[工学]电液伺服阀

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1、北京工业大学机电学院《液压伺服控制系统》部分主讲教师:王新华机电伺服驱动技术第5章电液伺服阀内容摘要电液伺服阀的组成和分类力矩马达力反馈两级电液伺服阀电液伺服阀的特性及主要性能指标概述电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。充分利用电子、电气元件传递信号迅速、传递能量方便的特点，用它作为反馈测量和放大变换元件，并利用液压执行元件输出功率大，结构紧凑的特点，用它作为动力元件。电液伺服阀控制精度高、响应速度快，具有良好的静态和动态品质。电液伺服阀是通过连接系统的电气与液压部分，将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号(流量与压力)输出，实现电液信号的转换与放大

2、，并对液压执行元件进行控制。第5章电液伺服阀5.1电液伺服阀的组成及分类一、电液伺服阀的组成组成：力矩马达（力马达）、液压放大器、反馈机构力矩马达（力马达）：把输入电气控制信号转换为力矩或力控制液压放大器。液压放大器控制液压能源流向液压执行元件的流量或压力。力矩马达（力马达）的输出力矩或力很小，在阀流量较大时，无法驱动功率级阀运动，需要增加液压前置级，将力矩马达或力马达的输出加以放大，再去控制功率级阀，构成二级或三级电液伺服阀。第一级结构型式：单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀和射流元件功率级：滑阀反馈机构：用于二级或三级电液伺服阀中，将功率级的阀芯位移（或输出

3、流量、压力）以位移、力或电信号的形式反馈到第一级或第二级的输入端，也有反馈到力矩马达衔铁组件或力马达输入端。平衡机构：用于单级伺服阀或二级弹簧对中式伺服阀，通常采用弹性元件，是一个力-位移转换元件。伺服阀输出级所采用的反馈机构或平衡机构是为了伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电气控制信号成比例的特性。从而构成一个闭环系统，提高了伺服阀的控制性能。5.1电液伺服阀的组成及分类一、电液伺服阀的分类1按液压放大器的级数分：单级、二级、三级电液伺服阀。单级伺服阀：输出力矩或力较小，定位刚度低，输出流量有限，对负载动态变化敏感，易产生不稳定状态，使用于低压小流量。两级伺服

4、阀：应用最广三级伺服阀：两级伺服阀作前置级、第三级功率级滑阀，功率级滑阀位移通过电气形成闭环控制，实现滑阀阀芯的定位，适用大流量场合。2按第一级液压放大器的结构分：单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀和射流元件5.1电液伺服阀的组成及分类滑阀放大器：流量增益和压力增益高，输出流量大，对油液清洁度要求低。结构工艺复杂，阀芯受力大，分辨率低，滞环大，响应慢。单喷嘴挡板阀：特性不好，很少用双喷嘴挡板阀：动态响应快，结构对称，压力灵敏度高，特性线性好，温度和压力零漂小，档板受力小，输出功率小。间隙小，易堵塞，抗污染能力差，对油液清洁度要求高。射流管及射流元件：最大优点：抗污

5、染能力强，最小通流尺寸大，不易堵塞，压力效率和容积效率高，可产生较大的控制压力和流量，提到功率级滑阀的驱动力，使功率级滑阀的抗污染能力增强。当出现堵塞是，滑阀也能自动处于中位，具有失效对中能力。特性不易预测，惯性大，动态响应慢，受油温变化影响大，低温特性差。5.1电液伺服阀的组成及分类3按反馈形式分：滑阀位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈滑阀位置反馈根据反馈形式又分为：机械位置反馈机械力反馈（位置力反馈）电气反馈（位置电反馈）直接反馈（直接位置反馈）位置比例反馈（弹簧对中式反馈）5.1电液伺服阀的组成及分类①机械位置反馈：将功率级滑阀的位移通过机械机构

6、反馈到前置级。第一级为三通阀，有内外两个阀套，阀芯由左右两个马达差动作用带动。环形腔与供油压力ps相通，产生推力，使内阀套紧贴反馈杠杆，工作窗口2和3有一预开口，使工作腔4有一定压力。5.1电液伺服阀的组成及分类②电气反馈（位置电反馈）是通过位移传感器将功率级滑阀的位移反馈到伺服阀放大器的输入端，实现功率级滑阀阀芯位移的定位，通过机械机构反馈到前置级。5.1电液伺服阀的组成及分类③弹簧对中式伺服阀是靠功率级滑阀阀芯两端的对中弹簧与前置级产生的液压控制力相平衡，实现滑阀阀芯的定位，阀芯位置属于开环控制。负载流量反馈滑阀位置反馈和流量反馈伺服阀主要控制阀的输出流量，统

7、称流量反馈伺服阀。通常的液压伺服系统控制的是执行机构的速度或位置，故流量伺服阀用得最多。流量反馈式伺服阀通过两流量计将负载流量转换成流量计阀芯的位移，此位移又通过两个反馈弹簧转换成力反馈到衔铁组件上。5.1电液伺服阀的组成及分类负载压力反馈控制对象是负载力或负载压力，如机件作力特性实验，对实验对象按一定载荷谱进行伺服加载及刹车减速等，可用压力伺服控制阀。压力伺服阀具有负载压力反馈，包括静压反馈和动压反馈伺服阀。4按力矩马达是否浸泡在油中分：湿式和干式两种。湿式可使力矩马达受到油液冷却，但易受油液中的污物污染，使力矩马达的特性变坏。干式不受油液污染，使用较多。力矩

8、马达的作用