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电液伺服阀的原理分类和应用简介

一．电液伺服阀的工作原理

电液伺服阀由力矩马达和液压放大器组成。

力矩马达工作原理

磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。衔铁和挡板固连由弹

簧支撑位于导磁体的中间。挡板下端球头嵌放在滑阀中间凹槽内；线

圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电

流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针

偏转。弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过θ角。电流越大θ角就越

大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。

前置放大级工作原理

压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，

由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，

滑阀两端压力相等。当力矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与

挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。

功率放大级工作原理

当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。滑

阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，即阀的输出流量和输入

电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。滑阀移动的同时，

挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀

继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。

当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开

度上不再移动。

二.电液伺服阀的分类

1按液压放大级数可分为单级电液伺服阀，两级电液伺服阀，三级

电液伺服阀。

2按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式，双喷嘴

挡板式，滑阀式，射流管式和偏转板射流式。

3按反馈形式可分为位置反馈式，负载压力反馈式，负载流

量反馈式，电反馈式等。

4按电机械转换装置可分为动铁式和动圈式。

5按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。

三.电液伺服阀的发展趋势

1/新型结构的设计

在20世纪90年代,国外研制直动型电液伺服阀获得了较大的

成就.现形成系列产品的有Moog公司的D633,D634系列的直动

阀,伊顿威格士(EatonVickers)公司的LFDC5V型,德国Bosch公司的

NC10型,日本三菱及KYB株式会社合作开发的MK型阀及

Moog公司与俄罗期沃斯霍得工厂合作研制的直动阀等.该类型的伺

服阀去掉了一般伺服阀的前置级,利用一个较大功率的力矩马达直

接拖动阀芯,并由一个高精度的阀芯位移传感器作为反馈.该阀的最

大特点是无前置级,提高了伺服阀的抗污染能力.同时由于去掉了许

多难加工零件,降低了加工成本,可广泛使用于工业伺服控制的场合.国

内有些单位如中国运载火箭技术研究院第十八研究所,北京机床研

究所,浙江工业大学等单位也研制出了相关产品的样机.特别是北

京航空航天大学研制出转阀式直动型电液伺服阀.该伺服阀通过将

普通伺服阀的滑阀滑动结构转变为滑阀的转动,并在阀芯与阀套上

相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽.阀芯阀套相互转动时,斜槽

相互开通或相互封闭,从而控制输出压力或流量.由于在工作时阀芯

阀套是相互转动的,降低了阀工作时的摩擦阻力,同时污染物不容易

在转动的滑阀内堆积,提高了抗污染性能.此外,Park公司开发了音圈

驱动(VoiceCoilDrive)技术(VCD),以及以此技术为基础开发的

DFplus控制阀.所谓音圈驱动技术,顾名思义,即是类似于扬声器的

一种驱动装置,其基本结构就是套在固定的圆柱形永久磁铁上的移

动线圈,当信号电流输入线圈时,在电磁效应的作用下,线圈中产生与信

号电流相对应的轴向作用力,并驱动与线圈直接相连的阀芯运动,驱

动力很大.线圈上内置了位移反馈传感器,因此,采用VCD驱动的

DFplus阀本质上是以闭环方式进行控制的,线性度相当好.此外,由于

VCD驱动器的运动零件只是移动线圈,惯量极小,相对运动的零件之

间也没有任何支承,DFplus阀的全部支承就是阀芯和阀体间的配合

面,大大减小了摩擦这一非线性因素对控制品质的影响.综合上述的

技术特点,配合内置的数字控制模块,使DFplus阀的控制性能佳,尤其

在频率响应方面更是优越,可达400Hz