液压换向阀的工作原理以及种类有哪些？

换向阀通过改变阀芯和阀体间的相对位置 ，控 制油液流 动方向 ，接通 或关闭油路，从而改变液压传动系统的工作状态的方向 。 常用的换向阀阀芯在阀体内作往复滑动，称为滑阀。 滑阀是一个有多段环形槽的圆柱体，其直径大的部分称凸肩 ，凸肩与阀体内孔相配合 。 阀体内孔中加工有若干段环形槽，阀体上有若干个与外部相通的通路口，并与相应的环形槽相通（图13-44）。

（１）换向阀的工作原理：如图13-45所示为三位四通换向阀的换向工作原理图。换向阀有３个工作位置（滑阀在中间和左右两端）和４个通路口（压力油口 P、回油口 T 和通往执行元件两端的油口 A 和 B） 。 当滑阀处于中间位置时〔图13-45（a）〕，滑阀的两个凸肩将 A 、B 油口封死 ，并隔断进回油口 P 和 T ，换向阀阻止向执行元件供压力油 ，执行元件不工作 ；当滑阀处于右位时〔图13-45（b）〕，压力油从P口进入阀体，经 A 口通向执行元件 ，而从执行元件流回的油液经 B 口进入阀体 ，并由回油口 T 流回油箱 ，执行元件在压力油作用下向某一规定方向运动；当滑阀处于左位时〔图13-45（c）〕，压力油经P 、B 口通向执行元件，回油则经A 、T 口流回油箱 ，执行元件在压力油作用下反向运动。 控制滑阀在阀体内做轴向移动，通过改变各油口间的连接关系，实现油液流动方向的改变 ，这就是滑阀式换向阀的工作原理。

（２）换向阀的种类、图形符号。 换向阀滑阀的工作位置数称为“位” ，与液压传动系统中油路相连通的油口数称为“通”。常用的换向阀种类有：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。 控制滑阀移动的方法常用的有人力、机械、电气、直接压力和先导控制等。常用换向阀的图形符号见表13-5，常用控制方法的图形符号示例见表13-6。
一个换向阀的完整图形符号应具有表明工作位置数、油口数和在各工作位置上油口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法的符号 。

（３）三位四通换向阀的中位滑阀机能：三位换向阀的滑阀在阀体中有左、中、右三个工作位置 。左、右工作位置是使执行元件获得不同的运动方向；中间位置则可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方式，除使执行元件停止运动外，还具有其他一些功能。三位阀在中间位置时油口的连接关系称为滑阀机能，又称为中位机能。三位四通换向阀滑阀机能的图形符号如图13-46所示，其中常用的几种滑阀机能特点见表13-7。

（４）手动换向阀：手动换向阀是用人力控制方法改变阀芯工作位置的换向阀，有二位二通、二位四通和三位四通等多种形式。如图 13-47所示为一种三位四通自动复位手动换向阀。 当手柄上端向左扳时，阀芯２向右移动，进油口P和油口A接通，油口B和回油口T接通。 当手柄上端向右扳时，阀芯左移，这时进油口 P 和油口 B 接通，油口 A 通过环形槽、阀芯中心通孔与回油口 T 接通，实现换向。 松开手柄时 ，右端的弹簧使阀芯恢复到中间位置，断开油路。这种换向阀不能定位在左、右两端位置上。 如需滑阀在左、中、右三个位置上均可定位 ，可将弹簧换成定位装置 。

（５）机动换向阀：机动换向阀又称行程换向阀，是用机械控制方法改变阀芯工作位置的换向阀，常用的有二位二通（常闭和常开）、二位三通、二位四通和二位五通等多种。如图13-48所示为二位二通常闭式行程换向阀。阀芯的移动通过挡铁（或凸轮）推压阀杆２顶部的滚轮1，使阀杆推动阀芯３下移实现。挡铁移开时，阀芯靠其底部的弹簧４复位。

（６）电磁换向阀：电磁换向阀简称电磁阀，是用电气控制方法改变阀芯工作位置的换向阀。如图13-4所示为二位三通电磁换向阀。当电磁铁通电时，衔铁通过推杆１将阀芯２推向右端，进油口 P 与油口 B 接通，油口 A 被关闭。 当电磁铁断电时，弹簧３将阀芯推向左端，油口 B 被关闭，进油口 P 与油口 A 接通 。如图13-50所示为三位四通电磁换向阀的结构原理图。当右侧的电磁线圈４通电时，吸合衔铁５将阀芯 ２ 推向左位 ，这时进油口 P 和油口 B 接通，油口 A与回油口 T 相通；当左侧的电磁铁通电时（右侧电磁铁断电），阀芯被推向右位，这时进油口 P 和油口 A 接通，油口 B 经阀体内部管路与回油口 T 相通，实现执行元件换向；当两侧电磁铁都不通电时，阀芯在两侧弹簧３的作用下处于中间位置，这时４个油口均不相通 。
电磁换向阀的电磁铁可用按钮开关、行程开关、压力继电器等电气元件控制，无论位置远近，控制均很方便，且易于实现动作转换的自动化 ，因而得到广泛的应用。根据使用电源的不同，电磁换向阀分为交流和直流两种 。 电磁换向阀用于流量不超过1.05×10－３m３／s的液压传动系统中

（７）液动换向阀：液动换向阀是用直接压力控制方法改变阀芯工作位置的换向阀。如图13-51为三位四通液动换向阀的工作原理图。 它是靠压力油液推动阀芯，改变工作位置实现换向的。当控制油路的压力油从阀右边控制油口 K２ 进入右控制油腔时，推动阀芯左移，使进油口 P 与油口B 接通，油口 A 与回油口 T 接通；当压力油从阀左边控制油口 K１ 进入左控制油腔时，推动阀芯右移，使进油口 P 与油口 A 接通，油口 B 与回油口 T 接通 ，实现换向；当两控制油口 K１ 和 K２ 均不通控制压力油时，阀芯在两端弹簧作用下居中，恢复到中间位置。由于压力油液可以产生很大的推力，所以液动换向阀可用于高压大流的液压系统中 。

（８）电液换向阀：电液换向阀是用间接压力控制（又称先导控制）方法改变阀芯工作位置的换向阀。电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成 。电磁换向阀起先导作用，称先导阀，用来控制液流的流动方向，从而改变液动换向阀（称为主阀）的阀芯位置 ，实现用较小的电磁铁来控制较大的液流。图13-52为三位四 通电液换 向阀 的图形 符号。当先导阀右端电磁铁通电时，阀芯左移 ，控制油路的压力油进入主阀右控制油腔，使主阀阀芯左移（左控制油腔油液经先导阀泄回油箱），使进油口 P 与油口A 相通，油口 B 与回油口 T 相通；当先导阀左端电磁铁通电时，阀芯右移，控制油路的压力油进入主阀左控制油腔，推动主阀阀芯右移（主阀右控制油腔的油液经先导阀泄回油箱），使进油口 P 与油口 B 相通，油口 A 与回油口 T 相通，实现换向 。