液壓換向閥的工作原理以及種類有哪些？

換向閥通過(guò)改變閥芯和閥體間的相對(duì)位置 ，控 制油液流 動(dòng)方向 ，接通 或關(guān)閉油路，從而改變液壓傳動(dòng)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(dòng)，稱為滑閥。 滑閥是一個(gè)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(gè)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(gè)工作位置（滑閥在中間和左右兩端）和４個(gè)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(dāng)滑閥處于中間位置時(shí)〔圖13-45（a）〕，滑閥的兩個(gè)凸肩將 A 、B 油口封死 ，并隔斷進(jìn)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(dāng)滑閥處于右位時(shí)〔圖13-45（b）〕，壓力油從P口進(jìn)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(jìn)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(yùn)動(dòng)；當(dāng)滑閥處于左位時(shí)〔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(yùn)動(dòng)。 控制滑閥在閥體內(nèi)做軸向移動(dòng)，通過(guò)改變各油口間的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)油液流動(dòng)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(hào)。 換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位” ，與液壓傳動(dòng)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(dòng)的方法常用的有人力、機(jī)械、電氣、直接壓力和先導(dǎo)控制等。常用換向閥的圖形符號(hào)見表13-5，常用控制方法的圖形符號(hào)示例見表13-6。
一個(gè)換向閥的完整圖形符號(hào)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(hào) 。

（３）三位四通換向閥的中位滑閥機(jī)能：三位換向閥的滑閥在閥體中有左、中、右三個(gè)工作位置 。左、右工作位置是使執(zhí)行元件獲得不同的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)外，還具有其他一些功能。三位閥在中間位置時(shí)油口的連接關(guān)系稱為滑閥機(jī)能，又稱為中位機(jī)能。三位四通換向閥滑閥機(jī)能的圖形符號(hào)如圖13-46所示，其中常用的幾種滑閥機(jī)能特點(diǎn)見表13-7。

（４）手動(dòng)換向閥：手動(dòng)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(dòng)復(fù)位手動(dòng)換向閥。 當(dāng)手柄上端向左扳時(shí)，閥芯２向右移動(dòng)，進(jìn)油口P和油口A接通，油口B和回油口T接通。 當(dāng)手柄上端向右扳時(shí)，閥芯左移，這時(shí)進(jìn)油口 P 和油口 B 接通，油口 A 通過(guò)環(huán)形槽、閥芯中心通孔與回油口 T 接通，實(shí)現(xiàn)換向。 松開手柄時(shí) ，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(gè)位置上均可定位 ，可將彈簧換成定位裝置 。

（５）機(jī)動(dòng)換向閥：機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程換向閥，是用機(jī)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(dòng)通過(guò)擋鐵（或凸輪）推壓閥桿２頂部的滾輪1，使閥桿推動(dòng)閥芯３下移實(shí)現(xiàn)。擋鐵移開時(shí)，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(jiǎn)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(dāng)電磁鐵通電時(shí)，銜鐵通過(guò)推桿１將閥芯２推向右端，進(jìn)油口 P 與油口 B 接通，油口 A 被關(guān)閉。 當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，彈簧３將閥芯推向左端，油口 B 被關(guān)閉，進(jìn)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(dāng)右側(cè)的電磁線圈４通電時(shí)，吸合銜鐵５將閥芯 ２ 推向左位 ，這時(shí)進(jìn)油口 P 和油口 B 接通，油口 A與回油口 T 相通；當(dāng)左側(cè)的電磁鐵通電時(shí)（右側(cè)電磁鐵斷電），閥芯被推向右位，這時(shí)進(jìn)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(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件換向；當(dāng)兩側(cè)電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯在兩側(cè)彈簧３的作用下處于中間位置，這時(shí)４個(gè)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(wú)論位置遠(yuǎn)近，控制均很方便，且易于實(shí)現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換的自動(dòng)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(guò)1.05×10－３m３／s的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中

（７）液動(dòng)換向閥：液動(dòng)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(dòng)換向閥的工作原理圖。 它是靠壓力油液推動(dòng)閥芯，改變工作位置實(shí)現(xiàn)換向的。當(dāng)控制油路的壓力油從閥右邊控制油口 K２ 進(jìn)入右控制油腔時(shí)，推動(dòng)閥芯左移，使進(jìn)油口 P 與油口B 接通，油口 A 與回油口 T 接通；當(dāng)壓力油從閥左邊控制油口 K１ 進(jìn)入左控制油腔時(shí)，推動(dòng)閥芯右移，使進(jìn)油口 P 與油口 A 接通，油口 B 與回油口 T 接通 ，實(shí)現(xiàn)換向；當(dāng)兩控制油口 K１ 和 K２ 均不通控制壓力油時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(lái)控制液流的流動(dòng)方向，從而改變液動(dòng)換向閥（稱為主閥）的閥芯位置 ，實(shí)現(xiàn)用較小的電磁鐵來(lái)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(hào)。當(dāng)先導(dǎo)閥右端電磁鐵通電時(shí)，閥芯左移 ，控制油路的壓力油進(jìn)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(jìn)油口 P 與油口A 相通，油口 B 與回油口 T 相通；當(dāng)先導(dǎo)閥左端電磁鐵通電時(shí)，閥芯右移，控制油路的壓力油進(jìn)入主閥左控制油腔，推動(dòng)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(jìn)油口 P 與油口 B 相通，油口 A 與回油口 T 相通，實(shí)現(xiàn)換向 。