1.3.2　换向阀

换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。

（1）换向阀的分类

①按结构形式可分为滑阀式、转阀式、球阀式。

②按阀体连通的主油路数可分为二通、三通、四通等。

③按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、三位、四位等。

④按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。

⑤按阀芯定位方式可分为钢球定位式、弹簧复位式。

（2）换向阀的结构

如图1-13所示，阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。

表1-1所示为换向阀主体部分的结构形式。

（3）换向阀的操纵形式

换向阀包括手动阀、机动阀、液/气动阀、电液/气动阀、电磁阀等。换向阀操纵形式如表1-2所示。

（4）电磁换向阀

下面以三位四通电磁换向阀为例说明其结构原理。

三位四通电磁换向阀结构和图形符号如图1-14所示。阀芯运动是借助于电磁力和弹簧力的共同作用。电磁铁不得电，阀芯处于中位，油口P、T、A、B均不通；左侧电磁铁线圈得电，电磁铁产生一个向右电磁推力，通过推杆推动阀芯右移，油口P与B通，A与T通；右侧电磁铁线圈得电，电磁铁产生一个向左电磁推力，通过推杆推动阀芯左移，油口P与A通，B与T通。

（5）手动换向阀

手动换向阀阀芯运动是借助于外力实现的，三位四通手动换向阀的结构和图形符号如图1-15所示。

手动换向阀根据操作方式，可分为手动和脚踏两种。其特点是工作可靠，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。

手动换向阀根据阀芯的定位方式，可分为弹簧钢球定位式与弹簧自动复位式。

（6）机动换向阀

机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向，机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动换向阀又分为常闭和常开两种（图1-16）。图1-16（a）所示为滚轮式二位三通常闭式机动换向阀的结构，在图示位置阀芯2被弹簧1压向上端，油腔P和A通，B口关闭。当挡铁或凸轮压住滚轮4，使阀芯2移动到下端时，就使油腔P和A断开，P和B接通，A口关闭。图1-16（b）所示为其图形符号。

（7）三位四通换向阀的中位机能

三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。这种连通方式称为换向阀的中位机能。

三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及其特点如表1-3所示。三位五通换向阀的情况与此相仿。不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。

在分析和选择阀的中位机能时，通常考虑以下几点。

①系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时（如X型），系统能保持一定的压力供控制油路使用。

②系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。

③启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳。

④液压缸“浮动”和在任意位置上的停止，阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。当A、B两口堵塞或与P口连接（在非差动情况下）时，则可使液压缸在任意位置处停下来。三位五通换向阀的机能与上述相仿。

（8）电液换向阀

采用电磁换向阀控制液动换向阀的组合称为电液动换向阀，简称电液换向阀，它集中了电磁换向阀和液动换向阀的优点。这里，电磁换向阀起先导控制作用，称为先导阀，其通径可以很小；液动换向阀为主阀，控制主油路换向。图1-17所示为电液换向阀结构、图形符号与油路。

（9）电磁球阀

电磁球阀是以电磁铁的推力为动力，推动钢球阀芯运动来实现油路通断和切换的。电磁球阀的密封性能好，反应速度快，换向频率高，对工作介质黏度的适应范围广；没有滑阀所需承受的液压卡紧力，换向和复位所需的力量小，可用于高压系统；靠球式阀芯密封换向，抗污染能力强。但目前电磁球阀可供选用的机能少，规格较小。电磁球阀主要应用在高压小流量系统中，或在大流量系统中用作先导控制元件。

图1-18所示为二位三通电磁球阀的工作原理和图形符号。其主要由左、右阀座，阀芯钢球，弹簧，阀芯推杆，电磁铁，操纵推杆，杠杆等组成。图示为其常态位，弹簧作用力使钢球压向左阀座，P、A导通，A、T封闭。当电磁铁通电时，杠杆推动阀芯压缩弹簧，使钢球压向右阀座，P、A封闭，A、T导通，实现换向。图1-19所示为通电磁球阀得电后的结构状态。