电液伺服阀的发展趋势.doc

《电液伺服阀的发展趋势.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、由液压英才网资深顾问袁工分厚电液伺服阀的发展趋势新型电液伺服阀技术的发展趋势主要体现在新型结构的设计、新型材料的采用及电子化、数字化技术与液压技术的结合等几方面。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、徳国Bosch公司的NC10型、口木三菱及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頁动阀等。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

2、的力矩马达肓接拖动阀芯，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,降低了加工成木，可广泛使用于工业伺服控制的场合。国内有些单位如屮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肓动世电液伺服阀。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丿垃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

3、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，Pa「k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，英基木结构就是套在尚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阀木质上是以闭环方式

4、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Z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400Hzo从发展趋势来看，新型直动型电液伺服阀在某些行业有替代传统伺服阀特别是喷嘴扌当板式伺服阀的趋向，但它的最大问题在于体积大、重量重，只适用于对场地要求较低的工业伺服控制场合。如能减轻其重量、减小其体积，在航空、航天等军工行

5、业亦具有极大的发展潜力。另外，近年来伺服阀新型的驱动方式除了力矩马达直接驱动外，还出现了采用步进电机、伺服电机、新型电磁铁等驱动结构以及光■液直接转换结构的伺服阀。这些新技术的应用不仅提高了伺服阀的性能，而且为伺服阀发展开拓了思路，为电液伺服阀技术注入了新的活力。2新型材料的采用当前在电液伺服阀研制领域的新型材料运用，主要是以压电元件、超磁致伸缩材料及形状记忆合金等为基础的转换器研制开发。它们各具有其H己的优良特性。2.1压电元件压电元件的特点是“压电效应”:在一定的电场作用下会产生外形尺寸的变化，在一定范围内，形变与电场强度成正比。压电元件

6、的主要材料为压电陶瓷(PZT)、电致伸缩材料(PMN)等。比较典型的压电陶瓷材料有LI木TOKIN公司的叠堆型压电伸缩陶瓷等。PZT育动式伺服阀的原理是：在阀芯两端通过钢球分别与两块多层压电元件相连。通过压电效应，使压电材料产生伸缩驱动阀芯移动。实现电■机械转换。PMN喷嘴扌当板式伺服阀则在喷嘴处设置一与压电叠堆I古I定连接的挡板，由压电叠堆的伸、缩实现扌当板与喷嘴间的间隙增减，使阀芯两端产生压差推动阀芯移动。目前压电式电■机械转换器的研制比较成熟并已得到较广泛的应用。它具有频率响应快的特点，伺服阀频宽英至能达到上千赫兹，但亦有滞环大、易漂移

7、等缺点，制约了压电元件在电液伺服阀上的进一步应用。2.2超磁致伸缩材料超磁致伸缩材料（GMM）与传统的磁致伸缩材料相比，在磁场的作用下能产生人得多的长度或体积变化。利用GMM转换器研制的育动型伺服阀是把GMM转换器与阀芯相连，通过控制驱动线圈的电流，驱动GMM的伸缩，带动阀芯产生位移从而控制伺服阀输出流最。该阀与传统伺服阀相比不仅有频率响应高的特点，而且具有精度高、结构紧凑的优点。目前,在GMM的研制及应用方面，美国、瑞典和日木等国处于领先水平。国内浙江大学利用GMM技术对气动喷嘴扌当板阀和内燃机燃料喷射系统的高速强力电磁阀，进行了结构设计和

8、特性研究。从目前情况来看GMM材料与压电材料和传统磁致伸缩材料相比，具有应变大、能量密度高、响应速度快、输出力大等特点。世界备国对GMM电■机械转换器及相关的技术研