1、換向閥的設(shè)計準(zhǔn)則
　　換向閥是液壓沖擊器的重要部件，其設(shè)計質(zhì)量直接影響液壓沖擊器的性能。為此，經(jīng)過多年來對換向閥的研究，總結(jié)歸納出了液壓沖擊器換向閥的設(shè)計準(zhǔn)則。
　　具體設(shè)計應(yīng)遵守以下原則：（1）閥芯兩端受力應(yīng)始終處于不平衡狀態(tài)，以保證閥芯穩(wěn)定在沖程或回程配油位置；（2）在保證閥口全流量時不致有過大阻力的情況下，行程盡可能短，重量盡可能輕些，以減少耗油量和提高換向速度；（3）要保證最小封油長度、間隙及加工精度；（4）保證閥芯兩端推閥油壓作用面積滿足參數(shù)計算要求；（5）閥芯徑向最薄部位不小于2mm。
　　液壓沖擊器的換向閥有多種多樣的形式，概括起來有套閥和閥芯兩大類，芯閥按形狀又可分為柱狀閥和筒狀閥。
　　前腔常壓油型液壓沖擊器是利用差動活塞的原理，故只需用三通滑閥，而雙面回油型液壓沖擊器則必須采用四通滑閥。三通滑閥的典型結(jié)構(gòu)是三槽二臺肩（見圖1a），四通滑閥的典型結(jié)構(gòu)是五槽三臺肩（見圖1b）。三通滑閥閥芯比四通滑閥閥芯少一個臺肩因而較短，減輕了閥芯重量，可提高沖擊機構(gòu)的效率。另外三通滑閥只有3個關(guān)鍵尺寸和1條通向液壓缸的孔道，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好；而四通滑閥則有5個關(guān)鍵尺寸和2個通向液壓缸的孔道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，加工難度大。

　　2、液壓沖擊器換向閥的工作原理及油路分析
　　換向閥通過閥芯的左右換向使前腔與進油口或回油口相通，從而使整個沖擊器正常工作，其換向原理與整個油路密切相關(guān)。圖3為整個沖擊器的油路示意圖，壓力油經(jīng)進油口從B孔進入換向閥（見圖4），部分油被壓入鑄造流道O中，使閥芯小端面受到工作壓力的影響而保持常壓狀態(tài)，換向閥停留于右端。進油口B與前腔口P相通，壓力油進入前腔，在常壓油的作用下使活塞處于回程階段。

　　當(dāng)活塞回程到圖5的位置時，即過信號孔之后，換向閥大端的油路被打通，前腔的常壓油進入換向閥的右端蓋，從而對閥芯大端面也施加了工作壓力，由于閥芯兩端面的面積差，使閥芯往小端面方向移動，形成換向。

　　換向后進油口與前腔口被封閉，前腔與回油道打通，此時活塞前腔的油經(jīng)過換向閥閥口P流進回油口A，換向閥為回油階段，如圖6。

　　此時活塞前腔無壓力，后端的氮氣室因活塞回程的壓縮而產(chǎn)生氣壓，推動活塞向前沖擊，處于沖擊階段。前腔壓力的撤去使閥芯大端壓力也隨之撤去，換向閥換向，又回到了圖4的狀態(tài)，如此反復(fù)循環(huán)運動。以上運動均在極短的時間內(nèi)完成。
　　綜上所述，換向閥的換向原理就是利用兩端的面積差和壓力差來作往復(fù)運動，耦合活塞的運動，形成沖擊器的整個過程。
　　3、液壓沖擊器換向閥的設(shè)計計算
　　換向閥的計算包括幾何尺寸的確定、受力計算、性能計算和強度計算等。幾何尺寸確定時除應(yīng)滿足有關(guān)設(shè)計要求外，還要盡量在保證強度的條件下減小閥的外形尺寸；受力計算主要是通過對各種作用力的計算，保證換向閥動作可靠；性能計算是對設(shè)計要求中提出的性能指標(biāo)進行驗算，包括壓力損失、見泄漏量、換向時間和壓力沖擊等。限于篇幅，具體計算內(nèi)容從略。
　　要保證換向閥動作可靠，必須使原動力（如電磁鐵推力、控制壓力油的液壓力、彈簧力、操作力等）足以克服閥芯在移動過程中的各種阻力。對于液動閥和手動閥，一般下來說其可靠性和對中不成問題，因為控制壓力油的液壓力和手柄操作力不像電磁鐵推力那樣受到限制。
　　4、結(jié)論
　　換向閥是液壓沖擊器的重要組成部分，換向閥閥芯的運動速度和運動時間直接控制活塞運動的頻率，因此對換向閥的要求是：閥芯的響應(yīng)速度快，過渡時間短，過渡沖擊小，控制能量消耗少。閥芯運動行程越小，換向閥的運動頻率越高，但是閥芯的行程越短，則閥的開口量越小，油流經(jīng)過閥口時的壓力損失越大，可見閥芯的運動行程也不能太小。所以，在設(shè)計換向閥時，必須在保證閥芯動作快速性的前提下，使換向閥的能量損失最小。換向閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括閥芯行程、開口處直徑和推閥油壓作用面積。開口處直徑的確定主要受結(jié)構(gòu)尺寸的限制，油液流經(jīng)閥口的壓降越小越好，而行程又不能太大，故閥芯直徑越大越好。按這一原則，應(yīng)先根據(jù)合理的整體結(jié)構(gòu)確定開口處直徑，然后可根據(jù)沖擊機構(gòu)的最大瞬時流量平均值確定閥的開口量，以及油道、油槽尺寸。根據(jù)最大開口量和密封長度可初步確定閥芯的行程。為了確定推閥油壓作用面積，可先根據(jù)開口處直徑、閥芯行程及必要的油槽與密封長度估算閥芯重量，設(shè)定閥芯換向時間系數(shù)，根據(jù)已知的活塞運動時間，求出閥芯的一次運動時間，進而建立力的平衡方程式，求出閥芯兩端的推閥油壓作用面積。本文詳細地討論了液壓沖擊器的設(shè)計理論及換向閥各個參數(shù)的計算內(nèi)容，討論了各種主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與液壓沖擊機構(gòu)輸入?yún)?shù)間的關(guān)系以及各種動態(tài)影響因素，得出了主要零部件的設(shè)計準(zhǔn)則。