液控单向阀的工作原理和图形符号

单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两种。普通单向阀只允许油液向一个方向流动，反向流动被截止，也称为止回阀。液控单向阀在没有外控油液作用时，其功能与普通单向阀相同；当有外控油液时，可实现双向导通。

1.普通单向阀

普通单向阀（简称单向阀）主要由阀体、阀芯和弹簧等零件组成。常见单向阀的阀芯有球阀芯和锥阀芯两种。单向阀按进出油口相对位置的不同，可分为直通式和直角式两种。图4.2.1（a）和图4.2.1（b）分别是锥阀和球阀直通式单向阀，图4.2.1（c）为锥阀直角式单向阀。在图4.2.1（a）中，压力油从阀体左端的进油口P1流入时，作用在阀芯2的液压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口P2流出。当压力油从阀体右端的通口P2流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，阀口关闭，油液无法通过。其他两种阀的工作原理与此相同。

单向阀的连接方式有螺纹连接、板式连接和法兰连接等形式。图4.2.1（d）所示为单向阀的图形符号。

2.液控单向阀

液控单向阀是可以通过外力控制实现反向导通的单向阀。液控单向阀有不带卸荷阀芯和带卸荷阀芯两种结构形式。图4.2.2（a）所示为不带卸荷阀芯的简式液控单向阀，有一控制油口K，当K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀相同，压力油只能从进油口P1流向出油口P2，反向流动被截止。当控制油口K处通入压力油时，活塞1在液压力的作用下上移，顶开单向阀芯2，使通油口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由流动。在这种简式液控单向阀中，控制油压最小应为主油路压力的30％～50％。如果主油路压力较高，所需的控制油压也较高。对于带卸荷阀芯的卸荷式液控单向阀，如图4.2.2（b）所示，当控制油口K通入压力油后，控制活塞1上移，先顶开作用面积较小的卸荷阀芯3，使主油路卸压，然后再顶开单向阀芯2使主油路导通，这样可大大减小对控制压力的要求，使其控制压力为主油路压力的5％左右，因此可以用于压力较高的场合。这种结构还可避免简式液控单向阀反向导通时，高压封闭油路中油液的压力突然释放所产生的较大的冲击和噪声。图4.2.2（c）和图4.2.2（d）所示为液控单向阀的图形符号。

图4.2.1　普通单向阀

（a）锥阀直通式单向阀；（b）球阀直通式单向阀；（c）锥阀直角式单向阀；（d）图形符号
1—阀体；2—阀芯；3—弹簧

图4.2.2　液控单向阀

（a）简式液控单向阀；（b）卸荷式液控单向阀；（c）详细符号；（d）简化符号
1—活塞；2—单向阀芯；3—卸荷阀芯

3.双向液压锁

如图4.2.3所示，双向液压锁是一种双液控单向阀结构。两个相同结构的液控单向阀共用一个阀体6和控制活塞3，在阀体6上开有4个主油孔A、A1和B、B1。当液压系统中某一油路从A腔流入该阀时，油液压力自动顶开阀芯2，使A腔与A1腔连通，使油液从A腔向A1腔正向流通；同时，油液压力将控制活塞3右推，顶开阀芯4，将B1腔和B腔连通，使原来封闭在B1腔的油液能够经B腔反向流出。反之，如果B腔通压力油路，则油液一方面从B1口流出，另一方面推动控制活塞3左移并顶开阀芯2，使封闭在A1腔的油液能经A口反向流出。图4.2.3（b）所示为其图形符号。

图4.2.3　双向液压锁

（a）结构原理；（b）图形符号
1，5—弹簧；2，4—阀芯；3—控制活塞；6—阀体；7—端盖

双向液压锁常用于在系统停止供油时，要求执行元件仍能保持双向锁紧的场合。与采用两个液控单向阀相比，双向液压锁具有安装使用简便、不需要外接控制油路等优点。

4.性能指标要求

单向阀在油路中主要用来控制油液的流向，首先要求它的正向开启阻力小，正向流动压力损失小，所以选用的弹簧刚度也较小，其开启压力（压差）一般为0.03～0.05 MPa。其次，单向阀还要求动作灵敏可靠，反向泄漏小，密封可靠。(www.xing528.com)

对液控单向阀而言，除了上述性能指标要求外，还要求其反向最小开启控制压力较小。

5.单向阀在液压系统中的应用

1）简单单向回路

图4.2.4所示为一简单的单向回路。单向阀不允许系统中的工作液体倒灌入液压泵，以防止系统发生液压冲击时，将泵损坏。在这个回路中，单向阀必须安装在泵的出口与换向阀之间，而且在泵与单向阀之间还应设置一个溢流阀，以避免液压泵过载。

2）背压回路

图4.2.5所示为单向阀的背压回路。背压回路可使液压马达运转平稳。背压的大小取决于液压马达和系统工作性能的要求，通过改变单向阀的弹簧刚度或预压缩量来实现。

图4.2.4　简单单向回路

图4.2.5　单向阀的背压回路

3）锁紧回路

图4.2.6（a）所示为单向锁紧回路，图4.2.6（b）所示为双向锁紧回路。单向锁紧回路常用于垂直工作的液压缸上，在液压缸的下腔接入一个液控单向阀，在A、B两条管路停止供液以后，液控单向阀关闭，将液压缸下腔液体锁住，避免活塞杆在垂直载荷或自重作用下而向下移动，使其停在所要求的位置上，一直到管路A或B重新供液为止。双向锁紧回路多用于竖直工作且有固定位置要求的液压缸上，在液压缸停止运动后，将两腔液体同时锁住。其工作原理见双液控单向阀部分内容。

4）定向回路

图4.2.7所示为定向回路，它将4个单向阀接成类似于电路中的桥式整流回路。无论双向液压泵的吸、排油方向怎样改变，都可保证从左侧油箱吸油，从右侧排油供给系统。

图4.2.6　锁紧回路

（a）单向锁紧回路；（b）双向锁紧回路

图4.2.7　定向回路