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先導(dǎo)式溢流閥的工作原理：



當(dāng)壓力油從入口流入時(shí)，壓力作用在主閥芯下端平面上。閥體內(nèi)部設(shè)計(jì)有阻尼孔，壓力油通過(guò)后進(jìn)入先導(dǎo)閥的右腔，并終作用于先導(dǎo)溢流閥的閥芯上。先導(dǎo)溢流閥的閥芯受彈簧推力而處于常閉狀態(tài)，通過(guò)外部的調(diào)節(jié)手柄，可對(duì)彈簧的預(yù)調(diào)壓力做出調(diào)整。當(dāng)液壓壓力小于彈簧預(yù)調(diào)壓力時(shí)，先導(dǎo)閥芯始終處于封閉狀態(tài)，此時(shí)主閥芯亦無(wú)相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力上升，導(dǎo)致先導(dǎo)閥內(nèi)部液壓壓力大于彈簧預(yù)調(diào)壓力，先導(dǎo)閥開啟，在阻尼孔的降壓作用下，主閥芯上、下產(chǎn)生壓力差，因此主閥芯上抬，原本密封的進(jìn)油路以及出油路相通，壓力油直接從進(jìn)油口到出油口，實(shí)現(xiàn)卸荷。

溢流閥由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定不適合用于大流量液壓泵站中。一方面大流量環(huán)境直接造成溢流閥的調(diào)節(jié)手柄旋轉(zhuǎn)困難，甚至無(wú)法調(diào)節(jié)，影響工作。另一方面直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)造成其啟閉特性相對(duì)比較差。因此直動(dòng)式溢流閥用于小流量，要求不高 的液壓系統(tǒng)中。針對(duì)大流量，高精密要求的液壓站，一般選用先導(dǎo)式溢流閥。

傳統(tǒng)單閥芯換向閥的缺陷

傳統(tǒng)的單閥芯換向閥所組成的液壓系統(tǒng)難以合理解決好以下功能和控制之間存在的矛盾：

（1）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少負(fù)載變化對(duì)速度的影響，要么犧牲部分我們想實(shí)現(xiàn)的功能，要么增加額外的液壓元件，如調(diào)速閥、壓力控制閥等，通過(guò)增加阻尼，提高系統(tǒng)速度剛度來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是這樣元件的增加又會(huì)降低效率，浪費(fèi)能源；還會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的可*性降低、增加成本。

（2）由于換向結(jié)構(gòu)的特殊性，使得用戶在實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)購(gòu)買相應(yīng)的液壓元件，再加上工程機(jī)械廠家會(huì)根據(jù)不同終用戶要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的功能，這樣會(huì)造成生產(chǎn)廠家采購(gòu)?fù)?、多?guī)格的液壓控制元件來(lái)滿足不同功能要求的需要，不利于產(chǎn)品通用化及產(chǎn)品管理，同時(shí)會(huì)大大提高產(chǎn)品成本。

（3）由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出液壓油通過(guò)一根閥芯進(jìn)行控制，單控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩側(cè)壓力是不可能的。因此，出油側(cè)背壓作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的反方向，隨著出油側(cè)背壓升高，為保質(zhì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，提高進(jìn)油側(cè)壓力。這樣會(huì)使得液壓系統(tǒng)消耗的功能增加，效率低，發(fā)熱增加。

采用雙閥芯技術(shù)的液壓系統(tǒng)，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出油側(cè)閥口閥芯位置及控制方式各自立，互不影響，這樣通過(guò)對(duì)兩閥芯控制方式的不同組合，利用軟件編程能很好解決傳統(tǒng)單閥系統(tǒng)不能解決的問(wèn)題，同時(shí)還可以輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)的功能。

由于雙閥芯換向兩油口控制的靈活性，兩油口可分別采取流量控制、壓力控制或流量壓力控制。正面介紹兩種簡(jiǎn)單的控制策略。

（1）負(fù)載方向在整個(gè)工作過(guò)程中保持不變

我們知道，對(duì)于汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等而言，其液壓缸在整個(gè)工作過(guò)程中負(fù)載方向始終維持不變。下面以起重機(jī)變幅液壓缸為例來(lái)探討雙閥芯的控制策略。

起重機(jī)變幅缸在工作過(guò)程中其受力，負(fù)載方向始終保持不變，因此我們可以采取液壓缸有桿控用壓力控制、無(wú)桿腔用流量控制的控制策略。

無(wú)桿腔流量控制是通過(guò)檢測(cè)連接到無(wú)桿腔側(cè)閥前后兩側(cè)的壓差，再根據(jù)所需流入或流出流量的多少，計(jì)算出閥芯開口大?。挥袟U腔側(cè)采用壓力控制，使該側(cè)維持一個(gè)低值的壓力，使得更加節(jié)能、。

由于我們?cè)跓o(wú)桿腔采用了流量控制，因此原控制系統(tǒng)中所用的平衡閥可用一個(gè)液控單向閥來(lái)代替。這樣可消除因平衡閥所帶來(lái)的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（2）負(fù)載方向在工作過(guò)程中發(fā)生改變

在這種情況下，采取“進(jìn)油側(cè)壓力控制，出油側(cè)流量控制”，在液壓缸有桿腔側(cè)用壓力控制，無(wú)桿腔側(cè)有流量控制。

如負(fù)載方向不變，由于出油側(cè)采取了流量控制，我們可將雙向平衡閥用液控單向閥來(lái)替換，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)油側(cè)用壓力控制器來(lái)維持一個(gè)較低的參考?jí)毫?，一方面提高系統(tǒng)效率，另一方面使系統(tǒng)不發(fā)生氣穴。

為了使負(fù)載方向變化的工作機(jī)構(gòu)能得到很好控制，另外一個(gè)PI控制器將被運(yùn)用到有桿腔的壓力控制器中，當(dāng)負(fù)載方向改變后，無(wú)桿腔的壓力將減??；如果仍將有桿腔維持一個(gè)很低的壓力，當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，液壓缸將向反方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)我們可用所增加的PI控制器監(jiān)視無(wú)桿腔壓力的變化，當(dāng)PI控制器檢測(cè)到無(wú)桿腔壓力低于所設(shè)定的參考值時(shí)，將提高有桿腔壓力控制器所設(shè)定的壓力，從而系統(tǒng)的正常工作。