液控单向阀的故障排除与修理

液控单向阀是在普通单向阀上增加液控部分。如图5—105,当油流沿p₁ 向 p₂正向流动时，油流可以通 过，即与普通单向阀的功能完全一样：当油液从p₂ 腔反正进入时，由于阀芯3锥面紧压在阀座5上而使油 液不能通过。但若此时从下部的控制油口处接入控制压力油pk,压力油作用在控制活塞1的底部，将控制 活塞1抬起，强迫阀芯顶开，而使油液也能从p₂ 腔反方向流到p₁  腔。

单向阀只允许液流从一个方向自由通过，反方向则不能通过。而液控单向阀允许液流在一个方向上自由 通过。反方向可借控制压力油开启单向阀使液流通过。控制压力过低或消失时，液流则不能通过。

从图5-105可以看出，对于图中a) 的内泄式，控制油Pk 产生向上的作用力要克服P₂ 作用在阀芯3 上的向下作用力、P, 作用在控制活塞上端的向下作用力及弹簧4向下的作用力。一般Pk 要大于0.4P₂,   反 方向液流方可使单向阀开启而流动。图中b) 的外泄式，由于P₁  作用在控制活塞上端的力(只作用在小柄 部上)小得多，因而控制油液压力Pk 小得多。同时，反向出油腔压力油液和控制压力油泄漏到控制活塞上 部的容腔内，可通过外泄口L 直接引至阀体外，以避免由于泄漏油的积聚影响控制活塞的向上运动。

上述两种结构的液控单向阀由于最小控制压力的不同，它们使用的场合也不同。内泄式用在反向出油腔  油流无背压或者背压很小的场合(如充液阀);而外泄式，则可用在反向出油腔(P₁)  油流背压较高的场合， 以便降低最小控制压力 ， 节省控制功率 。

但外泄式仅解决了反向出油腔背压对最小控制压力的影响。而当反向进油腔的压力P₂ 较高时(大部分 使用场合如此),阀芯压在阀座上的力还是很大的，因而还是需要较高的控制压力才能顶开阀芯。为解决这 一问题，发展了一种带卸荷阀芯的液控单向阀〔图5—105中c〕〕。这种泄压式液控单向阀，当控制油将控 制活塞向上顶起时，先将这个小卸荷阀芯顶开一个较小距离，从P₂ 腔进入的反向油流瞬即通过主阀芯上径 向小孔，从卸荷阀芯下端小孔之间的缝隙溢出，原来使阀处于封闭状态的反向油流的压力也随即降低。这样 控制活塞就不必再用很大的力即可将主阀芯顶开到额定的开度，让油流反向顺利通过。由于主阀芯上的卸荷 阀孔较小，顶开卸荷阀芯所需的力要大大小于直接顶开主阀芯的力，而卸荷阀开启后，P₂ 已基本先卸掉，这 时，控制活塞继续将主阀芯顶开到额定开度所需的力，仅仅是克服弹簧力、阀芯重量和阀芯运动时的摩擦阻 力就可以了。因而最小控制压力可以小得多，所以一般中高压液控单向阀均采用这种结构。当然，它也可以 分为内泄式和外泄式，图5—105中c) 为内泄式。

图5—106～图5—108均为下控式液控单向阀，还有上控式液控单向阀，它的工作原理与结构见图5— 109和图5—110所示。当控制口未接通油压时，控制阀1在调压弹簧2的作用下关闭了控制阀口，这时与 普通单向阀一样，只允许油流从C 向 B 单向流动；当控制口接入控制油压时，克服调压弹簧2的弹力将控 制阀抬起，A  腔和泄油口按通B 腔压力油很小部分经B腔、阻尼孔E、油腔A 和泄油口排回油箱，此时由 于B 腔压力大于A 腔压力(经阻尼孔E 降压),单向阀3上抬打开，从B 腔来的大部分油可由C 腔流出，从 而实现反向流动。这种形式所要求的控制油压也很低，并且还兼有控制系统压力的功能。当系统中压力上升 超过调压弹簧2的作用力时，控制阀被顶起，单向阀打开溢流。

在一些压力机械中，液控单向阀可以用来做充液阀用。为了既不增大油泵的能力，又能满足高速空行程 速度和回程速度(往往是工作速度的几倍至几十倍，且高达700mm/s) 要求，减少功率损失，减少发热，往 往使用了充液阀。如图5—111所示，当滑块快速空行程下降时，基本上滑块靠自重下落，-油泵不能补足油 缸上腔的空缺而形成一定的真空度。此时充液阀打开，大气压力将充液油箱内的油液经充液阀压入油缸上 腔，防止油缸上腔吸空；快速回程时，此时充液阀受控打开，使油缸上腔的油迅速拌回至充液油箱。当然另 一条支路的回油也可由系统排回主油箱。因此，对充液阀的要求是通过的流量很大，流动阻力要小，密封可

靠泄漏要少，动作灵活。充液阀的结构形式多种多样，从充液原理上看有自吸式和压入式；按阀的原始启闭

状态有常开和常闭两种；按阀的安装位置又有浸入式和管 道用式等。图5—112~图5—113为几种充液阀的结构图。

故障分析及排除

(一)液控失灵

由液控单向阀的原理可知，当控制活塞上未作用有压 力油时，它如同一般单向阀；当控制活塞上作用有压力油 时，正反方向的油液都可进行流动。所谓液控失灵指的是后 者，当有压力油作用于控制活塞上时，不能实现正反两个方 向的油液都可流通。产生液控失灵的主要原因和排除方法 有：

① 检查控制活塞，是否因毛刺或污物卡住在阀体孔  内。卡住后控制活塞便推不开单向阀造成液控失灵。此时， 应拆开清洗，倒除毛刺或重新研配控制活塞。

② 对外泄式液控单向阀，应检查泄油孔是否因污物阻塞，或者设计时安装板上(或加工)未有泄油口，或者泄油口的背压太高，而导致压力控制油推不动控制活 塞，从而顶不开单向阀。

③ 检查控制油压力是否太低：对IY 型液控单向阀控制压力应为主油路压力的30～40%,最少控制压 力一般不得低于1.8MPa; 对 于DFY 型液控单向阀，控制压力应为额定工作压力的60%以上。否则，液控 失灵，液控单向阀不能正常工作。

④ 控制活塞因磨损而泄漏很大，控制压力泄往泄油口而压力不足；或者控制活塞歪斜别劲，不能灵活 移动而使液控失灵。此时须重配活塞，解决泄漏和别劲问题。

(二)振动和冲击大，略有噪声

① 正确的回路设计是保证不出故障的先决条件，如图5-114所示的液压系统，当未设置节流阀①时， 会产生油缸活塞下行时的振动现象；油缸受负载重量W 的作用，由于未设节流阀①,因而无背压，这样油 缸活塞下落时成了自由落体，下降速度颇快，当泵来不及向上腔补油时，上腔压力降低，液控单向阀的控制

压力也降低，导致液控单向阀关闭，使缸停止下降。随后，缸上腔压力又增高，控制压力上升，液控单向阀

又打开。这样液控单向阀开开闭闭，便使油缸下行时产生低频振动，在泵流量相对于缸的尺寸来说比较小时，

此一低频振动便更为严重。

② 对于DDFY—L10E  型双向液控单阀，阀套和阀芯上阻尼孔太小，易 产生振动和噪声。此时可将原阻尼孔加大，使振动与噪声减少，阀的压力损 失也大大降低(图5—115)。

③ 排除进入系统及液控单向阀中的空气，消除振动和冲击。

④ 在用工作油压作为控制压力的回路中，会出现液控单向阀控制压力 过高的现象，也会产生冲击振动，此时可在控制油路上增加减压阀进行 调节。

(三)不发液控信号(控制活塞上  未作用有压力油)时，单向阀却打开， 正反可通油

产生这一故障的原因和排除方法

指的是单向阀在关闭时，封不死油，反向不保压。都是因内泄漏大的缘故。液控单向阀还多了一个控制

活塞的内泄漏。除此之外，造成内泄漏大的原因和排除方法和普通单向阀的内容完全相同，可参阅§5—7。

(五)外泄漏

外泄漏主要从堵头和进出油口及阀盖等接合处出现，可用加强密封措施予以排除。

三、液控单向阀的修理

液控单向阀较之单向阀，只是多了一个液控部分(控制活塞),所以其修理方法基本上同单向阀。

IY型液控单向阀控制活塞与推杆的零件图可参阅图5—116与图5—117,单向阀阀芯尺寸与要求和一 般单向阀完全相同，可供修理时更换加工时参考(括号内为IY-25B  型尺寸)。

图5—118为IY—25B 型液控单向阀阀体图。

四 、使用液控单向阀的注意事项

①液控单向阀可水平安装，也可垂直安装。板式阀安装面表面粗糙度应在Ra3.2μm以下，平面度为

0.02mm。

② 对内泄式，回路与管路的设计必须保证在反向流动时不产生能引起动作不良的过高反向流动出口压 力。在回油布置确有困难的情况下可改用外泄式。

③ 单向阀芯落回阀座时，控制油口成了控制活塞回程用的泄油口，所以要考虑快速回程问题，图5— 119a)采用0型换向阀，难以快速回程而应改为Y 型阀〔图中b〕〕。希望更快地回程时，可以用外泄式液 控单向阀，将压力油引到泄油侧，强制控制活塞回程(图5—120)。

④ 油缸装在高处时，如果换向阀像图5—119b) 那样，将A、B、O连通(中位状态),当管路接通油 箱的时间一长，管内油液就会因重力落回油箱。下一个动作时，油液要先充满管内再建立压力就要损失一段 时间，便存在一个隐患。此时，可在回油管安装具有适当开启压力的单向阀(背压阀),以保证油液不至因 停机而造成管路压力下降到出现真空状况(图5—119中的①阀)。

⑤ 在图5—121所示的闭锁回路(液压锁)中，当周围温度变化较大时，由于液压油的热膨胀，处于封 闭状态的回路(油缸至两液控单向阀之间)中的压力会异常升高，有破坏管路系统或液压元件的危险。在这 种情况下，应在紧靠油缸的管路处设置安全阀，起保护作用。但安全阀应选用泄漏量少的，否则液压锁的锁 紧作用将减弱。

⑥ 作充液阀使用时，应选用开启压力尽可能小而逋径足够大的阀。这样吸油阻力小，另外尽量升高供 给充液阀油液的油箱的液面，装在设备较高位置处(图5—122)。

⑦ 由于液控单向阀的开启，压力从高压骤然降低而发生冲击的情况下，应考虑带释压机构的液控单向 阀。或者在控制管路中装设节流阀使活塞动作减慢，慢慢推开阀芯(图5—123中的④)。

⑥ 在应用图5---124所示的支承回路中必须注意一个问题：即应防止油缸下腔产生增压事故。例如，当 采用普通结构的液控单向阀时，其控制压力为阀上工作压力的30～40%时，单向阀开启。对于国产中高压 液控单向阀和中低压液控单向阀，其控制活塞的作用面积与单向阀上部作用面积之比分别为3.3~2.5:1 与6.25～4.69:1,如果油缸设计时，上下腔的作用面比大于此值，例如分别为4:1与7:1,则液控单向 阀将永远不能打开，这时油缸将如同一个增压器一样，油缸下腔将严重增压，其压力相应为工作压力的4倍 与7倍，造成不应有的事故。所以，这种情况下油缸上下腔的作用面积之比必须小于液控单向阀的控制腔和 靠单向阀一腔的控制活塞的作用面积之比。