压力控制阀简称压力阀。其基本功能是控制液压系统压力或利用压力作为信号去控制其他元件的动作。按功用可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。其共同之处是：利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡实现控制。
一、溢流阀
溢流阀是利用溢出系统中部分或全部流量来控制系统压力的元件。它的用途有两个：一是用来保持系统压力的稳定，其阀口常开溢流；二是起过载保护作用，即安全阀的作用，其阀口常闭，只有当系统过载时才打开溢流，以限定系统zui高压力。根据结构不同，溢流阀又分为直动式和先导式两类。
（一）溢流阀的结构与工作原理
1.直动式溢流阀
如图5-15所示，直动式溢流阀由阀体、阀芯、弹簧和调压螺栓等组成。
压力液体从P口进入，作用于阀芯上，当液压作用力小于弹簧力时，阀芯关闭阀口；当液压作用力大于弹簧力时，阀芯被推开，压力液体经阀口、回液口T向油箱溢流，压力越高，阀口开度越大，溢流量也越大，乃至溢出系统全部流量，实现稳压或过载保护作用。通过调压螺拴改变弹簧预压缩量，可调节溢流阀的动作压力。
这种溢流阀是利用主液流直接作用于阀芯上与弹簧力相平衡来实现压力控制的，故称直动式溢流阀或直接作用式溢流阀。其阀芯结构除锥阀外，还有球阀、滑阀和平面阀（多用于液压支架）等。
溢流阀在稳定工作时，作用在“芯上力的平衡方程式（忽略阀芯自重和摩擦力）为
（5-1）
或 （5-2）
式中 p—系统工作压力；
A—阀芯有效作用面积；
K—弹簧刚度；
x0—弹簧预压缩量；
x—阀口开启时的阀芯位移量，即弹簧附加压缩量。
由工作原理并分析式（5一2）可看出如下间题：
（1）当液压作用力PA很大时，即高压大流量系统，要求弹簧力K（xo=x）必须很大，使弹簧粗大，调节费力，易产生振动和噪声，并且影响阀的结构尺寸；
（2）在阀口初开（x→0）和阀口全开（xzui大，全溢流），对应的弹簧力不同，所以压力p也不同。弹簧刚度越大，差异越大，不利于保持系统压力的稳定；
（3）由于主液流直接作用于阀芯上，所以动作响应快。
综上所述，直动式溢流阀适于作安全阀使用或在低压小流量系统中作溢流阀（稳压）使用。
图5—16为一种高压安全阀的结构，它用于MLS3—170型采煤机牵引部的液压系统。这种安全阀由阀体、阀套、阀芯、弹簧、调整垫、螺栓等组成。阀芯的锥面部分与阀套口接触形成锥阀阀口，阀芯的圆柱尾部以0.1mm间隙装入阀套孔中，阀套下部铆入一个8钢球，阀芯下端面与钢球之间构成一个阻尼腔，阀芯上部的调压弹簧预紧力由调整垫调整。压力液体从P口进入阀套孔作用于阀芯锥面和圆柱尾部,上端环形平面上，同时经0.1 mm的间隙进入阻尼腔作用于阀芯下端面上。当液压作用力大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启溢流，起安全保护作用。当过载消除后，进口压力下降、弹簧使阀芯下移关闭，此时阻尼腔的液体经间隙外流，由于阻尼作用使阀芯动作平稳减小冲击。
另外，为适应液压系统需要．在阀芯的泄液口安装了一个1带门小孔（节流孔）的螺塞8，所产生的背压由P0口经管路引至一个控制阀。
2.先导式溢流阀
1） 结构与工作原理
图5 - 17 为YF型阀两部分组成。
先导阀实际上是一个小流量的直动式溢流阀，它由调压螺栓、调压弹簧、锥形阀芯、阀座和阀盖等组成。调压弹簧刚度较大，溢流阀的动作压力由先导阀调定。
主阀由阀体、主阀芯和主弹簧等组成。主阀芯与阀口配合处为锥形，中部为平衡活塞，其上有一阻尼孔，主阀芯中心有一轴向通孔。主弹簧刚度较小，它以一定的预压缩量装入主阀上端，使溢流口关闭。溢流量由主阀控制。
先导式溢流阀的工作原理如下：
由系统来的压力液体从P口进入，经主阀芯阻尼孔充满主阀上端，再经先导阀座孔作用在先导阀芯上。
当系统压力较低时，作用在先导阀芯上的液压作用力不足以克服调压弹簧力，先导阀关闭，阀内液体处于静止状态，故主阀芯两端的液压作用力相等，主阀芯在主弹簧作用下处于关闭位置。
当系统压力升高使作用在先导阀芯上的液压作用力大于调压弹簧力时，先导阀打开，压力液体经主阀芯上阻尼孔～先导阀口～主阀芯中心孔，溢流口回油箱。由于液流经过阻尼孔要产生压力损失，故主阀芯两端的压力不再相等，其压力差将随先导阀的流量增加而增大，当通过先导阀的流量达到一定值时，主阀芯两端的压力差便可克服主弹簧的预紧力以及主阀芯的自重和摩擦力，使主阀芯移动打开溢流口，大量的压力液体便从溢流口流至油箱。
溢流时。液体通过阀口时流速较大，且改变了流动方向，将产生一个向上的液动力（液流速度的大小或方向发生变化对阀芯产生附加作用力），使阀芯开启，不易稳定。所以在主阀芯下端增加一个消振尾．产生向下的液动力，使主阀芯趋于关闭，以提高溢流阀工作的稳宁性
主阀芯受力分析：
若忽略主阀芯自重和摩擦力．那么溢。流阀在稳定工作时，作用在主阀芯上力的平衡方程式为
（5-3）
（5-4）
式中 P—系统工作压力；
P1—主阀芯阻尼孔以后的压力；
A—主阀芯两端有效作用面积；为保证主阀关闭时有足够的通常上端面积是下端面积的1.03～1.05倍，为便于分析，可看作相等；
K—主弹簧刚度；
x0—主弹簧预压缩量；
x—溢流口开启时的主阀芯位移量。
由工作原理并比较式（5—4）和式（5—2），可看出如下间题：
（1）主弹簧仅用于平衡主阀芯两端的液压力差（P-P1），这个差值远小于系统工作压力P，所以主弹簧力K（x0+x）较小，即主弹簧刚度不大而较软，在高压大流量系统中使用时，不会因弹簧粗大而影响结构尺寸；
（2）由于主弹簧较软，在主阀口（溢流口）初开和全开时，虽然弹簧压缩量x不同，但弹簧力变化不大，与之平衡的压力差变化也不大，所以利于保持压力的稳定，即稳压性能好；
（3）先导阀调压弹簧直接承受系统压力，但因先导阀流量很小，仅为全溢流量的0.5%～1%,所以其阀座孔直径也很小，作用在先导阀芯上的液压作用力也不大，相应地调压弹簧刚度也不大，利于手动调节，结构也紧凑；
（4）主阀动作滞后于先导阀动作，故动作反应不如直动式迅速。
综上所述，先导式溢流阀适于在高压大流量系统,中作溢流阀（稳压）使用。
2） 远控口的作用
先导式溢流阀具有远控口，对于不同结构类型的阀，远控口的具体位置有可能不同，但它都位于阻尼孔与先导阀座之间的区域。在使用上，远控口可实现多种控制功能。
（1）远程调压。将远控口通过管路与调压阀（小流量直动式溢流阀）连接，可实现远程调压（图5）此时调压阀代替了先导阀的功能，而先导阀可以*关死或调定在系统的zui大压力值上。
（2）多级调压。将远控口通过换向阀与多个调压阀相连，可实现多级调压。图5-19为三级调压，溢流阀1的调定压力zui高，而另外两个调压阀2和3 的调定压力可依次降低。当换向阀处于中位时，系统压力由溢流阀1调定，当换向阀处于左位或右位时，则系统压力由调压阀2或3调定。
（3）系统卸荷。将远控口通过二位二通阀与油箱接通时，溢流阀进口压力只需先克服主弹簧力便图5-19溢流阀的多级调压可溢流，可实现系统卸荷（图5-20）。通常将溢流阀处于卸荷状态时通过公称流量下的进、出口压力差定义为卸荷压力。其值越小越好，对于中低压阀不大于0.2 MPa．高压阀不大于0.4 MPa.卸荷压力是溢流阀的性能指标之一。
（4）远程无级调压。将远控口与电液调压装置（喷嘴一挡板）相连时，可通过电气系统实现溢流阀的远程无级调压（图5-21）。其原理如下：
动圈（可动线圈）与挡板固定连接，未通入控制电流时，十字弹簧使挡板*上移，喷嘴全开，压力液体从远控口流出经喷嘴流回油箱，液压系统卸荷。当动圈通人控制电流时，*磁铁吸引动圈向下移动，其—移动量与电流大小有关，喷嘴与挡板之间的间隙量变小，液体流通阻力增大，系统压力升高；当挡板*遮盖喷嘴时，系统压力达到溢流阀的调定值。喷嘴一挡板装置实质上是一个可调节的局部阻力，利用该装置，通过对动圈控制电流的调节，可使系统压力在溢流阀调定压力与卸荷压力之间得到无级调节。这种装置普遍用于提升机的液压站。
（一） 溢流阀的压力—流量特性
压力—流量特性是指稳定状态下（系统压力无突变）溢流阀的进口压力（系统压力）与溢流量之间的关系。由溢流阀的工作原理可知：当阀的进口压力大于调压弹簧力时，溢流阀开始溢流，压力越高．阀口开度越大，溢流量也越大。压力—流量特性不仅与阀的结构、弹簧刚度有关，还与摩擦力、液动力、加工质量、使用条件（温度、背压）等因素有关，所以实际的特性曲线要由试验来测定。
由于阀芯与阀体之间摩擦阻力的影响，造成溢流阀在开启过程与闭合过程中压力—流量特性的差异。通常将开启过程中的压力—流量特性称为开启特性。而将闭合过程中的压力—流量特性称为闭合特性。并将开启特性和闭合特性统称为启闭特性。
开启过程中主阀芯受力平衡关系式为（略去阀芯自重）
式中 -液压作用力；
-弹簧力；
f-摩擦力。
闭合过程中主阀芯受力平衡关系式为（略去阀芯自重）
或
综合表示为
（5-5）
式（5-5）在开启过程中取“十”，在闭合过程中取“一”，可见开启压力高于闭合压力。启闭特性曲线如图5-22所示，若不考虑摩擦力的影响，闭合过程与开启过程的压力－流量特性应当重合，如图中虚线所示。由于摩擦力很难准确计算，所以启闭特性需由试验测定。由特性曲线和受力分析可知：对于相同的液压力，在开启和闭合过程中对应的弹簧力不同，故阀口开度不同，溢流量也不同。
为便于测定，规定在开启过程中溢流量达到额定流量的图5-22溢流阀的启特特性1％时，所对应的压力为开启压力。规定在闭合过程中，溢流量减少到额定流量的1％时，所对应的压力为闭合压力。通常要求先导式溢流阀的开启压力不低于调定压力的95%，而闭合压力不低于调定压力的90%。
调定压力是指溢流阀通过额定流量时所对应的压力，也称全流量压力或全开压力。一般情况下，液压系统中溢流阀，在调定时应使全流量通过，这点务必注意。
溢流阀的调压范围取决于弹簧力的调节范围，在使用中应注意调定压力不要超出这个范围，否则压力将出现突跳和迟滞现象或出现较大的振动和噪声。我国在公称压力为31.5MPa的压力控制阀中，将调压弹簧分为4根．调压范围划分为4档，即0.6 MPa～8MPa. 4MPa～16MPa, 8MPa～20MPa, 16MPa～ 31.5 Mpa。（三）溢流阀的应用举例
1.安全保护回路
图5－12中的溢流阀起安全保护作用，它是常闭的，只有当液压缸工作过载时，溢流阀才打开溢流，限制系统zui高压力。
2.稳压溢流回路
图5-23为节流调速系统，调节节流阀开口的大小可以调节进入液压缸的流量，定量泵多余流量则从溢流阀回油箱。在工作中溢流是常开的，泵的出口压力由溢流阀调定，并保持基本稳定。
另外，溢流阀还可用于远程调压回路（图5-18）、多级调压回路（图5-19）、卸荷回路（图5-20）,远程无级调压回路（图5-21）以及背压回路（溢流阀安装于液动机回液管路上）等。
二、减压阀
减压阀是一种利用压力液体流过阀口缝隙产生压降的原理来使出口压力低于进口压力的压力控制阀。在液压系统中，若一台泵同时向几个液动机供液，而某一个液动机所需的工作压力低于泵的供液压力时，可在该液动机供液支路上串联一个减压阀，即使用一个压力源配合减压阀能同时提供两个或几个不同压力的输出。
减压阀按作用不同，分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。通常所说的减压阀是值减压阀，它可以保持出口压力恒定，不受进口压力变化的影响，应用较广；定差减压阀是保持阀的进出口压力差恒定；定比减压阀是保持阀的进出口压力之比恒定。下面只介绍定值减压阀。
（一）减压阀的结构和工作原理
减压阀按结构也分为直动式和先导式两种，作为国产标准系列产品都为先导式，直动式一般与其他阀组合使用。
先导式减压阀的结构如图5-24所示，它由先导阀和主阀组成。先导阀多为锥阀，起调压作用；主阀多为滑阀式。起减压作用。
压力液体从进口流入，经主阀芯和阀体间形成的减压缝隙h，即减压，阀口，再从出口流出。出口压力一方面送至液动机，另一方面经阀体上小孔进入主阀下腔，又经主阀芯上的阻尼孔进入主阀上腔，并作用在先导阀芯上。
当进口压力P1（也称一次压力）或出口压力P2（也称二次压力）小于先导阀的开启压力时．先导阀关闭，主阀芯阻尼孔无液体流动，故主阀芯两端液压力相等，主阀芯被主弹簧力推至zui下端位置，减压缝隙hzui大，即阀门全开，不起减压作用，出口压力等于进口压力，即P1=P2
当进口压力p1；升高引起出口压力P2：大于先导阀开启压力时，先导阀打开，少量液体从出口一阀体上小孔一主阀芯阻尼孔一先导阀口—泄流口L回油箱，液流经过阻尼孔产生压力损失，故主阀芯两端出现压力差，此压力差克服主弹簧力使主阀芯上移，将减压缝隙人减小，通流阻力增大，利用液流在缝隙处产生的局部压力损失使出口压力P2降低，达到减压目的。如果进口压力引起出口压力再继续升高时，先导阀口将进一步增大，阻尼孔流量将增加，流速加快，阻尼作用增强，主阀芯两端压力差也将增大，主阀芯将再向上移动，使缝隙h进一步减小，液流经过缝隙产生的局部压力损失增大，从而使出口压力下降，稳定在调定值上。由此可知：减压阀在出口负载不变的条件下，若进口压力在减压阀开启压力以上范围内变化时，通过减压阀的自动调节作用，可使出口压力基本恒定。
若减压阀出口负载增大，减压阀仍能使出口压力稳定，但此时减压缝隙很小，阀口接近于全闭，其输出液流经先导阀口、泄流口回油箱，与出口相连的液动机将不动作。
另外，在液压系统中，与减压阀进口相连的主回路或减压回路不能卸荷，否则二者将产生互相干扰，使另一条回路不能建立起需要的工作压力。
由上述工作原理可知：减压阀的进出口均为工作压力，故必须串联于管路中使用；减压阀利用出口压力与弹簧力相平衡，实现压力控制；其出口压力由先导阀调定，并通过自动调节使阀口缝隙产生的压力损失变化，保持定值输出；先导阀的流量必须经单独的泄流口引入油箱；在原始状态，减压阀口处于全开位置，在工作状态则处于减小位置。这些方面与溢流阀是不同的，请注意比较。
减压阀的远控口通过换向阀与远程调压阀（替代减压阀的先导阀）相连，则可实现远程减压和多级减压等作用，其原理可参照溢流阀的远程调压和多级调压来理解。
（二）减压阀的应用举例
减压阀的基本应用是减压回路，由于减压阀是利用：阻力损失实现减压的，所以能量损失较大，并使工作液体发热，故常用于短期工作的辅助系统。
图5-25为MLS3—170型采煤机紧链装置的液压系统，该装置固定于工作面刮板输送机两端的机头和机尾上，利用液压支架的乳化液泵站提供的高压液体，经减压后输入紧链液压缸，使牵引链的松边保持一定的张紧力。
减压阀为直动式，它与安全阀、单向阀等组成一个阀组，称为紧链阀组。当减压阀进口压力突然下降时，单向阀关闭，使液压缸液体封闭，以保持牵引链的张紧状态。牵引链的zui大张紧力由安全阀限定。
减压阀的调定压力为17.6 MPa，安全阀的调定压力为19.6 MPa。在工作过程中，液压缸的工作压力在17.6 MPa ～19.6 MPa范围内变化，对应的牵引链张紧力为44kN～49kN.
三、顺序阀
顺序阀是利用液压力的变化来控制阀口开启或关闭，以实现各液动机依次顺序动作的压力阀。
根据控制方式，顺序阀可分为两类：一是直接利用阀的进口压力来控制阀芯动作的内控顺序阀，又称直控顺序阀；二是利用另外的控制液压力使阀芯动作的外控顺序阀。
根据结构的不同，顺序阀分为直动式和先导式两种，目前应用较多的是直动式。
（一）顺序阀的结构和工作原理
图5-26为直动式高压顺序阀，它由阀体、主阀芯、控制阀芯和弹簧等组成。压力可达31.5MPa.
进口压力液体经阀体和下盖的孔道f作用于控制阀芯下端面上，当液压作用力小于弹簧力时，主阀芯处于zui下端位置，阀口关闭，进出口通道切断，当进口压力升高使液压作用力大于弹簧力时，控制阀芯将主阀芯顶起，阀口开启，进出口连通，压力液体经顺序阀输出，使与其相连的执行元件动作。调节弹簧预压缩量可调节顺序阀的动作压力。
为防止顺序阀因泄漏引起执行元件的误动作，要求顺序阀具有良好的密封性能，因此阀体与阀芯的密封长度（重叠长度）比较长。
为避免弹簧过于粗大，高压直动式顺序阀的压力液体不直接作用于主阀芯上，而是作用在直径较小的控制阀芯上，以减小液压作用力。对于中低压阀可直接作用于主阀芯上。
由于顺序阀的出口也是压力液体，所以主阀芯上部的泄漏液体必须经单独的外泄口引人油箱。
这种阀有两种控制方式。图示状况为直控式（内控式），其图形符号如图5-26（a）所示。若将下盖相对阀体旋转900安装，则直控孔道断开，再将控制口K的丝堵去掉，接上控制管路，通上控制液压力，则成为外控式，其图形符号如图5-26（b） 所示。
若将上盖相对于阀体旋转1800安装，并将外泄口L堵死，则泄漏口经阀体孔道与出口相通（内泄液式），再将出口接通油箱，并采用外控式，顺序阀便成了卸荷阀，其图形符号如图5-26（c）所示；若采用直控式，可起溢流阀和背压阀作用。
应当注意：顺序阀在起顺序和卸荷作用时，工作状态阀口是全开的，其进口压力与出口压力相等；当起溢流和背压作用时，其阀口开度是变化的，有阻力损失，进口压力与出口压力不等。
（二）顺序阀应用举例
1.顺序动作回路
图5-27为顺序动作回路，要求液压缸B后动作，所以在其支路上串联了一个顺序阀。当换向阀处于左位时，液压泵供给的压力液体经换向阀直接引人液压缸A的左腔，推动活塞伸出，在活塞停止运动后。回路压力升高，当达到顺序阀调定压力时，顺序阀开启，压力液体方
能进入液压缸B，使活塞伸出。当换向阀处于右位时，压力液体进入两缸右腔。活塞缩回，无顺序动作要求，此时液压缸B左腔经单向阀回液。为保证顺序动作可靠，顺序阀的调定压力应比先动作的液压缸zui大工作压力高0.5 MPa～0.8 MPa
2.卸荷回路
图5-28为顺序阀改装成卸荷阀使用的回路，当系统压力达到卸荷阀的调定压力时，阀口开启通流，液压泵卸荷，此时单向阀关闭，蓄能器作为压力源使主回路保压。
顺序阀还可串联在具有负值负载的液动机回液路上，使回液产生背压限制其运动速度。例如，防止立式液压缸在工作部件自重作用下而超速下落。
四、压力继电器
压力继电器是一种将压力信号变换为电信号的转换元件。它的作用是根据液压系统压力的变化，通过内部的微动开关自动接通或断开有关电路，以实现自动控制或安全保护。
（一）压力继电器的结构和工作原理
压力继电器的结构形式较多，图5-29为DP-320型柱塞式压力继电器．它也是利用液压力与弹簧力相平衡的原理来动作的。压图5-28卸荷回路力液体从控制口P进人，作用于柱塞底部，当液压作用力大于调压弹簧力时，柱塞便向上移动顶起弹簧座，顶杆上移使微动开关的触点闭合发出电信号，使有关控制电路接通或断开。通过调节螺栓改变弹簧的预压缩量，可调整动作压力。
（二）压力继电器应用举例
图5-30是采用压力继电器控制液压泵卸荷的回路。当系统压力升高到压力继电器调定值时，它随即动作接通二位二通阀电磁铁线圈控制电路，使阀移至通路位置，液压泵经过二位二通阀卸荷，此时单向阀关闭，蓄能器作为压力源使系统保压。
