現(xiàn)代液壓伺服閥與比例閥性能及區(qū)別解析

電液比例閥

1.1 簡介

電液比例閥是電液比例控制技術(shù)的核心和主要功率放大元件，代表了流體控制技術(shù)的發(fā)展方向。電液比例閥采用電-機械轉(zhuǎn)換裝置，將電信號轉(zhuǎn)換為位移信號，按輸入電信號指令連續(xù)、成比例地控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量及方向等參數(shù)。

根據(jù)用途和工作特點的不同，比例閥可以分為比例壓力閥（如比例溢流閥、比例減壓閥）、比例流量閥（如比例節(jié)流閥、比例調(diào)速閥）和比例方向閥（比例換向閥）三類。電液比例換向閥不僅能控制方向，還有控制流量的功能。

電液比例閥與伺服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比，性能在某些方面還有一些差距。但是電液比例閥抗污染能力強，減少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性，更適用于工業(yè)過程。

1.2、工作原理

電液比例換向閥的工作原理如下圖所示。當(dāng)電信號輸入給比例電磁鐵時，比例電磁鐵將電信號轉(zhuǎn)換成機械位移，使雙向減壓閥芯移動，這時從P 點進入的壓力油經(jīng)減壓閥芯流到液動換向閥芯的油腔，推動閥芯移動，使壓力油P 與P1 相通、P2 與T 相通；當(dāng)電信號輸入另一電磁鐵時，壓力油P 就會與P2 相通，P1 與T 相通，閥上沒有反饋油孔，反饋油壓經(jīng)反饋油孔分別引向減壓閥芯的兩端，當(dāng)作用在減壓閥芯的液壓力與電磁鐵的電磁力相等時，減壓閥芯即處于平衡狀態(tài)。閥的輸出流量大小和液流方向可以由輸入電信號的大小及方向來控制。

電液伺服閥

2.1 簡介

電液伺服閥是閉環(huán)控制系統(tǒng)中最重要的一種伺服控制元件，它能將微弱的電信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓信號（流量和壓力）。

對整個系統(tǒng)來說，電液伺服閥是信號轉(zhuǎn)換和功率放大元件；對系統(tǒng)中的液壓執(zhí)行機構(gòu)來說，電液伺服閥是控制元件；閥本身也是個多級放大的閉環(huán)電液伺服系統(tǒng)，提高了伺服閥的控制性能。電液伺服系統(tǒng)是液壓伺服系統(tǒng)和電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，由于它具有更快的響應(yīng)速度，更高的控制精度，在軍事、航空、航天、機床等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

電液伺服閥具有體積小、功率放大率高、直線性好、死區(qū)小，響應(yīng)速度快、運動平穩(wěn)可靠，能適應(yīng)模擬量和數(shù)字量調(diào)制等優(yōu)點，所以在各種電液伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為系統(tǒng)的“心臟”，受到特別的重視。

2.2 電液伺服閥工作原理

電液伺服閥的工作原理如下圖所示。當(dāng)工作壓力油由進油口P 進入閥內(nèi)，分別經(jīng)兩個節(jié)流孔進入滑閥兩端的油腔，然后再由兩個噴嘴與針形擋板中間的隙縫中流出，回到油箱，當(dāng)沒有控制電流輸入時，針形擋板在兩個噴嘴端面的中間位置，此時，兩個噴嘴孔和兩固定節(jié)流孔的壓力參數(shù)相等，因而滑閥的兩端油腔的壓力相等，滑閥處于中間平衡位置。關(guān)閉各通道，伺服閥沒有壓力輸出。行走主液壓泵斜盤的控制油缸不動作，而使主液壓泵不做功。當(dāng)輸入控制電流I>0 時，力矩馬達會產(chǎn)生一個偏轉(zhuǎn)力矩，帶動針形擋板偏轉(zhuǎn)一個角度，此時，由于針形擋板的偏轉(zhuǎn)動作，使原來噴嘴與針形擋板的間隙變?yōu)橐贿呄犊p大，一邊隙縫小，因此，噴嘴隙縫大的滑閥油腔壓力降低，噴嘴隙縫小的滑閥油腔壓力增大，在滑閥兩端油腔的壓力差的作用和針形擋板的撥動下，滑閥被推向隙縫大的一邊，當(dāng)滑閥滑動時，針形擋板也同時起反饋作用，它用本身具有的彈簧力與作用在滑閥上的油液相互作用，直到大小相等、相互平衡為止。此時，滑閥有一定的開口量，進油口P 從的壓力油通過滑閥的開啟，通向主液壓泵斜盤的控制油缸，使主油泵動作。輸入的控制油壓越大，滑閥的偏移量也越大。當(dāng)輸入的控制電流I<0 時，力矩馬達會產(chǎn)生一個和輸入電流I>0時相反的偏轉(zhuǎn)力矩，使伺服滑閥向相反的方向移動使執(zhí)行機構(gòu)也反向運動。

區(qū)別

1.驅(qū)動裝置不同。比例閥的驅(qū)動裝置是比例電磁鐵；伺服閥的驅(qū)動裝置是力馬達或力矩馬達；

2.性能參數(shù)不同。滯環(huán)、中位死區(qū)、頻寬、過濾精度等特性不同，因此應(yīng)用場合不同，伺服閥和伺服比例閥主要應(yīng)用在閉環(huán)控制系統(tǒng)，其它結(jié)構(gòu)的比例閥主要應(yīng)用在開環(huán)控系統(tǒng)及閉環(huán)速度控制系統(tǒng)；

2.1 伺服閥中位沒有死區(qū)，比例閥有中位死區(qū)；

2.2 伺服閥的頻響（響應(yīng)頻率）更高，可以高達200Hz左右，比例閥一般最高幾十Hz；

2.3 伺服閥對液壓油液的要求更高，需要精過濾才行，否則容易堵塞，比例閥要求低一些；

3.閥芯結(jié)構(gòu)及加工精度不同。比例閥采用閥芯+閥體結(jié)構(gòu)，閥體兼作閥套。伺服閥和伺服比例閥采用閥芯+閥套的結(jié)構(gòu)。

4.中位機能種類不同。比例換向閥具有與普通換向閥相似的中位機能，而伺服閥中位機能只有O型。

5.閥的額定壓降不同。而比例伺服閥性能介于伺服閥和比例閥之間。比例換向閥屬于比例閥的一種，用來控制流量和流向。

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