電液控制閥簡介

    電液伺服閥、電液比例閥和電液數(shù)字閥是液壓技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合的一類閥，它們是電液控制系統(tǒng)的心臟。電液控制閥既是系統(tǒng)中電氣控制部分和液壓執(zhí)行部分的接口，又是用小信號控制大功率的放大元件。由于結(jié)合了液壓技術(shù)能傳遞較大功率、剛性大、響應(yīng)快等優(yōu)越性與電子控制技術(shù)的靈活性，使其應(yīng)用到幾乎所有的工業(yè)部門和航空、航天軍事領(lǐng)域中。電液控制閥的特性直接影響甚至決定著系統(tǒng)的特性，因此了解電液控制閥的功能及特點(diǎn)、組成及工作原理，是正確分析、設(shè)計(jì)和使用電液控制系統(tǒng)的前提。

    電液伺服閥

    1.電液伺服閥功用及組成

    電液伺服閥是一種自動控制閥，它既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件。它能將輸入的微小電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號輸出，實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的位移、速度、加速度和力的控制。電液伺服閥可分為電液流量控制伺服閥和電液壓力控制伺服閥兩大類，最常用的是電液流量控制伺服閥。

    電液伺服閥由力矩馬達(dá)（或力馬達(dá)）、液壓放大器、反饋機(jī)構(gòu)（或平衡機(jī)構(gòu)）三部分組成。力矩馬達(dá)或力馬達(dá)是一個(gè)電磁元件，其作用是將輸入的電信號變成力或力矩，控制液壓放大器運(yùn)動。液壓放大器控制液壓能源流向液壓執(zhí)行器的流量或壓力，通常包括前置放大器和功率放大器兩級。前置放大器將力矩馬達(dá)或力馬達(dá)的輸出加以放大，再去控制功率級閥。常用的液壓控制元件有滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥，其中以滑閥應(yīng)用最為普遍。

    2.液壓放大器

    (1)滑閥滑閥按其工作的邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)，也就是節(jié)流口的數(shù)目）可分為單邊滑閥、雙邊滑閥和四邊滑闋。

圖R(a)所示為單邊滑閥的工作原理，它只有一個(gè)控制邊。壓力油進(jìn)入液壓缸左腔（有桿腔）后，經(jīng)活塞上的固定節(jié)流孔a進(jìn)入液壓缸右腔（無桿腔），壓力由p_s降為p₁，再通過滑閥唯一的控制邊（可變節(jié)流口）流回油箱。這樣固定節(jié)流日與可變節(jié)流口控制液壓缸右腔的壓力和流量，從而控制了液壓缸缸體運(yùn)動的速度和方向。液壓缸在初始平衡狀態(tài)下，有：p₁A₁ =p_sA₂，對應(yīng)此時(shí)閥的開口量為X_v0（零位工作點(diǎn)）。當(dāng)閥芯向右移動時(shí)，開口x_v減小，P₁增大，于是p₁A₁>p_sA₂，缸體向右運(yùn)動。閥芯反向移動，缸體亦反向運(yùn)動。

    圖R (b)所示為雙邊滑閥的工作原理，它有兩個(gè)控制邊，壓力油一路進(jìn)入液壓缸左腔，另一路經(jīng)左控制邊開口x_v1與液壓缸右腔相通，并經(jīng)右控制邊開口x_v2流回油箱。所以是兩個(gè)可變節(jié)流口控制液壓缸右腔的壓力和流量。當(dāng)滑閥閥芯移動時(shí)，x_v1與x_v2此增彼減，共同控制液壓缸右腔的壓力，從而控制液壓缸活塞的運(yùn)動方向。顯然，雙邊滑閥比單邊滑閥的調(diào)節(jié)靈敏度高，控制精度也高。

    圖R (c)所示為四邊滑閥的工作原理，它有四個(gè)控制邊，開口x_v1和x_v2分別控制液壓缸兩腔的進(jìn)油，而開口x_v3和x_v4分別控制液壓缸兩腔的回油。當(dāng)閥芯向右移動時(shí)，進(jìn)油開口x_v1增大，回油開口x_v3減小，使p₁迅速提高；與此同時(shí)，x_v2減小，x_v4增大，p₂迅速降低，導(dǎo)致液壓缸活塞迅速右移。反之，活塞左移。與雙邊滑閥相比，四邊滑閥同時(shí)控制液壓缸兩腔的壓力和流量，故調(diào)節(jié)靈敏度更高，控制精度也更高。

    由上可知，滑閥的工作原理是利用閥芯相對閥體移動時(shí)，改變節(jié)流口通流面積，從而控制進(jìn)入執(zhí)行元件的壓力或流量。

    從控制質(zhì)量上看，控制邊數(shù)越多越好；從結(jié)構(gòu)工藝上看，控制邊數(shù)越少越容易制造。

滑閥根據(jù)在平衡狀態(tài)時(shí)閥口初始開口量的不同，分為正開口閥、零開口閥和負(fù)開口閥三種形式，如圖S所示。在圖S (a)中，閥芯臺肩的寬度h小于閥套上開口的寬度H，為正開口閥；在圖S(b)中，h-H，為零開口閥；在圖S (c)中，h>H，為負(fù)開口閥。零開口閥的控制性能最好，但加工精度要求高；負(fù)開口閥有一定的不靈敏區(qū)，較少應(yīng)用；正開口閥的控制性能較負(fù)開口閥的好，但零位功率損耗較大。