摘要：本文介紹了各種形式的換向閥的中位機(jī)能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及機(jī)能特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明中位機(jī)能在換向閥選用時(shí)的重要性。

換向閥是借助于滑閥和閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使與閥體相連的各油路實(shí)現(xiàn)液壓油流的接通、切斷和換向。換向閥的中位機(jī)能是指換向閥里的滑閥處在中間位置或原始位置時(shí)閥中各油口的連通形式，體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能。采用不同形式的滑閥會(huì)直接影響執(zhí)行元件的工作狀況。因此，在進(jìn)行工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)該機(jī)械的工作特點(diǎn)選取合適的中位機(jī)能的換向閥。中位機(jī)能有Ｏ型、Ｈ型、Ｘ型、Ｍ型、Ｙ型、Ｐ型、Ｊ型、Ｃ型、Ｋ型，等多種形式。

一、Ｏ型符號(hào)為

其中Ｐ表示進(jìn)油口，Ｔ表示回油口，Ａ、Ｂ表示工作油口。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，各油口全封閉，油不流通。機(jī)能特點(diǎn)：１、工作裝置的進(jìn)、回油口都封閉，工作機(jī)構(gòu)可以固定在任何位置靜止不動(dòng)，即使有外力作用也不能使工作機(jī)構(gòu)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，因而不能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。２、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)，因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)回油腔中充滿油液，可以起緩沖作用，當(dāng)壓力油推動(dòng)工作機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，因油阻力的影響而使其速度不會(huì)太快，制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性引起液壓沖擊較大。３、油泵不能卸載。４、換向位置精度高。

二、Ｈ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，各油口全開(kāi)，系統(tǒng)沒(méi)有油壓。機(jī)能特點(diǎn)：１、進(jìn)油口Ｐ、回油口Ｔ與工作油口Ａ、Ｂ全部連通，使工作機(jī)構(gòu)成浮動(dòng)狀態(tài)，可在外力作用下運(yùn)動(dòng)，能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。２、液壓泵可以卸荷。３、從停止到啟動(dòng)有沖擊。因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)停止時(shí)回油腔的油液已流回油箱，沒(méi)有油液起緩沖作用。制動(dòng)時(shí)油口互通，故制動(dòng)較Ｏ型平穩(wěn)。４、對(duì)于單桿雙作用油缸，由于活塞兩邊有效作用面積不等，因而用這種機(jī)能的滑閥不能完全保證活塞處于停止?fàn)顟B(tài)。

三、Ｍ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，工作油口Ａ、Ｂ關(guān)閉，進(jìn)油口Ｐ、回油口Ｔ直接相連。機(jī)能特點(diǎn)：１、由于工作油口Ａ、Ｂ封閉，工作機(jī)構(gòu)可以保持靜止。２、液壓泵可以卸荷。３、不能用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。４、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)。５、制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性引起液壓沖擊較大。６、可用于油泵卸荷而液壓缸鎖緊的液壓回路中。

四、Ｙ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，進(jìn)油口Ｐ關(guān)閉，工作油口Ａ、Ｂ與回油口Ｔ相通。機(jī)能特點(diǎn)：１、因?yàn)楣ぷ饔涂冢?、Ｂ與回油口Ｔ相通，工作機(jī)構(gòu)處于浮動(dòng)狀態(tài)，可隨外力的作用而運(yùn)動(dòng)，能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。２、從停止到啟動(dòng)有些沖擊，從靜止到啟動(dòng)時(shí)的沖擊、制動(dòng)性能０型與Ｈ型之間。３、油泵不能卸荷。

五、Ｐ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，回油口Ｔ關(guān)閉，進(jìn)油口Ｐ與工作油口Ａ、Ｂ相通。機(jī)能特點(diǎn)：１、對(duì)于直徑相等的雙桿雙作用油缸，活塞兩端所受的液壓力彼此平衡，工作機(jī)構(gòu)可以停止不動(dòng)。也可以用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。但是對(duì)于單桿或直徑不等的雙桿雙作用油缸，工作機(jī)構(gòu)不能處于靜止?fàn)顟B(tài)而組成差動(dòng)回路。２、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)，制動(dòng)時(shí)缸兩腔均通壓力油故制動(dòng)平穩(wěn)。３、油泵不能卸荷。４、換向位置變動(dòng)比Ｈ型的小，應(yīng)用廣泛。

六、Ｘ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，Ａ、Ｂ、Ｐ油口都與Ｔ回油口相通。機(jī)能特點(diǎn)：１、各油口與回油口Ｔ連通，
處于半開(kāi)啟狀態(tài)，因節(jié)流口的存在，Ｐ油口還保持一定的壓力。２、在滑閥移動(dòng)到中位的瞬間使Ｐ、Ａ、Ｂ與Ｔ油口半開(kāi)啟的接通，這樣可以避免在換向過(guò)程中由于壓力油口Ｐ突然封堵而引起的換向沖擊。３油泵不能卸荷。４、換向性能介于０型和Ｈ型之間。
七、Ｕ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：Ａ、Ｂ工作油口接通，進(jìn)油口Ｐ、回油口Ｔ封閉。機(jī)能特點(diǎn)：１、由于工作油口Ａ、Ｂ連通，工作裝置處于浮動(dòng)狀態(tài)，可在外力作用下運(yùn)動(dòng)，可用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。２、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)。３、制動(dòng)時(shí)也比較平穩(wěn)。４、油泵不能卸荷。

八、Ｋ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在中位時(shí)，進(jìn)油口Ｐ與工作油口Ａ與回油口Ｔ連通，而另一工作油口Ｂ封閉。機(jī)能特點(diǎn)：１、油泵可以卸荷。２、兩個(gè)方向換向時(shí)性能不同。

九、Ｊ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：進(jìn)油口Ｐ和工作油口Ａ封閉，另一工作油口Ｂ與回油口Ｔ相連。機(jī)能特點(diǎn)：１、油泵不能卸荷。２、兩個(gè)方向換向時(shí)性能不同。

十、Ｃ型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：進(jìn)油口Ｐ與工作油口Ａ連通，而另一工作油口Ｂ與回油口Ｔ連通。機(jī)能特點(diǎn)：油泵不能卸荷；從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)，制動(dòng)時(shí)有較大沖擊。

舉例分析

１、利用滑閥的中位機(jī)能設(shè)計(jì)成卸荷回路，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。當(dāng)滑閥中位機(jī)能為Ｈ、Ｋ或Ｍ型的三位換向閥處于中位時(shí)，泵輸出的油液直接回油箱，構(gòu)成卸荷回路，可使泵在空載或者輸出功率很小的工況下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，如圖１所示。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是不適用于一泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件的系統(tǒng)。

２、利用滑閥的中位機(jī)能設(shè)計(jì)成制動(dòng)回路或鎖緊回路。為了使運(yùn)動(dòng)著的工作機(jī)構(gòu)在任意需要的位置上停下來(lái)，并防止其停止后因外界影響而發(fā)生移動(dòng)，可以采用制動(dòng)回路。最簡(jiǎn)單的方法是利用換向閥進(jìn)行制動(dòng)例如滑閥機(jī)能為Ｍ型或Ｏ型的換向閥，在它恢復(fù)中位時(shí)，可切斷它的進(jìn)回油路，使執(zhí)行元件迅速停止運(yùn)動(dòng)。如圖２所示：裝載機(jī)動(dòng)臂液壓缸采用Ｍ型中位機(jī)能的換向閥構(gòu)成的制動(dòng)油路，動(dòng)臂在將鏟斗舉升到最高位置和下降至最低放平位置時(shí)能自行限位制動(dòng)，圖中的回位限位閥（即Ｍ型和Ｈ型四位四通換向閥）是靠鋼球定位的，當(dāng)鏟斗移至限位點(diǎn)時(shí)碰觸開(kāi)關(guān)，二位電磁閥換向，接入壓縮空氣，將定位鋼球壓回槽內(nèi)，回位限位閥便在彈簧作用下恢復(fù)中位，切斷動(dòng)臂油缸的進(jìn)、回油油路，于是動(dòng)臂連同鏟斗一起被限位制動(dòng)。

３、利用Ｈ型、Ｙ型換向?qū)崿F(xiàn)浮動(dòng)。例如液壓起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在負(fù)載下回轉(zhuǎn)時(shí)，如果制動(dòng)過(guò)急，慣性力將產(chǎn)生很大的液壓沖擊，因此，常常采用滑閥機(jī)能為Ｈ型或Ｙ型的換向閥，如圖３所示，當(dāng)換向閥回中位時(shí)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)處于浮動(dòng)狀態(tài)，然后再用腳制動(dòng)使它平穩(wěn)的停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖２所示的裝載機(jī)動(dòng)臂液壓缸。當(dāng)Ｍ型和Ｈ型四位四通換向閥處于Ｈ位，即浮動(dòng)位置，這時(shí)可以下鏟取物料或者平整場(chǎng)地，鏟斗可隨地面的高低而升降，即實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)；另外這種回路在遇到系統(tǒng)突然停止工作時(shí)，仍能順利放下鏟斗。在履帶挖掘機(jī)行走馬達(dá)的換向閥上采用Ｙ型滑閥機(jī)能的換向閥，它可以使挖掘作業(yè)時(shí)行走馬達(dá)處于浮動(dòng)狀態(tài)不承受制動(dòng)載荷。

４、換向閥滑閥中位機(jī)能的選用對(duì)壓路機(jī)開(kāi)式振動(dòng)液壓系統(tǒng)的換向速度，對(duì)壓路機(jī)的振動(dòng)工作性能有著十分重要的影響。利用Ｈ型三位四通換向閥，
當(dāng)滑閥處于中位時(shí)，Ｐ、Ｔ、Ａ、Ｂ四個(gè)油口相通而構(gòu)成連通同路。由于激振器旋轉(zhuǎn)慣性的作用，會(huì)使振動(dòng)輪產(chǎn)生余振，從而造成被壓實(shí)的鋪層表面產(chǎn)生壓痕，但這對(duì)于壓路基的振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，給基礎(chǔ)層壓實(shí)效果產(chǎn)生的影響不大，反而還減少了系統(tǒng)的液壓沖擊力。在圖４中，單頻雙幅振動(dòng)開(kāi)式液壓系統(tǒng)中。對(duì)于壓路面的振動(dòng)壓路機(jī)，則要求在壓實(shí)作業(yè)過(guò)程中需停振或或變幅時(shí)，激振器能在1.5－1.7s的時(shí)間內(nèi)，迅速的停止旋轉(zhuǎn)以避免瞬間的余振使壓實(shí)表面出現(xiàn)壓痕，而影響壓實(shí)質(zhì)量。常采用Ｍ型三位四通換向閥，當(dāng)滑閥處于中位時(shí)，Ａ、Ｂ兩個(gè)工作油口截止，能產(chǎn)生很大的背壓，促使馬達(dá)克服激振器的慣性力矩而急速停止旋轉(zhuǎn)，這樣就避免了在路面壓實(shí)時(shí)產(chǎn)生壓痕，但是會(huì)在馬達(dá)回路中造成很高的瞬時(shí)壓力峰值，提高馬達(dá)及其他有關(guān)元件損壞率。因此通常在換向閥的Ａ、Ｂ油口設(shè)置兩個(gè)溢流閥對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
總之，在進(jìn)行換向閥的選用時(shí)，一定要根據(jù)工作機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)闹形粰C(jī)能。