人时，单向阀关闭，油液须顶开顺序阀才能从出口P2流出；而油液从出口P2流进时，顺序阀关闭，但可顶开单向阀后从入口P1流出（见图5.31a）。
（d）平衡回路为了防止立式液压缸及其工作部件在悬空停止期间因自重而自行下滑，可设置由顺序阀组成的平衡回路。图5.32a所示为采用单向顺序阀组成的平衡回路。顺序阀的开启压力要足以支承运动部件的自重。当换向阀处于中位时，液压缸即可悬停。但活塞下行时有较大的功率损失。
为此可采用外控单向顺序阀，如图5.32b所示，下行时控制压力油打开顺序阀，背压较小，提高了回路的效率。但由于顺序阀的泄漏，悬停时运动部件总要缓缓下降。
4.压力继电器压力继电器是一种液—电信号转换元件，它能将压力信号转换为电信号。当控制油压达到调定值时，便触动电气开关发出信号，控制电气元件（如电动机、电磁铁、电磁离合器等）动作，实现泵的加载或卸载、执行元件顺序动作、系统安全保护和元件动作连锁等。
任何压力继电器都由压力—位移转换装置和微动开关两部分组成。常用的压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式等几种结构形式，其中以柱塞式最常用。
图5.33a是压力继电器图形符号，5.33b是用于液压系统中的柱塞式压力继电器结构图。当从压力继电器下端进油口进入的油压力达到调定压力值时，推动柱塞2上移，此位移通过杠杆3放大后推动微动开关4动作，使其发出电信号控制液压元件动作。
改变弹簧1的压缩量，就可以调节压力继电器的动作压力。
图5.34是用于气压系统中的膜片式压力继电器的结构图。当从压力继电器下端P进口进入的气体压力达到调定压力值时，膜片5受压变形，推动顶杆2克服弹簧3向上移动，启动微动开关1、4动作，使其发出电信号控制气压元件动作。改变弹簧的压缩量，就可以调节压力继电器的动作压力。
压力继电器的性能指标主要有两项：（1）调压范围即发出电信号的最低和最高工作压力间的范围。拧动调节螺钉或螺母，即可调整工作压力。（2）通断区间压力继电器进口压力升高使其发出信号时的压力称为开启压力，当进口压力降低切断电信号时的压力称为闭合压力。
开启时，柱塞、顶杆移动时所受的摩擦力方向与压力方向相反，闭合时则相同，故开启压力比闭合压力大。两者之差称为通断区间。通断区间要有足够的数值，否则，系统有压力脉动时，压力继电器发出的电讯号会时断时续。为此，有的产品在结构上可人为地调整摩擦力的大小，使通断区间的数值可调。
1.节流阀(1)节流阀的工作原理根据第2章中的流量通用公式[式（2.42）]可知，改变节流口过流面积，则可调节进入到液压系统中的流量。
如图5.35a所示，具有螺旋曲线开口的阀心与阀套上的窗口相配合，构成了具有一定截面形状的节流孔，转动手轮可使阀心上的螺旋曲线相对于阀套窗口升高或降低，从而调节节流口面积的大小，实现对流量的控制。
量与节流口的结构形式有关，实用的节流口都介于理想薄壁孔和细长孔之间，故其流量特性都可用流量通用公式来描述，特性曲线见图5.35b。
（a）节流阀的流量稳定性节流阀流量特性决定于它的节流口结构形式，通常希望节流阀阀口面积一经调定，通过节流阀的流量即不变化，以使执行元件速度稳定，但实际上做不到，其主要与下述因素有关：压差Δp压差Δp的影响即负载变化的影响。
节流阀的通流面积调整好后，若负载发生变化，执行元件工作压力随之变化，与执行元件相连的节流阀前后压差Δp发生变化，则通过阀的流量q也随之变化，即流量不稳定。薄壁孔κ值最小，故负载变化对薄壁孔流量的影响也最小。节流阀的流量特性(1/4)
流体的粘度发生变化。小孔流量通用公式中的流量系数C值就发生变化，从而使流量发生变化。对于细长孔节流口，粘度变化会影响液流通过的流量。
对于薄壁孔节流口，当雷诺数大于临界值时，流量系数不受温度影响，但当压差小、通流截面积小时，流量系数C与雷诺数Re有关，通过节流口的流量也要因温度的变化而变化。
节流口堵塞在压差、油温和粘度等因素不变的情况下，当节流口的开度很小时，由于污染或流体中的极化分子与金属表面的吸附现象，使节流缝隙表面形成牢固的边界吸附层，改变了节流缝隙的几何形状和大小，造成了节流口堵塞现象，使通过节流口的流量出现周期性脉动，甚至造成断流，影响节流阀正常工作。
节流阀的流量特性(2/4)
工作（指无断流且流量变化不大于10%）的最小流量限制值，称为节流阀的最小稳定流量。
节流阀的最小稳定流量与节流孔的形状有很大关系，目前轴向三角槽式节流口的最小稳定流量为30~50mL/min，薄壁孔式节流口则可低达10~15mL/min（因流道短和水力半径大，减小了污染物附着的可能性）。
产生堵塞的主要原因是节流口处高速液流产生局部高温，致使油液氧化生成胶质沥青等沉淀，这些生成物和油中原有杂质结合，在节流口表面逐步形成附着层，它不断堆积又不断被高速液流冲掉，流量就不断地发生波动，附着层堵死节流口时则出现断流。节流阀的流量特性(3/4)
油液要精密过滤实践证明，5~10μm的过滤精度能显著改善阻塞现象。为除去铁质污染，采用带磁性的过滤器效果更好。（2）节流阀两端压差要适当压差大，节流口能量损失大，温度高；同等流量时，压差大对应的过流面积小，易引起阻塞。设计时一般取压差Δp=0.2~0.3MPa。
节流阀的流量特性(4/4)
由上述可见只要改变节流口的通流面积大小，便可达到对流量的控制。节流口的形式很多，常用的节流口形式如图5.36所示。节流阀口的结构形式(1/2)
图5.36a为针式节流口，针阀作轴向移动，调节环形通道的大小以调节流量。图5.36b是偏心式，在阀心上开了一个截面为三角形截面（或矩形截面）的偏心槽，转动阀心就可调节通道的大小以调节流量。
图5.36c是轴向三角沟式，在阀心上开了一个或两个斜的三角沟，轴向移动阀心时，就可改变三角沟通流面积的大小。图5.36d是周向缝隙式，阀心上开有狭缝，油或气可通过狭缝流入阀心的内孔，再经左边的孔流出，转动阀心就可改变缝隙通流面积的大小以调节流量。
图5.36e是轴向缝隙式，在套筒上开有狭缝，轴向移动阀心就可改变缝隙的通流面积的大小以调节流量。节流阀口的结构形式(2/2)
（a）节流阀图5.35a所示为简式节流阀。它是通过旋动手轮来改变节流口开度的大小，从而调节通过节流阀的流量。节流口的方式与上述有所区别。这类阀受阀前后压差的影响较大，故用于流量调节要求不高的场合。节流阀的典型结构(1/3)
5.37所示为单向节流阀的一种结构形式。当流体从P1口进入时，阀心保持在调节杆所限定的位置上，流体只能经过阀心上的三角形沟槽流向P2，这时阀起节流作用；而当从P2口流进时，阀心被压下，流体流向P1口，这时阀起单向阀作用。
通过调节调节杆的移动来改变阀心的位置，从而改变节流口的开度调节通过的流量。节流阀的典型结构(2/3)
5.38所示为气压系统的排气消声节流阀的结构图。它不仅能调节速度，还可减少排气噪声。调节旋钮可以改变阀心左端节流口（三角沟槽型）的开度，即改变由左端来的排气量的大小。节流阀的典型结构(3/3)
2.调速阀(1)调速阀的工作原理图5.39是调速阀的结构简图。它是由节流阀和定差减压阀串联而成的复合阀。节流阀用于调节输出的流量，定差减压阀能自动地保持节流阀前后的压力差不变。
其工作原理为：节流阀前后的压力p2和p3分别引到定差减压阀阀心左、右两端，当负载压力p3增大时，作用在定差减压阀阀心左端的压力增大，阀心右移，减压口增大，压降减小，使p2也增大，从而使节流阀的压差Δp=p2－p3保持不变；反之亦然。这样就使调速阀的流量不受负载影响，流量恒定不变。
调速阀流量特性设定差减压阀和节流阀的阀口均为薄壁孔式，调速阀的流量特性如图5.39d所示。从曲线看出，当调速阀两端压差变化时其流量不变，当压差Δp很小时，调速阀和节流阀的性能相同。这是因为当压差很小时，减压阀在弹簧力的作用下，始终处于最右端位置，阀口全开，不起减压作用。
调速阀就成了节流阀，所以调速阀正常工作时，定差减压阀最小压差与节流阀最小压差之和至少要有0.4～0.5MPa的压差。(3)温度补偿调速阀的工作原理调速阀消除了负载变化对流量的影响，但温度变化的影响依然存在。对速度稳定性要求高的系统，需用温度补偿调速阀。
温度补偿调速阀与普通调速阀的结构基本相似，主要区别在于前者的节流阀阀心4上连接着一根温度补偿杆2，如图5.40所示。
温度变化时，流量会有变化，但由于温度补偿杆2的材料为温度膨胀系数大的聚氯乙烯塑料，温度高时长度增加，使阀口减小，反之则开大，故能维持流量基本不变（在20~60℃范围内流量变化不超过10%）。图5.40所示阀心4的节流口3采用薄壁孔型式，它能减小温度变化对流量稳定性的影响。
3.分流集流阀(1)分流集流阀图5.41a所示为等量分流集流阀的结构原理图，5.41b为其图形符号。阀心5、6在各自弹簧力的作用下处于中间位置的平衡状态。
若负载压力p3≠p4，如果阀心仍留在中间位置，必然使p1≠p2，这时连成一体的阀心将向压力小的一侧移动，相应地可变节流口减小，使压力上升，直至p1=p2，阀心停止运动，由于两个固定节流孔1和2的面积相等，所以通过两个固定节流孔的流量q1=q2，而不受出口压力p3及p4变化的影响。
在分流工况时，如图5.41c所示，由于p0大于p1和p2，所以阀心5、6处于相互分离状态，互相勾住。若负载压力p3＜p4，如果阀心仍留在中间位置，必然使p1＜p2。
这时连成一体的阀心将左移，可变节流口3减小，使上升，直至p1=p2，阀芯停止运动，由于两个固定节流孔1和2的面积相等，所以通过两个固定节流孔的流量q1=q2，而不受出口压力p3及p4变化的影响。
在集流工况时，如图5.41d所示，由于p0小于p1和p2，所以阀心5、6处于相互压紧状态。设负载压力p3＜p4，如果阀心仍留在中间位置，必然使p1＜p2。
这时压紧成一体的阀心将左移，可变节流口4减小，使下降，直至p1=p2，阀心停止运动，故q1=q2，而不受出口压力p3及p4变化的影响。
分流阀的工作原理图5.42a为等量分流阀的结构原理图，图5.42b为等量分流阀的图形符号。进口压力为，流量为，进入阀后分为两路分别通过两个面积相等的固定节流孔1、2，并且分别进入油室a、b腔，然后由可变节流口3、4经出口通往两个执行元件。
若两个执行元件负载相等则分流阀的出口压力p3=p4，因为阀中两支流通道的尺寸完全对称，所以输出的流量亦对称，q1=q2=q0/2，且p1=p2。
当由于负载不对称而出现p3≠p4，且设p3＞p4时，阀心来不及运动而处于中间位置，必定使q1＜q2，进而有p0－p1＜p0－p2，则使p1＞p2。此时阀心在不对称压力的作用下左移，使可变节流口3增大，节流口4减小，从而使q1增大，q2减小，直至q1=q2，p1=p2。
阀心才在一个新的平衡位置上稳定下来，输往两个执行元件中的流量相等，速度保持同步。(3)集流阀的工作原理集流阀是按固定比例将两股液流自动合成单一液流的流量控制阀。图5.42c所示为等量集流阀的图形符号。其工作原理类同于分流集流阀的集流工况，这里不再叙述。
分流阀通常用于同步精度要求不太高的同步系统中，但需要注意执行元件的加工误差及泄漏对其同步精度有影响。
1.插装阀概述(1)插装阀的组成普通的阀在流量小于200～300L/min的系统中性能良好，但用于大流量系统并不一定具有良好的性能，特别是阀的集成更成为难题。20世纪70年代初，插装阀的出现为此开辟了新途径。
插装阀（图5.43）也称为插装式锥阀，它是以插装单元为主阀，配以适当的盖板和不同的先导控制阀组合而成的具有一定控制功能的组件。它可以组成方向阀、压力阀和流量阀。
插装阀结构（插装件）的结构和工作原理插装阀单元具体结构参看图5.44。它由阀套1、阀心2、弹簧3、盖板4和密封件等组成。主阀心上腔作用着X口的液压力和弹簧力，A口和B口的液压力作用在阀心的下锥面上，用X口的控制油压力控制主通道A和B间的通断，这是一个二通插装阀。
盖板用来固定和密封插装阀单元，沟通控制油路和主阀控制腔之间的联系。在盖板4内也可装嵌节流螺塞等徽型控制元件（如单向阀、梭阀、流量控制器和先导压力阀等），还可安装位移传感器等电器附件，以便构成某种控制功能的组合阀。
若干个不同控制功能的二通插装阀组装在一个或多个插装块体内，便组成液压回路。就工作原理而言，二通插装阀相当于一个液控单向阀。A和B为主油路的两个仅有的工作油口，所以称为二通阀，X为控制油口。通过控制油口压力大小的控制，即可控制主阀心的启闭和油口A、B的流向和压力。
2.插装方向阀(1)插装单向阀插装单向阀如图5.45所示，将插装单元的控制口X与A或B连通，即成为普通单向阀；在其控制盖板上接一个二位三通换向阀作先导阀，便可成为液控单向阀。
插装换向阀图5.46a所示为二位三通插装换向阀。在该阀中，当电磁铁断电时，A与O通，P封闭；当电磁铁通电时，A与P通，O封闭，相当于一个二位三通电液换向阀。图5.46b为三位三通插装换向阀，当电磁铁处于中位时，A、O与P均不通；当电磁铁1YA通电时，A与O通，P封闭；
当电磁铁2YA通电时，A与P通，O封闭，相当于一个三位三通电液换向阀。图5.46c为四位三通插装换向阀。用多个先导阀（如上述各电磁阀）和多个主阀相配，可构成复杂的组合二通插装换向阀，这是普通换向阀做不到的。
5.47a所示为插装溢流阀。当B口通油箱，A口的压力油经节流小孔进入控制腔X，并与溢流阀通，便成为先导式溢流阀；若B口不通油箱而接负载，便成为先导式顺序阀。图5.47b为插装卸荷阀。在插装溢流阀的控制腔X再接一个二位二通电磁换向阀，当电磁铁断电时，具有溢流阀功能；
当电磁铁通电时，即为卸荷阀。图5.47c为插装减压阀。将插装单元作为常开式滑阀结构，B为一次压力进口，A为出口，A腔的压力油经节流小孔与控制腔X通，并与先导阀进口通，由于控制油取自A口，因而能得到恒定的二次压力，相当于定压输出减压阀。
5.48a所示为插装节流阀的结构图，单元的锥阀尾部带节流窗口，锥阀的开启高度由行程调节器（或螺杆）来控制，从而控制流量，成为插装节流阀。在插装方向控制阀的盖板上增加阀心行程调节器，以调节阀心的开度，这个方向阀就兼具了可调节流阀的功能。阀心上开有三角槽，以便于调节开口大小。
若用比例电磁铁取代节流阀的手调装置，则可组成二通插装电液比例节流阀。若在二通插装节流阀前串联一个定差减压阀，就可组成二通插装调速阀，如图5.48c所示。
（a）插装阀结构简单，通流能力大，故用通径很小的先导阀与之配合便可构成通径很大的各种二通插装阀，最大流量可达10000L/min。（b）不同的阀有相同的插装主阀，一阀多能，便于实现标准化。（c）泄漏小，便于无管连接，先导阀功率小，具有明显的节能效果。
插装阀目前广泛用于冶金、船舶、塑料机械等大流量系统中。
统进行控制是技术发展的必然趋向。但电液比例阀或伺服阀能接收的信号是连续变化的电压或电流，而计算机的指令是“开”或“关”的数字信息，要用计算机控制必须进行数/模转换，其结果是使设备复杂，成本提高，可靠性降低。在这种技术的要求下，20世纪80年代初期出现了电液数字控制阀。
用数字信息直接控制的阀称为电液数字控制阀，简称数字阀。它可直接与计算机接口，不需要数/模转换板。数字阀与电液伺服阀、电液比例阀相比，其结构简单，工艺性好、价廉，抗污染能力强，重复性好，工作稳定可靠，功耗小。
接受计算机数字控制的方法有多种，目前常用的有增量控制法和脉宽调制法，相应地数字阀也分增量式数字阀和脉宽调制式数字阀两类。当今技术较成熟的是增量式数字阀，即用步进电动机驱动液压阀。已有数字流量阀、数字压力阀和数字方向流量阀等系列产品。
1.数字阀结构(1)增量式数字阀增量式数字阀由步进电机带动工作，步进电机直接用数字量控制，其转角与输入的数字式信号脉冲数成正比，其转速随输入的脉冲频率的不同而变化。由于步进电机是以增量控制的方式进行工作的，故此阀称为增量式数字阀。
增量式数字阀按其用途不同，有流量阀、压力阀和方向流量阀之分。图5.49所示为步进电机直接驱动的数字流量阀。
在数字流量阀中，步进电机按计算机的指令转动，通过滚珠丝杆5变为轴向位移，使节流阀心6打开阀口，从而控制流量。此阀有两个面积梯度不同的节流口，阀心移动时首先打开左节流口7，由于非全周边通流，故流量较小，继续移动时打开全周边通流的右节流口8，流量增大。
由于液流从轴向流入，且流出阀心时与轴线垂直，所以阀在开启时的液动力可以将向右作用的液压力部分抵消掉。阀从节流阀心、阀套1和连杆2的相对热膨胀中获得温度补偿。
图5.50所示为先导式数字方向流量阀的图形符号，其结构与电液换向阀类似，只是以步进电机取代了电磁先导阀中的电磁铁，通过控制步进电机的旋转方向和角位移的大小，不仅可以改变阀的液流方向，还可以控制各油口的输出流量，这里不再叙述。
将普通压力阀的手动机构改用步进电机控制，即可构成数字压力阀。
脉宽调制式数字阀脉宽调制式数字阀可以直接用计算机进行控制，控制阀的开和关以及开和关的时间间隔（即脉宽），就可控制液流的方向、流量和压力。这种阀的阀心多为锥阀、球阀和喷嘴挡板阀，可快速切换，且只有开和关两个位置，故又称快速开关型数字阀。
图5.51所示为二位二通电磁锥阀式开关型数字阀。当电磁铁3不通电时，衔铁2在右端弹簧（图中未画出）的作用下使锥阀关闭；当电磁铁3有脉冲信号通过时，电磁吸力使衔铁带动左端的锥阀开启。
2.数字阀的应用图5.52所示为增量式数字阀的应用原理。计算机发出需要的脉冲序列，经驱动电源放大后使步进电机工作，每个脉冲使步进电机沿给定方向转动一个固定的步距角，再通过凸轮或螺纹等机构使转角转换成位移量，带动阀心移动一定的距离。
因此，根据步进电机原有的位置和实际走的步数，可使数字阀得到相应的开度。
图5.53所示为脉宽调制式数字阀的使用原理。计算机发出的脉冲信号，经脉宽调制放大器放大后进入快速开关数字阀中的电磁铁，通过控制开关阀开启时间的长短来控制流量，在需要作两个方向运动的系统中要有两个快速开关数字阀分别控制不同方向的运动。
特性曲线分为三段，在气隙很小的区段上，吸力虽大，但随位置的改变而急剧变化；而在气隙较大的区段上，吸力明显下降；吸力随位置变化较小的区段是比例电磁铁的工作区段。由于在此区段内具有基本水平的位移—力特性，所以改变线圈中的电流，即可在衔铁上得到与其成比例的吸力。
如在衔铁左侧加一弹簧9，便可得到与电流成正比的位移。比例电磁铁(2/4)
它由两个单向直流比例电磁铁相对组合而成。比例电磁铁(3/4)
一对为励磁线圈，它们极性相反互相串联或并联，由一恒流电源供给恒定的励磁电流，在磁路内形成初始磁通；另一对为控制线圈，它们极性相同互相串联，仅有励磁电流时，左右两端的电磁吸力大小相等，方向相反，衔铁处于平衡状态，输出力为零。
当有控制电流通过时，两控制线圈分别在左右两半环形磁路内产生极性相同、大小相等的控制磁通，它们与原有初始磁通叠加，在左右工作气隙内产生差动效应，形成了与控制电流方向和大小相对应的输出力。
由于采用了初始磁通，避开了铁磁材料磁化曲线起始段的影响，它不仅具有良好的位移—力水平特性，而且无零位死区，线性好，滞环小，动态响应较快。比例电磁铁(4/4)
5.56所示为动圈式力马达。它也是一种移动式电—机械转换器。运动件是线圈。当可动控制线圈4中通入控制电流时，线圈在磁场中受力而移动。此力的方向由电流方向及固定磁通方向按左手定则来确定。力的大小与磁场强度及电流大小成正比。
动圈式力马达(1/1)动圈式力马达的线性行程范围大（±2～4mm），滞环小，可动件质量小，工作频率较宽，结构简单，但如采用湿式方案，动圈受油的阻尼较大，影响频宽，因此适合作为气压比例元件。
5.57所示为动圈式永磁力矩马达。它由上下两块导磁体3，左右两块永久磁铁，带扭轴（弹簧管）的衔铁4及套在衔铁上的两个控制线圈组成。衔铁悬挂在扭轴上，它可以绕扭轴在a、b、c和d四个气隙中摆动。力矩马达(1/2)
四个气隙中均有永久磁铁所产生的固定磁场的磁通，因此作用在衔铁上的吸力相等，衔铁处于中位平衡状态。通入控制电流后，所产生的控制磁通与固定磁通叠加，两个气隙中的磁通增大，在另两个气隙中的磁通减小，因此作用在衔铁上吸力失去平衡，产生力矩而使衔铁偏转。
当作用在衔铁上的电磁力矩与扭轴的弹性变形力矩及外负载力矩平衡时，衔铁在某一扭轴位置上处于平衡状态。力矩马达输出力矩较小，适合控制喷嘴挡板类的先导级阀。其自振频率高，功率重量比大，抗加速度零漂性能好，但工作行程很小（小于0.2mm）,制造精度要求高，抗干扰能力差一些。
力矩马达(2/2)
的电－机械转换器。其输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。它属于功率很小的微特电机，其输出转速与输入电压的传递函数可近似视为一阶延迟环节，机电时间常数一般在十几毫秒到几十毫秒之间，某些低惯量的直流伺服电机仅为几毫秒到二十几毫秒。
伺服电机具有起启转矩大，调速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点。伺服电机(1/1)
转运动的电－机械转换器，它可将脉冲信号转换为相应的角位移。每输入一个脉冲信号，电动机就转过一个步距角，其转角与输入的数字式信号脉冲数成正比，转速随输入的脉冲频率而变化。当输入反向脉冲时，步进电机将反向旋转。
由于它直接用数字量控制，不需经过数/模转换，就能与计算机联用，控制方便，调速范围宽，位置精度较高，工作时步数不易受电压波动和负载影响。步进电机需要专门的驱动电源，一般包括变频信号源、脉冲分配器和功率放大器。步进电机(1/1)
2.比例阀的结构(1)比例压力阀液压比例压力阀按用途不同，有比例溢流阀、比例减压阀、比例顺序阀之分。按结构特点分有直动式和先导式比例压力阀。图5.58所示为直动式比例溢流阀结构图。
比例电磁铁1通电后产生吸力，经推杆2和传力弹簧3作用在锥阀上，当锥阀底面的液压力大于电磁吸力时，锥阀被顶开而溢流，连续地改变控制电流的大小，即可连续地按比例地控制锥阀的开启压力。
其下部主阀与普通溢流阀相同。上部为先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的先导阀9，用于限制比例溢流阀的最高压力，以避免因电子仪器发生故障使得控制电流过大，压力超过系统允许最大压力的可能性。如将比例先导压力阀的回油及先导阀9的回油都与主阀回油分开，则可作比例顺序阀使用。
比例压力阀(2/3)
动圈式力马达推杆端部起挡板作用，挡板的位移与输入的控制电流成比例，从而改变喷嘴挡板之间的可变液阻，控制了喷嘴前的先导压力。比例压力阀(3/3)
比例电磁铁线圈中的电流来改变阀心的开度（有效断面积），实现对输出流量的连续成比例控制。其外观和结构与压力型相似。所不同的是压力型的阀心具有调压特性，靠先导压力与比例电磁力相平衡，来调节先导压力的大小；
而流量型的阀心具有节流特性，靠弹簧力与比例电磁力相平衡，来调节流量的大小和流通方向。按通道数的不同，比例流量阀又有二通和三通之分。比例流量阀主要应用于缸或马达的位置或速度控制。比例流量阀有比例节流阀和比例调速阀两大类。它们是由电－机械比例转换器与流量阀组合而成。
比例节流阀是在普通节流阀的基础上，利用电－机械比例转换器对节流阀口进行控制而组成比例节流阀。比例流量阀(1/2)
如图5.61所示。比例电磁铁1的输出力作用在节流阀心2上，与弹簧力、液动力、摩擦力相平衡，一定的控制电流对应一定的节流开度。通过改变输入电流的大小，即可改变通过调速阀的流量。比例流量阀(2/2)
电磁铁换成比例电磁铁即构成比例方向控制阀。比例方向控制阀不仅用来改变液流方向，还可以控制流量的大小。它和普通换向阀的外形相似，但阀心的结构有区别，它可以实现不同的中位机能。在比例电磁铁的前端可附有位移传感器（或称差动变压器），这种电磁铁称为行程控制比例电磁铁。
位移传感器能准确地测定比例电磁铁的行程，并向电放大器发出电反馈信号。电放大器将输入信号和反馈信号加以比较后，再向电磁铁发出纠正信号，以补偿误差，这样便能消除液动力等干扰因素，保持准确的阀心位置或节流口面积。这是20世纪70年代末比例阀进入成熟阶段的标志。
80年代以来，由于采用各种更加完善的反馈装置和优化设计，比例阀的动态性能虽仍低于伺服阀，但静态性能已大致相同，而价格却低廉得多。比例方向控制阀(1/3)
当比例电磁铁1收到信号时，在先导阀的工作油口B产生一个恒定的压力，B腔的油液压力通过控制油道作用在主阀心的右端，推动主阀心左移直至与主阀心的弹簧相平衡，主阀心上所开的节流槽相对于主阀体上的控制台阶有一定的开口量，连续地给比例电磁铁1输入电信号，就会使主阀的P腔到A腔、B腔到O腔成比例地输出流量。
比例方向控制阀(2/3)
就会使主阀的P腔到B腔、A腔到O腔成比例地输出流量。比例阀是介于普通阀与伺服阀之间的控制阀。与普通阀比，它能提高系统参数的控制水平，虽不如伺服阀的性能好，但成本低，对系统的污染要求比伺服系统低。
为此，它广泛应用于要求对液压参数进行连续远距控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的系统。如系统的液压参数的设定值超过三个，使用比例阀对其进行控制是最恰当的。此外，利用斜波信号作用在比例方向阀上，可以对机构的加速和减速实现有效的控制；
利用比例方向阀和压力补偿器实现负载补偿，便可精确地控制机构的运动速度而不受负载影响。比例方向控制阀(3/3)
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