第三章 电液比例控制阀.ppt

第三章 电液比例控制阀 3.1 概述 电液比例控制阀由于能与电子控制装置组合在一起，可以十分方便的对各种输入、输出信号进行运算和处理，实现复杂的控制功能。同时它又具有抗污染、低成本以及响应较快的优点，在液压控制工程中获得越来越广泛的应用。 比例控制元件的种类繁多，性能各异，有多种不同的分类方法。 最常见的分类方法是按其控制功能来分类，可以分为比例压力控制阀、比例流量控制阀、比例方向阀和比例复合阀。前两者为单参数控制阀，后两者为多参数控制阀。 按压力放大级的级数来分，又可以分为直动式和先导式。直动式是由电—机械转换元件直接推动液压功率级，由于转换元件的限制，它的控制流量都在15L/min以下。先导控制式比例阀由一直动式比例阀与能输出较大功率的主阀级构成，流量可达到500L/min，插装式更可以达到1600L/min。 按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式可以分为带反馈或不带反馈型。 反馈型又可以分为流量反馈、位移反馈和力反馈。 比例阀按其主阀芯的型式来分，又可以分为滑阀式和插装式。 上图所示框图为一个闭环比例系统框图，红色方框内为电液比例阀的组成部分。从图中可以看出比例阀在系统中所处的地位以及与电控器、液压执行其之间的关系。 从电液比例阀的原理框图中可以看出，它主要有以下几部分组成： 1）电—机械转换元件； 2）液压先导级； 3）液压功率放大级； 4）检测反馈元件。 3.2 比例压力控制阀 比例压力控制阀应用最多的有比例溢流阀和比例减压阀，有直动型和先导两种。 带位置反馈的直动溢流阀包括力控制型比例电磁铁4以及由阀体10、阀座11、锥阀芯9、弹簧7等组成的液压阀本体。电信号输入时，比例电磁铁4产生相应电磁力，通过弹簧7作用于阀芯9上。电磁力对弹簧预压缩，预压缩量决定溢流压力。预压缩量正比于输入电信号，溢流压力正比于输入电信号，实现对压力的比例控制。 普通溢流阀采用不同刚度的调压弹簧改变压力等级。由于比例电磁铁的推力是一定的，比例溢流阀是通过改变阀座11的孔径而获得不同的压力等级。阀座孔颈小，控制压力高，流量小。 调节螺塞12可在一定范围内调节溢流阀的工作零位。 直动型比例溢流阀在小流量场合下单独做调压元件，更多的是做先导型溢流阀或减压阀的先导阀。 3.2.2 先导型比例溢流阀 3.2.3 先导型比例减压阀 先导型比例减压阀与先导型比例溢流阀工作原理基本相同。它们的先导阀完全一样，不同的只是主阀级。溢流阀采用常闭式锥阀，减压阀采用常开式滑阀，如图3-8 所示。 3.2.4 三通比例减压阀 3.3 电液比例方向阀 比例方向控制阀按输入信号的极性和幅值大小，同时对液压系统液流方向和流量进行控制，从而实现对执行器运动方向和速度的控制。在压差恒定条件下，通过电液比例方向阀的流量与输入电信号的幅值成正比例，而流动方向取决于比例电磁铁是否受激励。是具有方向控制功能和流量控制功能的两参数控制复合阀。其外观与传统方向控制阀相同。为了对进、出口同时执行准确节流，比例方向阀滑阀阀芯台肩圆柱面上开有轴向的节流(控制)槽。节流槽几何形状为三角形、矩形、圆形或其组合状。节流槽在台肩圆周上均匀分布、左右对称分布或成某一比例分布。节流槽轴向长度大于阀芯行程，使控制口总有节流功能。节流槽与阀套通过不同的配合可以得到O型、P型、Y型等不同的阀机能。比例方向阀有直动型和先导控制型。 3.3.1 直动型比例方向阀 直动型比例方向阀因受比例电磁铁电磁力的限制，只能用于小流量系统。在大流量系统中，过大的液动力将使阀不能开启或不能完全开启，应使用先导型比例方向阀。 先导型比例方向阀有两种：一种是以传统电液动方向阀为基础发展而成的，其先导阀是双向三通比例减压阀，主阀为液动式比例方向阀；二是在伺服阀简化基础上发展而成的，称做伺服比例方向阀或廉价伺服阀。 先导型比例方向阀结构及符号如下图所示。它是由直动型比例方向先导阀和比例被动主阀叠加而成。其工作原理与电液动方向阀相同。 先导阀是直动型四位四通闭环比例方向阀。它有四个工作位置．由一个行程型比例电磁铁控制。左边位置是机械零位，零位为Y型机能。先导阀处于机械零位时，保证主阀复位。右端为复位弹簧，比例电磁铁电磁力直接作用在先导阀芯和复位弹簧上。工作期间，阀芯在三个工作位置上移动。电磁铁失电