典型结构与工作原理

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998页（4292字）

图17．3－1所示为整体式结构的多路换向阀，油路为串并联连接，它是由三位滑阀1、四位滑阀2、单向阀3和主安全阀4组成。其过载阀、补油阀靠螺栓组装在阀体上。复位定位方式为三位弹簧复位和四位弹跳定位。

图17．3－1 整体式多路换向阀

当滑阀1和2处于中位时，从P口来的压力油经中间油道直接从T口回油箱。当滑阀处于换向位置时，此时中位油道关闭，P口的压力油经滑阀的径向孔打开单向阀进入工作油口；从另一工作油口来油，经滑阀另一侧的径向孔回油箱。当液压系统中的油压超过主安全阀调定压力时，该阀开启，油液进入油箱。

该阀属中高压大流量的多路换向阀，具有结构紧凑、工作可靠、性能先进、密封性好、维修方便等特点。

图17．3－2为先导控制整体式多路换向阀，该阀前三联属并联油路，第三联与第四联采用串并联油路，以实现液压系统复合动作的需要。

图17．3－2 先导控制整体式多路换向阀

图中滑阀1处于换向位置，它是靠两端盖上的a、b油口来的先导油使滑阀实现换向。件号2是补油阀，件号3为直接作用式过载阀，件号4为主安全阀。

该阀为高压大流量阀，具有微调性能好，结构紧凑，操纵轻便，并具有多种滑阀机能，以满足不同工作机构的需要。

图17．3－3为分片式多路换向阀的结构图，它是由进回油阀体，换向阀体组成并具有六种滑阀机能。

图17．3－3 分片式多路换向阀

换向阀体分并联和串联两种，滑阀分串联、并联两类，串联滑阀有两种，并联滑阀有四种。并联阀体配上并联滑阀组成并联油路阀；串联阀体配上串联滑阀可组成串联油路阀；串联阀体配上并联滑阀组成串并联油路阀。

图17．3－4是并联滑阀配上并联阀体得到的并联阀。阀体中间的一个T′腔和二个P′腔构成中位回油道。并联油道P₀和回油道T是直通油道。在回油阀体处T′油道是与回油道T相通，并联油道P₀被堵住。当滑阀换向后，通道P′、T′被切断，油液便打开单向阀1进入两个P腔，然后进入工作油口A或B，从工作油口回来的油则直接进入回油腔T。由于并联阀体的并联油道和下一联油道相通，因而可组成并联油路。

图17．3－4 并联阀

图17．3－5是串联滑阀配串联阀体得到的串联阀。当滑阀在中位时，油液经P′、T′通过该阀。当滑阀换向后，油道P′、T′关闭，P′腔的油便经P₀腔并通过单向阀进入P腔，再进入工作油口A或B；从工作油口回来的油打开滑阀中的单向阀，经滑阀中的斜孔回到T′腔，然后再到下一联串联阀的进油腔P′。

图17．3－5 串联阀

在换向阀两侧回油腔和工作油口之间根据需要可装设过载阀2或补油阀3(见图17．3－4)。

当需要过桥油路连接时，将直通油箱的回油阀体换成过桥阀体即可。

图17．3－6是用于叉车的多路换向阀中带有分流阀的结构图。液压泵来油进入P油口，当工作装置液压系统压力不超过主安全阀1的调定压力时，一部分油经分流阀3，打开单向阀4，流向分流PF口，通往转向液压系统，不管分流口的负载如何变化，分流滑阀2靠压差来自动调节开口量，使得PF口始终有恒定的油流向转向系统，当转向系统突然出现故障，安全阀5迅速打开，使油经T口回油箱。

图17．3－6 多路换向阀中带有分流阀的结构图

1－主安全阀；2－分流滑阀；3－分流阀；4－单向阀；5－安全阀

另外大部分油进入换向阀。当各联阀处于中位时，油液经中位油道通T口。该换向阀的滑阀中带有制动阀，当发动机熄火时，由于没有压力打开该阀，也就是液压缸回油路不通，即使误操作手柄，货物也不会前倾，起到保险作用。

由于结构上的原因，一般多路换向阀的微动调节范围比较小，响应较慢，且在实际使用时输出流量随负载压力的变化而变化，无确定的计量位置。

图17．3－7是一种新型的，适合于行走机械使用的多路换向阀结构原理图。

图17．3－7 新型的多路换向阀

1－前盖；2－弹簧腔；3－阀芯；4－流量补偿阀；5－滑阀；6－节流口；7－梭形阀；8－过载阀

该阀具有三个主要特点：

·具有先导控制的压力补偿阀和流量补偿阀；

·换向滑阀机能为闭心；

·具有负载传感先导逻辑回路。

图中5为闭心滑阀，该滑阀中位时压力补偿阀的弹簧腔2经梭形阀7与多路换向阀阀体内的“T”回油腔相通，压力补偿阀开启，液压泵卸荷。操纵滑阀5时，工作油口的压力通过梭形阀与流量补偿阀4的弹簧腔和压力补偿阀的弹簧腔2相通，阀芯3向关闭方向移动，而流量补偿阀向开启方向移动。通过流量补偿阀4和节流口6之间压差有关的油流由工作油口输出，其流量大小由节流口的过流截面决定，因而对应于一定的滑阀位置必然有一定的流量，而与负载的压力变化无关。若各联换向阀同时工作时，负载传感回路(LS)仅传递较高压力。该多路换向阀可与定量泵组成开心液压系统，也可与带有差压装置的变量泵组成闭心液压系统(见图17．3－8)。

图17．3－8 闭心液压系统

图17．3－9是一种可实现机械、液压、电液控制的负载传感多路换向阀结构原理图。该多路换向阀工作原理与前述基本相同。滑阀在中位时闭心，移动滑阀，液压油由P口经滑阀节流进入工作腔。节流口前后压差由减压阀自动调整，保持恒定，因而滑阀的一定位移与输出流量相对应，与负载压力的变化无关。

图17．3－9 负载传感的多路换向阀

该多路换向阀的底部处可组装有关阀块。通过比例减压阀实现液压远控，也可通过组装电磁液压阀块，实现电液比例控制。多路换向阀主油路系统，可使用定量泵供油，也可使用带差压机构的变量泵。负载传感回路同样仅传递较高的一路压力。

图17．3－10是常用于多路换向阀上的安全阀与过载阀，该阀为环形缝隙阻尼型。

图17．3－10 安全阀

1－小滑阀；2－阀套；3－主阀芯；4－弹簧；5－阀座；6－先导阀芯；7－阀体；8－弹簧；9－调压螺钉

此阀由先导阀芯6及阀座5、弹簧8、调压螺钉9、主阀芯3、小滑阀1及弹簧4、阀体7、阀套2等组成。主阀芯3在很弱的弹簧4及油压作用下压紧在阀套2上，阀套2又被压紧在阀座上，它们共同将多路换向阀的P油口与回油口T隔开。当P腔油压超过先导阀芯的调定压力时，先导阀芯开启，油流经小滑阀1的中心孔，由于其不大的阻尼作用，使P₁腔油压略低于P腔油压，小滑阀即在此压差作用下克服很弱的弹簧4的作用而右移，直到与先导阀芯6靠紧，这时P腔油压对小滑阀的作用力直接传给了先导阀芯，而使先导阀芯进一步扩大；另一方面，由于这时先导阀芯将小滑阀的中心孔堵死，油只能经小滑阀与主阀芯间的环形间隙流动，此间隙的阻尼作用远比滑阀中心孔的阻尼作用大，因而此时P₁油压迅速降低，主阀芯便在P与P₁压差的作用下迅速开启。

正常工作情况下，P腔油压高于T腔油压，阀套2及主阀芯3、小滑阀1等被压紧在阀座上，当P腔油压低于T腔油压时，阀套及主阀芯，小滑阀等便像一个普通单向阀一样，在此压差作用下开启，从而从T腔向P腔补油。

此安全阀的主要特点是：

·阻尼孔可变。先导阀芯刚开启时，阻尼孔为小滑阀中心孔，其阻尼作用较小；当小滑阀与先导阀芯靠紧时，阻尼孔为小滑阀与主阀芯之间的环形间隙，其阻尼作用突然加大。这使主阀芯突然开启，动作迅速，因而这种阀的“等压力特性”好，开启比率可达95%以上。

·阻尼孔不易堵塞。这是因为环形间隙本来比小孔难于堵塞，而小滑阀的经常滑动更消除了堵塞的可能性。

·结构紧凑，便于在多路换向阀上的安装。

·可兼做补油阀，便于多路换向阀的总体布置。

·由于主阀芯质量小，因而瞬态响应特性也好。

由于上述的优点，近年来在国内外行走机械上获得了广泛的应用。

关于过载阀也可采用直动式结构(见图17．3－11)。

图17．3－11 过载阀

若一工作油口腔内仅需在某工况时补油，则可设置单独的补油阀(见图17．3－12)。

图17．3－12 补油阀