第一节 液压控制阀产品定义及基本属性
一、产品定义、性能
1、定义
液压控制阀是液压传动中用来控制液体压力、流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通、断和流向的称为方向控制阀。
2、性能
1）液压阀设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。
2）对泄漏的要求
液压阀对向外的泄漏要求严格，而对船用阀门元件内部的少量泄漏却是允许的。
3）对润滑的要求
液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。
4）压力范围
液压阀的工作压力都很高（通常在50Mpa以内）。
二、产品所属行业界定
液压控制阀所属行业为液压和气压动力机械及元件制造业。
液压和气压动力机械及元件制造指以液体为工作介质，靠液体静压力来传送能量的装置制造。
主要产品包括：液压动力装置：单作用、双作用液压缸、液压阀、液压马达、液压机具、液压系统装置；液压附件：液力变矩器、液力耦合器、液压转向器等；气压动力装置：气缸、气动马达、风力发动机及马达等；气动元件、附件：油雾器等。
第二节 液压控制阀产品应用概况
一、产品主要应用领域
1、液压控制阀的作用及分析
液压阀的作用及分类
| 分类方法 | 种类 | 详细分类 |
| 按用途分 | 压力控制阀 | 溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀、压力继电器等 |
| 流量控制阀 | 节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀等 | |
| 方向控制阀 | 单向阀、液控单向阀、换向阀、比例方向控制阀 | |
| 按操纵方式分 | 人力操纵阀 | 手把及手轮、踏板、杠杆 |
| 机械操纵阀 | 挡块、弹簧、液压、气动 | |
| 电动操纵阀 | 电磁铁控制、电一液联合控制 | |
| 按连接方式分 | 管式连接 | 螺纹式连接、法兰式连接 |
| 板式及叠加式连接 | 单层连接板式、双层连接板式、集成块连接、叠加式 | |
| 插装式连接 | 螺纹式插装、法兰式插装 | |
| 按控制原理分 | 开关或定值控制阀 | 压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀 |
| 电液比例阀 | 电液比例压力阀、电液比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例复合阀、电液比例多路阀、 | |
| 伺服阀 | 单、两极 （喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀、电液压力伺服阀、气液伺服阀、机液伺服阀 | |
| 数字控制阀 | 数字控制压力阀、数字控制流量阀与方向阀 |
2、液压控制阀的应用领域
由于液压技术有许多突出的优点，从民用列国防、由一般传动到精确度很高的控制系统，都得到了广泛地应用。主要应用领域有：
国防工业、在机床工业、冶金工业、工程机械、农业机械、汽车工业、轻纺工业、船舶工业。
近几年．又在太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射裴置、宇航环境模拟和高层建筑防震系统及紧急刹车装置等没备中，也采用了液压技术。
二、产品应用成熟度分析
液压技术发展已经趋向于成熟，研究者充分利用其他学科的发展来发展液压技术，像应用计算机仿真与设计、计算机集成制造、计算机智能控制、计算机模糊控制等，实现了液压技术的机电一体化、智能化和网络化。液压阀的发展和液压技术的发展息息相关。可以说液压阀的发展已到“百花齐放”的时期。液压阀的新品种也层出不穷。这些新品种，有的是对普通阀的结构进行改革，提高了性能，扩大了阀的使用功能；有的将几个阀并在一起，是一阀多用；有的为了适应系统的特殊需要，设计出全新的结构品种；有的是根据常用的典型回路构成专用的组合阀，使系统的布置更为合理；有的液压阀更趋向于小型化、微型化；有的使用计算机技术，实现了可编程的液压智能组合阀等等。
第三节 液压控制阀产品发展历程
公元前2000年前，中国人就在输水管道上使用了竹管和木塞阀。
公元前十八世纪，古埃及人为了防止尼罗河水泛滥而兴办的大规模治水工程中，就采用了木制旋塞，用来控制水的流动方向，并可调节水的流量，这就是现代旋塞阀的雏形。
在我国，明代宋应星所著的《天工开物》一书中也曾记载，从盐井中汲水制盐时，在竹子管路上安装了阀，用来控制盐水的流动。
随着锅炉的使用，1681年D.帕潘（D.Papin）发明了带安全阀的压力釜，实现压力自动控制。
18世纪中叶英国工程师弗莱明.詹金（F.Jinken，1833～1885）发明世界上的一台差压补偿流量阀。十八世纪七十年代，人类进入蒸汽时代。蒸汽机的发明使阀门进入了机械工程领域，在瓦特的蒸汽机上除了使用旋塞阀、安全阀和止回阀外，还是用了蝶阀，可以调节流量。随着蒸汽机流量和压力的增大，使用旋塞阀控制蒸汽机的进气和排气已不能满足需要，于是出现了滑阀。
19世纪确实是液压气动技术走向工业应用的世纪。特别是工业革命以来的社会产业需求刺激了液压技术及元件方面的不断进步。
20世纪是流体传动与控制技术飞速发展并日趋成熟的世纪。特别是30年代以后，由于汽车工业发展及二次世界大战中大规模的武器的生产促进了机械制造工业标准化、模块化概念与技术的形成发展，也是控制理论与工作实践飞速发展的时期，从而也为电液、气动控制工程的进步提供了理论基础和技术进步。液压控制阀的发展概要如下：
1936年Harry Vickers发明先导控制压力阀为标志的管式系列液体控制元件，之后简单的通断式液压控制阀问世，确实为工业的某些领域的发展提供了强大的动力源。但是他们组成的回路和系统，在控制的功能、精度及动作时间方面，往往不能满足某些使用场合的要求。
50年代，线性控制理论的形成对液压控制技术的发展产生了深刻影响。由于仿形切削加工，航海与航空航天伺服控制系统的实践需要，液压仿形刀架、电液伺服元件及系统相继问世。电液伺服阀是电子和液压两门技术结合，能满足自动控制更高要求。液压伺服阀能把很小的电气输入信号放大成功率很大的液压能量输出，并能随电气信号的变化而快速跟踪，使执行机构获得较高的动作频率，以满足高精度控制要求。它具有控制精度高、响应速度快、体积小，以及能适应连续信号控制和脉冲信号控制等优点。但是由伺服控制元件组成的连续式伺服控制系统，由于需要反馈回路，系统较复杂，元件及整个系统的造价昂贵，且工作条件要求严格，这给使用和维护带来很大困难。
60年代后期，各类民用工程对电液控制技术的需求，显得更加迫切和广泛，这些液压系统通常只希望采用较简易的电气装置，来实现对精度和响应速度要求不太高的控制。例如连续比例控制。有的仅要求遥控，并且大多数都是不要求反馈的开环控制。另外希望它们对液压系统污染控制要求不很高，容易达到工作安全、可靠使用维修简单的目的。比例控制阀正是根据这种需要产生，它在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电-液控制元件。
随着人们在应用中的不断摸索和实践，同时期出现了的板式以及叠装式液压气动元件系列，从而使液压技术的发展进入了一个新的阶段。它使液压系统结构紧凑，减少阀间的管道连接，便于安装、使用和维修。但是，用这些常用的液压阀构成的集成系统的各种方式，仅对小流量的液压系统能收到较为良好的效果，对中、大流量，特别是流量大于200L/m的液压系统，采用这些方式进行集成仍不免有很多困难，一般还只能采用管道进行阀间连接，组成系统。由于流量大，管道粗，因此配管工作量大，安装、维修困难，且易出现漏油、振动等弊病，这就构成了液压技术发展中的一个难题。
70年代初，作为液压技术的一个新的分枝—液压逻辑阀（插装阀）出现了，后来逐步形成的标准化功能控制单元为特征的模块化集成单元技术。它不仅能实现常用液压控制阀的各种动作要求，而且和普通的液压阀相比，在控制同等功率的情况下，具有重量轻，体积小，功率损失小，动作速度快和易于集成等突出的优点，特别适用于大流量液压系统的控制和调节。
80年代是我国液压技术发展比较迅速的时期，尤其是浙江大学路甬祥博士获得了“带二通嵌入式锥阀与负载无关的电液体积流量调节装置”、“二通嵌入式锥阀为主级的二通比例节流阀”、“无级压力控制装置”、“变量泵与负载无关的无级流量调节装置”等四项发明和专利权，被誉为八十年代液压技术的新突破，为我国争得了荣誉。
80年代以来，由于微电子技术的不断进步，微处理机、电子功率放大率、传感器与液压/气动控制单元相互集成，形成了机械电子一体化产品，为液压阀改善性能、提高控制性创造了条件。80年代的主要进展是比例技术和二通插装技术相结合形成了一系列二通比例压力、流量、方向控制组件，配以各种参数检测反馈和电子或微机控制单元，使液压系统性能大幅度提高，系统大幅度简化，更好的适应了中大功率工程控制的技术要求。形成80年代有特色的比例插装技术。
90年代，机电一体化已成为国外工程机械发展的趋势。将液压技术与计算机、自动控制等相互交融，从而提高了液压控制元件的自动化程度，改善作业性能，实现高效节能的目的。数字阀也是在这种背景下诞生的，与比例阀、伺服阀相比，这种阀结构简单，工艺性好，价廉，抗污染能力强，重复性好，工作稳定可靠，功率小。但是它的发展速度不快，应用范围也不大。这是由于数字阀的类型都有自身的局限性，一般数字阀主要用于先导控制和中小流量控制场合，例如数控电液伺服阀或者数控比例阀等。
