典型结构与工艺要求
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第872页（5677字）
(1)典型结构
电磁换向阀的品种繁多，按其工作位置数和通路数的多少可分为二位二通、三位三通、二位四通、三位四通等；按其复位和定位形式可分为弹簧复位(对中)式、钢球定位式、无复位弹簧式等；按其阀芯切换油路的台肩数可分为两台肩式和三台肩式；按其阀体内的沉割槽数可分为三槽式和五槽式；按其阀体与电磁铁的连接形式可分的法兰连接和螺纹连接；按其所配电磁铁的结构形式可分为干式和湿式两类。每一类又有交流、直流、本整等形式，而且所需电源电压又有好多种，因而在其结构上存在着很多差别。
A．弹簧复位式干式电磁换向阀
(A)二位二通电磁换向阀
图16．5－7是一种二位二通电磁换向阀的结构图。它有两个工作油口(即进油口P和出油口A)和两个工作位置：当电磁铁断电时，复位弹簧将阀芯推向左边的初始位置；当电磁铁通电时，则将阀芯推到右边的换向位置。图中所示的初始位置为P、A相通，换向位置为P、A不通，是常开型(H型)的滑阀机能，其图形符号如图16．5－8(a)所示。另外还有一种初始位置时P、A不通，换向位置时P、A相通的常闭型(O型)滑阀机能，其图形符号如图16．5－8(b)所示。
图16．5－7 二位二通电磁换向阀
1－阀体；2－阀芯；3－弹簧座；4－弹簧；5－盖板；6－挡片；7－O形圈座；8－推杆
图16．5－8 二位二通电磁阀的图形符号
这种电磁换向阀用的是干式电磁铁，推杆与弹簧座之间设置O形密封圈，将阀体的泄漏油腔L(即弹簧腔)和电磁铁隔开，以免油液进入电磁铁或出现外渗漏现象。泄漏油口L则将通过阀芯间隙泄漏到弹簧腔的油液排回油箱。由于该阀需设置单独的外泄漏油口，其底板连接尺寸不符合国际标准，因而已被淘汰。
(B)二位三通电磁换向阀
图16．5－9是一种二位三通电磁换向阀的结构图。其初始位置状态为P、A两腔相通，B腔封闭。当电磁铁通电时，电磁阀处于换向位置状态，此时P、B两腔相通，A腔封闭。其图形符号如图16．5－10(a)所示，二位三通电磁阀的另一种滑阀机能见图16．5－10(b)，油路通断情况刚好和图16．5－10(a)相反。
图16．5－9 二位三通电磁换向阀
1－阀体；2－阀芯；3－推杆；4－支承弹簧；5－弹簧座；6－O形圈座；7－复位弹簧；8－复位弹簧座；9－后盖
图16．5－10 二位三通电磁阀的图形符号
(C)二位四通电磁换向阀
图16．5－11是一种二位四通电磁换向阀的结构图。它有四个工作油口(P、A、B、T)，图示结构为I型滑阀机能，它有两个工作位置：初始位置(电磁铁不通电)时，P、A相通，B、T相通；换向位置(电磁铁通电)时，P、B相通，A、T相通。其图形符号如图16．5－12所示。
图16．5－11 二位三通电磁换向阀
1－阀体；2－阀芯；3－弹簧座；4－弹簧；5－推杆；6－挡板；7－O形圈座；8－后盖板
图16．5－12 二位四通I1型机能电磁阀的图形符号
另外，二位四通电磁换向阀的滑阀机能可分为两类。一类是由二位四通电磁阀的专用阀芯所形成，如I1和I2型；另一类则是由三位四通电磁阀派生而成。每一种三位四通电磁阀阀芯按同一方向安装，可形成两种滑阀机能的二位四通电磁换向阀，见表16．1－2。
(D)三位四通电磁换向阀
图16．5－13是一种三位四通电磁换向阀的结构图。它有三个工作位置：初始位置(中间位置)，左换向位置和右换向位置。它有四个工作油口(P、A、B、T)。图示结构为O型滑阀机能，其图形符号如图16．5－14所示。
图16．5－13 三位四通电磁换向阀
1－阀体；2－阀芯；3－弹簧座；4－推杆；5－弹簧；6－挡板；7－O形圈座
图16．5－14 三位四通O型机能电磁阀的图形符号
由于干式电磁铁的使用寿命短，工作可靠性差，因而干式电磁阀逐渐被湿式电磁阀所取代。
B．弹簧复位式湿式电磁换向阀
图16．5－15是一种采用直流湿式电磁铁的三位四通电磁换向阀。与用干式电磁铁的电磁阀相比，它取消了阀芯与推杆连接部分的T形槽结构和原两端推杆与弹簧座间的O形密封圈。这不仅减小了作用在推杆上的摩擦阻力，而且还将回油腔T中的油液引入电磁铁，对电磁铁进行润滑和冷却。从而解决了因O形圈磨损而产生的外渗漏问题，提高了电磁阀换向和复位的可靠性。
图16．5－15 直流湿式三位四通电磁换向阀
1－阀体；2－阀芯；3－弹簧座；4－弹簧；5－档块
湿式电磁阀也有二位二通、二位三通、二位四通、三位四通等结构形式，其图形符号与相应的干式电磁阀相同。
C．无复位弹簧的二位四通电磁换向阀
图16．5－16是一种无复位弹簧无定位的二位四通电磁换向阀，两端都有电磁铁，因而也称为双电磁铁二位四通电磁换向阀。当左端电磁铁通电吸合时，阀芯右移，使P、B相通，A、T相通。但当左端电磁铁断电时，因无复位弹簧，故不能使阀芯复位，只有当右端电磁铁通电吸合时，阀芯才左移，使P、A相通，B、T相通。可见它只有两个工作位置，而没有中间位置。图16．5－17是该种电磁阀的图形符号。
图16．5－16 无复位弹簧无定位的二位四通电磁换向阀
图16．5－17 无复位弹簧无定位二位四通电磁阀的图形符号
图16．5－18是一种无复弹簧的钢球定位式二位四通电磁换向阀的结构图，图16．5－19是其图形符号。它也有两个电磁铁，但阀体的一端装有定位套5，套的内壁有两条定位槽，槽的间距正好是阀芯换向时的行程。阀芯在定位套内的一端装有定位钢球4和定位弹簧3。当阀芯处于图示位置时，P、A相通，B、T相通。当左端电磁铁通电吸合时，阀芯右移，使P、B相通，A、T相通。而当阀芯右移时，钢球弹出，卡在右边的定位槽内，起定位作用，当左端电磁铁断电后，阀芯仍能稳定地保持在该电磁铁断电前的位置。欲使阀芯再回到图示位置，必须使右端电磁铁通电吸合，阀芯右移，钢球又卡到左边的定位槽内。
图16．5－18 无复位弹簧的钢球定位式二位四通电磁换向阀
1－O形圈座；2－挡板；3－定位弹簧；4－定位钢球；5－定位套；6－阀芯；7－阀体；8－推杆；9－弹簧；10－弹簧座
图16．5－19 无复位弹簧钢球定位式二位四通电磁阀的图形符号
由于电磁铁断电后仍能保留通电时的状态，从而减少了电磁的通电时间。延长了其工作寿命，节省了能源。此外，当电磁铁的供电电源因故中断时，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线来讲往往是十分必要的。
D．螺纹连接式电磁换向阀
上述电磁换向阀，无论干式、湿式，还是直流、交流，其电磁铁与阀体之间均为法兰式连接，而且配用高强度螺钉。当背压较高时，常常会出现由螺钉变形而引起的外渗漏现象。为了解决这一问题，近年来出现了螺纹连接式电磁换向阀。
图16．5－20是螺纹连接式电磁换向阀的结构图。其阀体连接处为内螺纹，导磁套上为外螺纹并可直接拧到阀体上。导磁套与阀体之间靠O形密封圈密封，其密封结构采用了液压元件螺纹连接油口的密封型式(锥面密封)，提高了背压密封性。另外该种电磁铁的导磁套和线圈是相对独立的，更换线圈时无需拧下导磁套，因而使得维修变得很方便。
应该注意的是这种螺纹连接式电磁铁，由于其导磁套要直接承受电磁阀回油腔的背压，因而加大了导磁套的焊接难度。
图16．5－20 螺纹连接式电磁换向阀
E．五槽式电磁换向阀
前述电磁换向阀的阀体都有三个沉割槽(P、A、B)，两端回油腔与弹簧腔是直接连通的，其阀芯大多为二个台肩(M型机能为三台肩并带有中间孔)，通常称为二台肩三槽式电磁换向阀。近年来出现了五槽式电磁阀，而且已大量地投放市场，如德国力士乐公司的5－WE电磁阀、美国威格士公司的DG4V型电磁阀等均属此类结构。
图16．5－21是一种五槽式电磁换向阀的结构图，如图所示为O型滑阀机能。与三槽式电磁阀相比，除P、A、B三条沉割槽外，两侧回油腔又各增设一条沉割槽，因而阀体孔内共有五条沉割槽。五槽式电磁阀阀芯大多为四个台肩，两端台肩将各自的回油腔与弹簧腔隔开，使回油腔与弹簧腔之间不直接连通，而是通过间隙泄漏；两个弹簧腔之间是相互连通的，而且在其连通流道上，设有阀芯运动阻尼。阻尼形式有两种：一种是带有固定阻尼孔的节流塞；另一种则是可调节流螺钉。
图16．5－21 五槽式电磁换向阀
五槽式电磁阀的上述结构，使其与三槽式相比具有以下特点：
·由于电磁铁前腔即弹簧腔与回油腔之间通过间隙泄漏，因而在换向和复位过程中，电磁铁所受的液压冲击较小，也就是电磁阀回油背压可以提高；
·两弹簧腔相互连通，可使其中的油液随阀芯动作而相互转换，因而可利用设置在其连通流道上的节流装置，对阀芯运动的阻尼进行调节，以改变响应时间，减小液压冲击。
F．低功率电磁换向阀
在通常状况下，公称通径10mm的电磁换向阀，其电磁铁消耗的功率为20～40W，为了降低电磁铁的功率消耗，出现了低功率电磁换向阀。
图16．5－22是一种低功率的三位四通电磁换向阀。其电磁铁不是直接推动主阀芯，而是推动一个小的先导阀芯，将P腔中的油液引入主阀芯的一端，使主阀芯换向。它实际上是一个小型的内控式电液换向阀，其图形符号如图16．5－23所示，也可用一般电磁换向阀的符号来表示。
图16．5－22 低功率三位四通电磁换向阀
图16．5－23 低功率三位四通电磁阀的图形符号
因为先导阀芯很小，电磁铁推动它只需很小的力，故消耗功率很低，一般仅为4～6W。但其结构较复杂，价格也比一般电磁换向阀高。
(2)工艺要求
电磁换向阀是典型的滑阀类元件，其主要零件是阀体和阀芯。
电磁换向阀的阀体有机加工流道和铸造流道两种型式。由于电磁换向阀的内部流道较复杂，机加工流道的压力损失较大，故目前大多采用铸造流道。对电磁换向阀阀体铸件的要求与对溢流阀的基本相同，可参见溢流阀的相应部分。
电磁换向阀的配合偶件是阀体和阀芯，为了同时保证其动作可靠性和具有较小的内泄漏量，从设计角度，对电磁阀配合间隙的变化范围都有严格的要求。一般来说，公称通径6mm电磁阀的配合间隙为6～10μm，公称通径10mm电磁阀的配合间隙为8～12μm。
由于电磁阀配合间隙的变化范围较小，在装配时，阀体孔和阀芯很难做到完全互换，因而在目前的电磁阀生产中，大多采用分组选配法进行装配，这不仅要求电磁阀的阀体孔和阀芯配合面具有较高的尺寸精度和形位公差精度(圆柱度)，而且对装配时的测量精度也提出了很高的要求。