液壓換向閥的工作原理以及種類有哪些？

換向閥通過改變閥芯和閥體間的相對位置 ，控 制油液流 動方向 ，接通 或關(guān)閉油路，從而改變液壓傳動系統(tǒng)的工作狀態(tài)的方向 。 常用的換向閥閥芯在閥體內(nèi)作往復(fù)滑動，稱為滑閥。 滑閥是一個有多段環(huán)形槽的圓柱體，其直徑大的部分稱凸肩 ，凸肩與閥體內(nèi)孔相配合 。 閥體內(nèi)孔中加工有若干段環(huán)形槽，閥體上有若干個與外部相通的通路口，并與相應(yīng)的環(huán)形槽相通（圖13-44）。

（１）換向閥的工作原理：如圖13-45所示為三位四通換向閥的換向工作原理圖。換向閥有３個工作位置（滑閥在中間和左右兩端）和４個通路口（壓力油口 P、回油口 T 和通往執(zhí)行元件兩端的油口 A 和 B） 。 當滑閥處于中間位置時〔圖13-45（a）〕，滑閥的兩個凸肩將 A 、B 油口封死 ，并隔斷進回油口 P 和 T ，換向閥阻止向執(zhí)行元件供壓力油 ，執(zhí)行元件不工作 ；當滑閥處于右位時〔圖13-45（b）〕，壓力油從P口進入閥體，經(jīng) A 口通向執(zhí)行元件 ，而從執(zhí)行元件流回的油液經(jīng) B 口進入閥體 ，并由回油口 T 流回油箱 ，執(zhí)行元件在壓力油作用下向某一規(guī)定方向運動；當滑閥處于左位時〔圖13-45（c）〕，壓力油經(jīng)P 、B 口通向執(zhí)行元件，回油則經(jīng)A 、T 口流回油箱 ，執(zhí)行元件在壓力油作用下反向運動。 控制滑閥在閥體內(nèi)做軸向移動，通過改變各油口間的連接關(guān)系，實現(xiàn)油液流動方向的改變 ，這就是滑閥式換向閥的工作原理。

（２）換向閥的種類、圖形符號。 換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位” ，與液壓傳動系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)稱為“通”。常用的換向閥種類有：二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位三通、三位四通、三位五通和三位六通等。 控制滑閥移動的方法常用的有人力、機械、電氣、直接壓力和先導(dǎo)控制等。常用換向閥的圖形符號見表13-5，常用控制方法的圖形符號示例見表13-6。
一個換向閥的完整圖形符號應(yīng)具有表明工作位置數(shù)、油口數(shù)和在各工作位置上油口的連通關(guān)系、控制方法以及復(fù)位、定位方法的符號 。

（３）三位四通換向閥的中位滑閥機能：三位換向閥的滑閥在閥體中有左、中、右三個工作位置 。左、右工作位置是使執(zhí)行元件獲得不同的運動方向；中間位置則可利用不同形狀及尺寸的閥芯結(jié)構(gòu)，得到多種不同的油口連接方式，除使執(zhí)行元件停止運動外，還具有其他一些功能。三位閥在中間位置時油口的連接關(guān)系稱為滑閥機能，又稱為中位機能。三位四通換向閥滑閥機能的圖形符號如圖13-46所示，其中常用的幾種滑閥機能特點見表13-7。

（４）手動換向閥：手動換向閥是用人力控制方法改變閥芯工作位置的換向閥，有二位二通、二位四通和三位四通等多種形式。如圖 13-47所示為一種三位四通自動復(fù)位手動換向閥。 當手柄上端向左扳時，閥芯２向右移動，進油口P和油口A接通，油口B和回油口T接通。 當手柄上端向右扳時，閥芯左移，這時進油口 P 和油口 B 接通，油口 A 通過環(huán)形槽、閥芯中心通孔與回油口 T 接通，實現(xiàn)換向。 松開手柄時 ，右端的彈簧使閥芯恢復(fù)到中間位置，斷開油路。這種換向閥不能定位在左、右兩端位置上。 如需滑閥在左、中、右三個位置上均可定位 ，可將彈簧換成定位裝置 。

（５）機動換向閥：機動換向閥又稱行程換向閥，是用機械控制方法改變閥芯工作位置的換向閥，常用的有二位二通（常閉和常開）、二位三通、二位四通和二位五通等多種。如圖13-48所示為二位二通常閉式行程換向閥。閥芯的移動通過擋鐵（或凸輪）推壓閥桿２頂部的滾輪1，使閥桿推動閥芯３下移實現(xiàn)。擋鐵移開時，閥芯靠其底部的彈簧４復(fù)位。

（６）電磁換向閥：電磁換向閥簡稱電磁閥，是用電氣控制方法改變閥芯工作位置的換向閥。如圖13-4所示為二位三通電磁換向閥。當電磁鐵通電時，銜鐵通過推桿１將閥芯２推向右端，進油口 P 與油口 B 接通，油口 A 被關(guān)閉。 當電磁鐵斷電時，彈簧３將閥芯推向左端，油口 B 被關(guān)閉，進油口 P 與油口 A 接通 。如圖13-50所示為三位四通電磁換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當右側(cè)的電磁線圈４通電時，吸合銜鐵５將閥芯 ２ 推向左位 ，這時進油口 P 和油口 B 接通，油口 A與回油口 T 相通；當左側(cè)的電磁鐵通電時（右側(cè)電磁鐵斷電），閥芯被推向右位，這時進油口 P 和油口 A 接通，油口 B 經(jīng)閥體內(nèi)部管路與回油口 T 相通，實現(xiàn)執(zhí)行元件換向；當兩側(cè)電磁鐵都不通電時，閥芯在兩側(cè)彈簧３的作用下處于中間位置，這時４個油口均不相通 。
電磁換向閥的電磁鐵可用按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、壓力繼電器等電氣元件控制，無論位置遠近，控制均很方便，且易于實現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換的自動化 ，因而得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)使用電源的不同，電磁換向閥分為交流和直流兩種 。 電磁換向閥用于流量不超過1.05×10－３m３／s的液壓傳動系統(tǒng)中

（７）液動換向閥：液動換向閥是用直接壓力控制方法改變閥芯工作位置的換向閥。如圖13-51為三位四通液動換向閥的工作原理圖。 它是靠壓力油液推動閥芯，改變工作位置實現(xiàn)換向的。當控制油路的壓力油從閥右邊控制油口 K２ 進入右控制油腔時，推動閥芯左移，使進油口 P 與油口B 接通，油口 A 與回油口 T 接通；當壓力油從閥左邊控制油口 K１ 進入左控制油腔時，推動閥芯右移，使進油口 P 與油口 A 接通，油口 B 與回油口 T 接通 ，實現(xiàn)換向；當兩控制油口 K１ 和 K２ 均不通控制壓力油時，閥芯在兩端彈簧作用下居中，恢復(fù)到中間位置。由于壓力油液可以產(chǎn)生很大的推力，所以液動換向閥可用于高壓大流的液壓系統(tǒng)中 。

（８）電液換向閥：電液換向閥是用間接壓力控制（又稱先導(dǎo)控制）方法改變閥芯工作位置的換向閥。電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成 。電磁換向閥起先導(dǎo)作用，稱先導(dǎo)閥，用來控制液流的流動方向，從而改變液動換向閥（稱為主閥）的閥芯位置 ，實現(xiàn)用較小的電磁鐵來控制較大的液流。圖13-52為三位四 通電液換 向閥 的圖形 符號。當先導(dǎo)閥右端電磁鐵通電時，閥芯左移 ，控制油路的壓力油進入主閥右控制油腔，使主閥閥芯左移（左控制油腔油液經(jīng)先導(dǎo)閥泄回油箱），使進油口 P 與油口A 相通，油口 B 與回油口 T 相通；當先導(dǎo)閥左端電磁鐵通電時，閥芯右移，控制油路的壓力油進入主閥左控制油腔，推動主閥閥芯右移（主閥右控制油腔的油液經(jīng)先導(dǎo)閥泄回油箱），使進油口 P 與油口 B 相通，油口 A 與回油口 T 相通，實現(xiàn)換向 。