单向阀又称止回阀，它是一种只允许液流沿一个方向流动，而反方向液流被截止的方向阀。单向阀的结构和原理虽然简单，但却是液压系统最常见且最易被使用的方向控制元件。现代工程机械的控制系统和传动系统已基本被液压系统取代，如何正确的使用液压元件就变成设计和维护设备时必须掌握的内容。本文就其特点结合实际中的应用介绍单向阀在工程机械液压系统中的作用及其重要性。

 

　　1.单向阀的特性及分类

 

　　单向阀包括普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀的主要特点为：液流正向通过时压力损失小；反向截止时密封性好；动作灵活；内部安装弹簧可对开启压力进行简单的限制。液控单向阀除了具备普通单向阀特点外还可以实现液流的逆向流动，这使单向阀的应用更加广泛

 

　　2.在工程机械中典型应用

 

　　2.1保护动力源

 

　　在工程机械的液压系统中除主要动作外其他的辅助功能或者小流量动作都由串联齿轮泵来供油，如控制部分和冷却部分。如图1所示为串联齿轮泵中的一个的出油口部位的原理图。这是一个典型的调压回路，它由泵1、单向阀2、滤油器3和溢流阀4组成。每一个齿轮泵都有独立的工作压力，它们的作用不同但这一部分是相似的。每一个元件都在其中扮演着重要的角色，这个单向阀也是其中重要的一环。在图1中单向阀在泵和滤油器之间，其主要作用一方面是防止系统的压力冲击影响泵的正常工作，另一方面在泵不工作时防止系统的油液倒流经泵回油箱。目的就是保护主要液压元件并保证液压油箱内油液的清洁。

 

　　2.2作为旁路阀

 

　　图2为工程机械中液压油冷却器部分的原理图（冷却马达部分未在图中画出）。因为液压系统的传动效率要比机械传动低一些，而这些功率损失几乎全部转化为热量，所以一个如图的翅片式冷却器是必不可少。该部分由冷却器1和单向阀2组成。图中的单向阀2是有弹簧的，这是为了强调需要一定的压力才能打开它。在选择冷却器时原则上是应该尽量选的大一些但是工程机械的平台布局又是非常的紧凑，所以一般不会以最大流量来选择冷却器。该单向阀的作用就是保证尽可能多的液压油通过冷却器又不会因为流量过大而产生过大的回油背压，还可以防止冷却器的阻塞。当这些情况发生时回油压力就会克服单向阀上的弹簧力将其打开，保证冷却器的进出口压差在合理的范围内。单向阀在这里的作用有点像小压力的溢流阀，它可以在单方向上有效阀控制与其并联的元件的进出口压差。

 

　　2.3液压锁

 

　　工程机械中几乎只要有液压油缸的地方就会用到液压锁，除非有机械的锁定装置。如大中型起重机的下车自装卸油缸、配重自装卸油缸及一些桩工机械的调平油缸等等，它们都有一个共同点就是需要将动作锁定。这里使用到了单向阀反向截止密封性好的特点。如图3所示为一个下车自装卸油缸的控制部分原理图，电磁换向阀1动作由司机室控制，液控单向阀2、3组成了一对液压锁限制液压油缸4的动作。只有当液控单向阀的控制油路的压力建立并达到设定值的时候相应的液控单向阀才会反向开启使油缸运动。图中的电磁阀的中位机能是让A、B口卸荷，在这种情况下液压油缸是被液压锁完全锁死的。油缸的稳定就保证了设备有了安全的工作环境。电磁阀一旦换向液控换向阀2或3的控制油路就会建立压力使其反向打开形成有效的回路，液压油缸随之运动。液压锁都会紧贴在油缸上安装一方面是为了结构的紧凑，另一方面也是对系统的保护。无论油缸在无动作时承受怎样的负载都不会影响到液压锁以外的元件。液压锁在系统中既锁住液压油缸的动作也保护了控制元件。

 

　　3.与单向阀有关的故障分析

 

　　单向阀是液压系统的重要组成部分，每一台工程机械上都安装了若干个单向阀。由于其结构简单经久耐用，所以其本身并不易损坏，还是比较可靠的。即使其损坏也因其价格低廉而选择直接更换。所以在这里列举了一个因为单向阀使用不当而产生的故障案例。

 

　　现象：一台强夯机在试验场做正常行走试验时突然出现串联齿轮泵缸体破裂的情况，液压油从缸体的裂缝中喷射出来，发现后迅速停机检查。经观察发现失效的齿轮泵是串泵中负责为钳盘制动器供油的齿轮泵。发生故障时并未使用制动器，电磁阀为卸荷状态。该泵出口处的原理简图如图1所示。图中并未示意出完整的原理，而只表达了故障部分。

 

　　处理过程：之前已提过图1为调压回路，再根据上述的现象来看基本可以确定该故障是由于回路中的压力过高造成的。所以首先想到的是溢流阀4失效了。现场从其它正在试验设备上取下确定没有问题的溢流阀换上，并安装上新的串泵进行试验。设备启动以后可以观察到单向阀与齿轮泵之间的软管迅速绷紧，对应的齿轮泵应声裂开油液四溅与第一次的情况一样。但滤油器3之后的软管却没有任何反应，这时才判断出是滤油器出了问题但损失已无法挽回。更换滤油器及单向阀后试验一切正常。

 

　　4.总结

 

　　液压系统是一个精密且较工程机械的其他组成部分更易出问题的模块，应当首先从原理上避免故障的发生几率及其造成的损失。这就需要对液压系统的每个元件甚至配件深入了解其特性以及元件之间如何搭配。像单向阀这样结构件简单且用法多样的元件更应该注意。不能只着眼于它所能实现的功能，而同时应该考虑到所带来的其它影响。

 

　　参考文献：

 

　　[1]李壮云.液压元件与系统[M].北京：机械工业出版社，2005