1、美国 MOOG 伺服阀，伺服阀的工作原理及作用 1、电液伺服阀主要用于电液伺服自动控制系统,其作用是将小功率的电信号转换为大功率的液压输出,经过液压执行机构来完成机械设 备的自动化控制. 伺服阀是一种经过改动输入信号。依据输入信号的方式不同，分为电液伺服阀和机液伺服阀。 电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件，它的作用是将小功率的电信号输入转换为大功率的液压能（压力和流量）输出， 完成执行元件的位移、速度、加速度及力控制。 液压泵的输出压力是指液压泵在实践工作时输出油液的压力，即泵工作时的出口压力，通常称为工作压力，其大小取决于负载。 电液伺服阀通常由电气机械转换安装、液压放大器和反应（
2、均衡）机构三局部组成。反应战争衡机构使电液伺服阀输出的流量或压 力取得与输入电信号成比例的特性。压力的稳定通常采用压力控制阀，比方溢流阀等。 2.细致材料： 典型电-气比例阀、伺服阀的工作原理 电- 气比例阀和伺服阀按其功用可分为压力式和流量式两种。压力式比例/ 伺服阀将输给的电信号线性地转换为气体压力；流量式比 例/伺服阀将输给的电信号转换为气体流量。美国威格士 VICKERS 柱塞泵由于气体的可紧缩性，使气缸或气马达等执行元件的运动 速度不只取决于气体流量。还取决于执行元件的负载大小。因而准确地控制气体流量常常是不用要的。单纯的压力式或流量式比例/ 伺服阀应用不多，常常是压力和流量分离在一
3、同应用更为普遍。 电- 气比例阀和伺服阀主要由电- 机械转换器和气动放大器组成。但随着近年来低价的电子集成电路和各种检测器件的大量呈现，在 1 电-气比例/伺服阀中越来越多地采用了电反应办法，这也大大进步了比例/ 伺服阀的性能。电-气比例/伺服阀可采用的反应控制方 式，阀内就增加了位移或压力检测器件，有的还集成有控制放大器。 滑阀式电-气方向比例阀 美国穆格伺服阀，流量式四通或五通比例控制阀能够控制气动执行元件在两个方向上的运动速度，这类阀也称方向比例阀。图示即为 这类阀的构造原理图。它由直流比例电磁铁 1、阀芯 2、阀套 3、阀体 4、位移传感器 5 和控制放大器 6 等同意。位移传感器采用
4、电 感式原理，它的作用是将比例电磁铁的衔铁位移线性地转换为电压信号输出。控制放大器的主要作用是： 1） 将位移传感器的输出信号停止放大； 2） 比拟指 3） 令信号 Ue 和位移反应信号 Uf， 4） 得到两者的差植 5） U； 6） 将 U 放大， 7） 转换为电流信号 I 输出。此外， 8） 为了改善比例阀的性能， 9） 控制放大器还含有对反应信号 Uf 和电压差 U 的处置环节。比方状态反应控制和 PID 调理等。 带位置反应的滑阀式方向比例阀，其工作原理是：在初始状态，控制放大器的指令信号 UF=0，阀芯处于零位，此时气源口 P 与 A、B 两端输出口同时被切断，A、B 两口与排气口也
5、切断，无流量输出；同时位移传感器的反应电压 Uf=0。若阀芯遭到某种干扰而 偏离调定的零位时，美国穆格 MOOG 伺服阀位移传感器将输出一定的电压 Uf，控制放大器将得到的 U=-Uf 放大后输出给电流比例 电磁铁，电磁铁产生的推力迫使阀芯回到零位。若指令 Ue0，则电压差 U 增大，使控制放大器的输出电流增大，比例电磁铁的输 出推力也增大，推进阀芯右移。而阀芯的右移又惹起反应电压 Uf 的增大，直至 Uf 与指令电压 Ue 根本相等，阀芯到达力均衡。此时。 Ue=Uf=KfX(Kf 为位移传感器增益) 上式标明阀芯位移 X 与输入信号 Ue 成正比。若指令电压信号 Ue0，经过上式相似的反应
6、调理过程，使阀芯左移一定间隔。 阀芯右移时，气源口 P 与 A 口连通，B 口与排气口连通；阀芯左移时，P 与 B 连通，A 与排气口连通。节流口启齿量随阀芯位移的 增大而增大。上述的工作原理阐明带位移反应的方向比例阀节流口启齿量与气流方向均受输入电压 Ue 的线性控制。 这类阀的优点是线性度好，滞回小，动态性能高。 滑阀式二级方向伺阀 下图所示为一种动圈式二级方向伺服阀。它主要由动圈式力马达、喷嘴挡板式气动放大器、滑阀式气动放大器、反应弹簧等组成。喷 嘴档板气动放大器做前置级，滑阀式气动放大器做功率级。 这种二级方向伺服阀的工作原理是：在初始状态，左右两动圈式力马达均无电流输入，也无力输出。
7、在喷嘴气流作用下，两挡板使可 变节流器处于全开状态，容腔 3、7 内压力简直与大气压相同。滑阀阀芯被装在两侧的反应弹簧 5、6 推在中位，两输出口 A、B 与气 源口 P 和排气口 O 均被隔开。 当某个动圈式马达有电流输入是（例如右侧力马达），输出与电流 I 成正比的推力 Fm 将挡板推向喷嘴，使可变节流器的流通面积减 小，容腔 6 内的气压 P6 升高，升高后的 P6 又经过喷嘴对档板产生反推力 Ff。当 Ff 与 Fm 均衡时， P6 趋于稳定，其稳定值乘以喷 嘴面积 Ay 等于电磁力。另一方面，美国派克 PARKER 柱塞泵 P6 升高使阀芯两侧产生压力差，该压力差作用于阀芯断面使阀芯
8、克制 反应弹簧力左移，并使左边反应弹簧的紧缩量增加，产生附加的弹簧力 Fs，方向向右，大小与阀芯位移 X 成正比。当阀芯挪动到一 定位置时，弹簧附加作用力与 7、3 容腔的压差对阀芯的作用力到达均衡，阀芯不在挪动。此时同时存在阀芯和挡板的受力均衡方程 式： Fs=KsX=(P6-P5)Ax Ff=P6Ay=KiI 式中 KS-反应弹簧刚度 Ax-阀芯断面积 Kf-动圈式力马达的电流增益。 在上述的调理过程中，左侧的喷嘴挡板一直处于全开状态，能够以为 P5=0，代入后整理上述两式可得 X=(AxKi/AyKs)*I 阀芯位移与输入电流成正比。当另一侧动圈式马达有输入时，经过上述相似的调理过程，阀芯将向相反方向挪动一定间隔。 当阀芯左移时，气源口 P 与输出口 A 连通，B 口通大气；美国穆格 MOOG 伺服阀阀芯右移时，P 与 B 通，A 口通大气。阀芯位移量 越大，阀口启齿量也越大。这样就完成了对气流的活动方向和流量的控制。 这类阀采用动圈式马达，动态性能好，缺陷是构造比拟复杂。
