教你如何分类伺服阀

电液伺服阀、电液比例阀和电液数字阀是液压技术和电子技术相结合的一类阀，它们是电液控制系统的心脏。电液控制阀既是系统中电气控制部分和液压执行部分的接口，又是用小信号控制大功率的放大元件。由于结合了液压技术能传递较大功率、刚性大、响应快等*性与电子控制技术的灵活性，使其应用到几乎所有的工业部门和航空、航天军事领域中。电液控制阀的特性直接影响甚至决定着系统的特性，因此了解电液控制阀的功能及特点、组成及工作原理，是正确分析、设计和使用电液控制系统的前提。

    电液伺服阀

    1.电液伺服阀功用及组成

    电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换元件，又是功率放大元件。它能将输入的微小电信号转换为大功率的液压信号输出，实现对执行元件的位移、速度、加速度和力的控制。电液伺服阀可分为电液流量控制伺服阀和电液压力控制伺服阀两大类，zui常用的是电液流量控制伺服阀。

    电液伺服阀由力矩马达（或力马达）、液压放大器、反馈机构（或平衡机构）三部分组成。力矩马达或力马达是一个电磁元件，其作用是将输入的电信号变成力或力矩，控制液压放大器运动。液压放大器控制液压能源流向液压执行器的流量或压力，通常包括前置放大器和功率放大器两级。前置放大器将力矩马达或力马达的输出加以放大，再去控制功率级阀。常用的液压控制元件有滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀，其中以滑阀应用zui为普遍。

    2.液压放大器

    (1)滑阀滑阀按其工作的边数（起控制作用的阀口数，也就是节流口的数目）可分为单边滑阀、双边滑阀和四边滑阕。

图R(a)所示为单边滑阀的工作原理，它只有一个控制边。压力油进入液压缸左腔（有杆腔）后，经活塞上的固定节流孔a进入液压缸右腔（无杆腔），压力由p_s降为p₁，再通过滑阀*的控制边（可变节流口）流回油箱。这样固定节流日与可变节流口控制液压缸右腔的压力和流量，从而控制了液压缸缸体运动的速度和方向。液压缸在初始平衡状态下，有：p₁A₁ =p_sA₂，对应此时阀的开口量为X_v0（零位工作点）。当阀芯向右移动时，开口x_v减小，P₁增大，于是p₁A₁>p_sA₂，缸体向右运动。阀芯反向移动，缸体亦反向运动。

    图R (b)所示为双边滑阀的工作原理，它有两个控制边，压力油一路进入液压缸左腔，另一路经左控制边开口x_v1与液压缸右腔相通，并经右控制边开口x_v2流回油箱。所以是两个可变节流口控制液压缸右腔的压力和流量。当滑阀阀芯移动时，x_v1与x_v2此增彼减，共同控制液压缸右腔的压力，从而控制液压缸活塞的运动方向。显然，双边滑阀比单边滑阀的调节灵敏度高，控制精度也高。

    图R (c)所示为四边滑阀的工作原理，它有四个控制边，开口x_v1和x_v2分别控制液压缸两腔的进油，而开口x_v3和x_v4分别控制液压缸两腔的回油。当阀芯向右移动时，进油开口x_v1增大，回油开口x_v3减小，使p₁迅速提高；与此同时，x_v2减小，x_v4增大，p₂迅速降低，导致液压缸活塞迅速右移。反之，活塞左移。与双边滑阀相比，四边滑阀同时控制液压缸两腔的压力和流量，故调节灵敏度更高，控制精度也更高。

    由上可知，滑阀的工作原理是利用阀芯相对阀体移动时，改变节流口通流面积，从而控制进入执行元件的压力或流量。

    从控制质量上看，控制边数越多越好；从结构工艺上看，控制边数越少越容易制造。

滑阀根据在平衡状态时阀口初始开口量的不同，分为正开口阀、零开口阀和负开口阀三种形式，如图S所示。在图S (a)中，阀芯台肩的宽度h小于阀套上开口的宽度H，为正开口阀；在图S(b)中，h-H，为零开口阀；在图S (c)中，h>H，为负开口阀。零开口阀的控制性能，但加工精度要求高；负开口阀有一定的不灵敏区，较少应用；正开口阀的控制性能较负开口阀的好，但零位功率损耗较大。

  (2)喷嘴挡板阀  喷嘴挡板阀有单喷嘴和双喷嘴两种结构形式，它们的工作原理基本相同，图T所示为双喷嘴挡板阀的工作原理。它由挡板1、喷嘴2和3、固定节流孔4和5等组成。挡板与喷嘴之间形成两个可变节流缝隙δ₁和δ₂跳。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的节流阻力相等，两喷嘴内的油液压力也相等，即p₁ -p₂，液压缸不动。压力油经固定节流孔4和5、节流缝隙δ₁和δ₂流回油箱。当输入信号使挡板向左摆动时，缝隙δ₁变小，δ₂变大，p₁上升，p₂下降，液压缸缸体向左移动。因机械负反馈作用，当喷嘴跟随缸体移动到挡板两边缝隙对称时，液压缸停止运动。

    喷嘴挡板阀的结构简单、加工方便，挡板运动部件惯性小、位移小，因而反应快、灵敏度高，抗污染能力较滑阀强。但是无用的功率损耗大。一般用于小功率系统或用作多级放大元件中的前置级。

    (3)射流管阀  图U所示为射流管阀的工作原理。它由射流管1和接收器2组成。当流体流经射流管时，射流管将压力能转变为动能射入接收器，而接收器是一个扩压管，液流流经它时减速扩压，使进入液压缸的流体恢复其压力能。改变射流管与接收器的相对位置就实现了能量的分配。当射流管位于两接收孔道a和b的中间位置时，两个接收孔道压力相等，液压缸不动，处于平衡状态。当射流管向左偏移时，b接收孔道内压力大于a接收孔道内压力，使液压缸左移，直到跟随缸体一起移动的接收器到达使射流管又位于两接收孔道中间位置时为止；反之亦然。液压缸运动方向取决于输入信号的方向。

    射流管阀结构简单、加工精度要求较低、成本低廉，对污染不敏感。但受射流力的影响，高压易产生干扰振动，射流管运动惯量较大、响应不如喷嘴挡板阀快，同时其无用的功率损耗较大。射流管阀适用于低压小功率的伺服系统及对抗污染能力有特殊要求的场合。威斯特小编敬上