揭秘插装阀的组成结构

典型的二通插装阀由插装件、控制盖板和先导控制阀三部分组成，如图5-1所示。

1.插装件

插装件又称主阀组件，它是由阀芯、阀套、弹簧和密封圈四个部分构成，如图5-2所示。有时根据需要在阀芯内设置节流螺塞或其他控制元件，阀套内可设置弹簧挡环等。其主要功能是将其插装在插装块体中，通过它的开启、关闭动作和开启量的大小来控制主油路液流的通断或压力的高低、流量的大小，从而实现对液压执行机构的方向、压力和速度的控制。插装件按阀芯、阀套的密封配合形式，可分为开启型和关闭型两种类型；按阀芯的形状可分为锥阀与滑阀两大类。绝大部分插装件都采用锥阀结构，只有在减压阀（包括用作二通流量控制阀的压力补偿器组件）等组件中采用滑阀结构。在锥阀组件中，锥形阀芯与阀套通常都呈线状密封配合，但有时也有一定的重叠量。

插装件有以下重要的结构参数和特征。

图5-1 插装阀的结构

1—先导元件 2—控制盖板 3—插装件 4—插装块体

（1）面积比 面积比是指座阀阀芯处于关闭位置时阀芯控制腔液压作用面积A_X和阀芯在主油口A和主油口B处的液压作用面积A_A、A_B的比值。面积比有多种表示方式，面积比a_A、a_B分别定义为

通常所说的面积比一般指a_A。根据用途不同，有a_A<1和a_A=1两种情况。滑阀的面积比a_A都是1∶1；锥阀中通常按面积比分为A（1∶1.2）、B（1∶1.5）、C（1∶1.0）、D（1∶1.07）、E（1∶2.0）等类型。不同面积比的获得，一般保持A_X不变，通过改变面积A_A来实现。插装阀的流向和开启压力与面积比有很大的关系。插装阀的基本流动方向一般为A→B。只有锥阀才可以实现双向通流。

图5-2 插装件基本结构

a） 结构图b）图形符号1—阀套 2—密封圈 3—弹簧 4—阀芯(www.xing528.com)

（2）阀芯的尾部结构 为了使锥阀组件的阀芯开、关过程易受控制，特别是在进行流量控制时能取得不同的流量增益特性，常把阀芯设计成带尾部的结构，如图5-3所示。由图5-3可见，尾部主要有两种形式：一种是尾部不带窗口，但带有缓冲头，如图5-3a所示；另一种是尾部有缓冲头，并且带有不同形状的窗口，如图5-3b、5-3c、5-3d所示。前一种主要用于方向控制中阀芯开关的缓冲；后一种不仅可以具有第一种功能，而且大量应用于流量控制中检测流量，例如流量控制阀中的流量传感器部分等。如图5-3 c所示的带矩形窗口的结构在一定压差下具有相当线性的压差-流量增益曲线。不带缓冲头的阀芯，具有高速切换功能。

图5-3 插装阀阀芯的尾部结构

a）不带窗口 b）、c）、d）带有不同形状的窗口

（3）弹簧 弹簧是插装阀的主要组成零件之一，它的设计对插装阀的静、动态特性有很大影响。插装阀通常配置不同刚度的弹簧，并用开启压力来表示其区别。由于开启压力与面积比有关，一般用面积比a_A为1∶1.5时的开启压力来表示，如开启压力为0.05MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa等。一般面积比为1∶1.5和1∶1.07的插装阀配置相同的弹簧。

2.控制盖板

控制盖板由盖板体、节流螺塞、内嵌先导控制元件以及其他附件等组成。它的主要作用：用来固定插装件并保证密封；内嵌先导控制元件和节流螺塞；安装先导控制阀以及位移传感器、行程开关等电气附件；沟通阀块体内控制油路和主阀组件的连接并实施控制。按控制盖板的不同控制功能，可分为方向控制盖板、压力控制盖板及流量控制盖板三大类。当盖板具有两种以上控制功能时，称为复合控制盖板。盖板有正方形和圆形。正方形用在公称通经为63mm以下，如图5-4a所示；圆形用在公称通经大于80mm的场合，如图5-4b所示。

图5-4 常用控制盖板结构

a）正方形盖板 b）圆形盖板

盖板内嵌先导控制元件很多，有梭阀（多采用钢球阀芯）、单向阀、导向器、液控单向阀、压力阀（用于溢流阀、减压阀的控制盖板中）等。由于控制盖板内含液阻、网络，又内嵌各类控制器、外装控制阀，因此在结构及功能上极富变化，是插装阀中最敏感的部分。常常通过改变控制盖板的结构及功能，就能组合成许多不同功能的组件，改变二通插装阀的静、动态特性。

3.先导元件

先导元件主要指先导控制阀，它是二通插装阀控制中一个非常重要的组成部分，一般安装在控制盖板上，实施对主阀组件动作的控制，是通径较小（Φ6mm和Φ10mm）的控制阀，主要有球式或滑阀式电磁换向阀及其叠加阀组等类型，和控制盖板一起实施对主阀的控制，构成控制组件。先导控制阀除了以板式连接或叠加式连接安装在控制盖板上以外，还经常以插入式连接方式安装在控制盖板内部，有时也固定在阀体上。