換向閥工作與原理

換向閥
　　 利用閥芯對閥體的相對運動，使油路接通、關斷或變換油流的方向，從而實現液壓執行元件及其驅動機構的啟動、停止或變換運動方向。
按閥芯相對于閥體的運動方式：滑閥和轉閥
按操作方式：手動、機動、電磁動、液動和電液動等按閥芯工作時在閥體中所處的位置：二位和三位等。按換向閥所控制的通路數不同：二通、三通、四通和五通等。
1、工作原理
　　 圖4-3a所示為滑閥式換向閥的工作原理圖，當閥芯向右移動一定的距離時，由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口經A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經B口流回油箱，液壓缸活塞向右運動；反之，若閥芯向左移動某一距離時，液流反向，活塞向左運動。 圖4-3b為其圖形符號。

2、 換向閥的結構
1） 手動換向閥

　　 利用手動杠桿來改變閥芯位置實現換向。分彈簧自動復位（a）和彈簧鋼珠（b）定位兩種。

2） 機動換向閥

　　 機動換向閥又稱行程閥，主要用來控制機械運動部件的行程，借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運動，從而控制液流方向。

3） 電磁換向閥

　　 利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。它是電氣系統和液壓系統之間的信號轉換元件。

　　 圖4-9a所示為二位三通交流電磁閥結構。在圖示位置，油口 P和A相通，油口B斷開；當電磁鐵通電吸合時，推桿1將閥芯2推向右瑞，這時油口P和A斷開，而與B相通。當電磁鐵斷電釋放時，彈簧3推動閥芯復位。圖 4－9b為其圖形符號。

4） 液動換向閥

　　 利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的。如圖所示，當壓力油從K2進入滑閥右腔時，K1接通回油，閥芯向左移動，使P和B相通，A和T相通；當K1接通壓力油，K2接通回油，閥芯向右移動，使P和A相通，B和T相通；當K1和K2都通回油時，閥芯回到中間位置。

5）電液換向閥

　　 由電磁滑閥和液動滑閥組成。電磁閥起先導作用，可以改變控制液流方向，從而改變液動滑閥閥芯的位置。用于大中型液壓設備中。

3、 換向閥的性能和特點

1）滑閥的中位機能

　　 各種操縱方式的三位四通和三位五通式換向滑閥，閥芯在中間位置時，各油口的連通情況稱為換向閥的中位機能。其常用的有“Ｏ”型、“Ｈ”型、“Ｐ”型、Ｋ”型、“Ｍ”型等。

　　 分析和選擇三位換向閥的中位機能時，通常考慮：

（1） 系統保壓 P口堵塞時，系統保壓，液壓泵用于多缸系統。

（2） 系統卸荷 P口通暢地與T口相通，系統卸荷。（H K X M型）

（3） 換向平穩與精度 A、B兩口堵塞，換向過程中易產生沖擊，換向不平穩，但精度高；A、B口都通T口，換向平穩，但精度低。

（4） 啟動平穩性 閥在中位時，液壓缸某腔通油箱，啟動時無足夠的油液起緩沖，啟動不平穩。

（5） 液壓缸浮動和在任意位置上停止

2）滑閥的液動力

　　 由液流的動量定律可知，油液通過換向閥時作用在閥芯上的液動力有穩態液動力和瞬態液動力兩種。

（1）穩態液動力：閥芯移動完畢，開口固定后，液流流過閥口時因動量變化而作用在閥芯上有使閥口關小的趨勢的力，與閥的流量有關。


（2）瞬態液動力：滑閥在移動過程中，閥腔液流因加速或減速而作用在閥芯上的力，與移動速度有關。


3）液壓卡緊現象

卡緊原因：臟物進入縫隙；溫度升高，閥芯膨脹；但主要原因是滑閥副幾何形狀和同心度變化引起的徑向不平衡力的作用，其主要包括：

a閥芯和閥體間無幾何形狀誤差，軸心線平行但不重合

b 閥芯因加工誤差而帶有倒錐，軸心線平行但不重合

c 閥芯表面有局部突起

減小徑向不平衡力措施：

1） 提高制造和裝配精度

2） 閥芯上開環形均壓槽