情境4 典型电液伺服阀结构及工作原理

4、偏转板射流式位置力反馈两级电液伺服阀
它由力矩马达、偏转板射 流放大器和滑阀、反馈 杆等所组成。 偏转板射流放大由偏转板 1和射流盘2组成，射流 盘上开有一个射流喷射 流喷嘴与液压能源相通， 两个接收口分别与第二 级滑阀两端的控制腔相 连。偏转板上开有V形 导流窗口，其上端与衔 铁固定，并由弹簧管支 撑，下端通过反馈杆末 端的小球插入滑阀阀芯 中间的小槽中。
当控制电流驱动力矩马达 衔铁绕其转轴3顺时针转 动一个角度，使挡板4左 移时，使主阀芯6左移。 此时滑阀右端压力PL1，增 高，左端压力pL2下降， PL1使挡板力图逆时针偏 转，当与电磁力矩平衡 时，滑阀处于新的工作 位置。 这种反馈形式使阀的结构 简洁紧凑，且反馈无机 械接触，因此分辨率高。 但是力矩马达的线性范围 也就限制了主滑阀的工 作行程。
滑阀位置是通过弹性反馈杆 变形力反馈到衔铁组件上 使诸力矩平衡而决定的， 因此这种阀又称为位置力 反馈式电液伺服阀。 因为采用了前置级为双喷嘴 挡板的液压放大，所以又 称为喷嘴挡板阀式位置力 反馈二级电液伺服阀。 这是一种最常用的电液伺服 阀的形式。 这种阀由于衔铁和挡板均在 中位附近工作，线性好， 同时允许滑阀得到较大的 行程，亦即能输出较大的 流量。
1-力矩马达 2-柔性供压管 3射流管 4-射流接收器 5-反 馈弹簧 6-阀芯 7-滤油器
3. 射流管式位置力反馈两级电液伺服阀
射流管的侧面装有弹簧板 及反馈弹簧5，其末端 插入阀芯中间的小槽内， 阀芯的移动使反馈弹簧 变形，构成对力矩马达 的力矩反馈。 射流管式电液伺服阀最大 的优点是抗油的污染能 力强。 缺点是动态响应较慢，力 矩马达结构及工艺复杂， 1-力矩马达 2-柔性供压管 3细长的射流管及柔性供 射流管 4-射流接收器 5-反 压管易出现结构谐振。 馈弹簧 6-阀芯 7-滤油器
2、喷嘴挡板滑阀式两级伺服阀
结构：由动铁式力矩马 达、前置级喷嘴挡板 阀和功率级滑阀组成 工作原理：转换器为干 式力矩马达、前置级 为喷嘴挡板阀，通过 反馈弹簧杆将滑阀位 移反馈到前置级。
1-磁钢；2-导磁体；3-弹簧管； 4-喷嘴；5-固定节流孔；6-滑 阀；7-反馈杆；8-衔铁
当力矩马达受到电磁力矩产生顺 时针偏转力矩作用时，挡板 下端带动滑阀向左移动，p1 口有流量输出。 同时，挡板接近左侧喷嘴，喷嘴 处压力油给挡板一个反馈力 矩，使挡板逆时针偏转，直 至此反馈力矩与力矩马达产 生的驱动力矩相平衡，挡板 处于喷嘴处于某一位置，滑 阀停止运动，取得一个平衡 位置时为止。 而滑阀位移与电流成正比。在负 载压差一定时，阀的输出负 载流量与电流成比例。 当输入电流反向时，阀的输出流 1-磁钢；2-导磁体；3-弹簧管； 量也反向。 故也称为流量控制型电液伺服阀。 4-喷嘴；5-固定节流孔；6-滑 阀；7-反馈杆；8-衔铁 MOOc76系列、国产FF系列、 QDY系列属于这类阀。
1一偏转板；2一射流盘；3一反馈杆
当无信号电流输入时，偏 转板处于射流盘中间位 置时，由喷嘴喷出的射 反馈力 流被两个接收口均等地 接收，此时滑阀两端产 生的恢复力相等，阀芯 不动。 当有信号电流输入时，力 矩马达使偏转板偏转， 两个接收口在滑阀两端 产生的恢复力不相等， 控制主阀芯在压差作用 下运动。 阀芯位移使反馈杆产生变 形，并以力矩的形式反 馈到力矩马达的衔铁上， 与衔铁上的电磁力矩等 相平衡，构成力反馈闭 环控制。
1一主阀芯；2一闽体一一接收器；4一射流 臂；5一永久磁铁；6一弹簧管； 7一衔铁；8一线圈；9一导破体；10一位 移传感器；11一伺服放大器
6、射流管式电液伺服阀结构原理图
若有一给定输入电信号进 入伺服放大器11，在此 信号作用下，力矩马达 的衔铁发生偏转，带动 射流管一起转过一个微 小的角度，使得接收器 的一个小孔接收到的液 流流量大、恢复压力高， 而另一个小孔接收到的 流量小、恢复压力低。 在滑阀的两端形成压差， 1一主阀芯；2一闽体一一接收器；4一射流 臂；5一永久磁铁；6一弹簧管； 推动阀芯运动。 7一衔铁；8一线圈；9一导破体；10一位
情境4 典型电液伺服阀结构及 工作原理
一、单级伺服阀 二、双级伺服阀 三、负载流量反馈伺服阀（P-Q阀） 四、动压反馈伺服阀 五、负载压力反馈伺服阀 六、三级电反馈伺服阀 七、伺服阀的主要性能参数 八、伺服阀的选择、使用及维护
一、单级伺服阀
分类：动铁式、动圈式、电 反馈式。 1、动铁式单级伺服阀 由动铁式力矩马达和单级滑 阀两部分所构成，结构简 单。 工作原理：当信号电流通过 控制线圈时，衔铁产生力 矩，该力矩与扭簧的反作 用力相平衡。衔铁将偏转 θ角，带动阀芯移动相应 的位移x，从而使阀输出 流量。 受力马达功率限制．单级阀 输出流量较小。
二、两级伺服阀
动圈 1、两级滑阀式伺服阀 式力 马达 结构特点： 由力马达和双级滑阀组成。 一级闷芯套在二级阀芯 里，二级阀芯既作为一 级闷的阀套又作为功率 滑阀阀芯，从而实现了 位置直接反馈。
1-磁钢；2-导磁体；3-气隙；4动圈；5-弹簧；6-一级阀芯；7二级阀芯；8-阀体；9-下控制腔； 10-下节流口；11-下固定节流孔； 12-上固定节流孔；13-上节流口； 14-上控制腔；15-锁紧螺母 16 一调零螺丝
二、两级伺服阀
动圈 1、两级滑阀式伺服阀 式力 工作原理：力马达驱动一级 马达 阀芯，一级阀是具有两个 固定节流孔、两个可变节 流口的正开口四通阀，Ps 口压力油经上、下固定节 流孔11、12进入功率滑阀 的上、下控制腔，再经上、 下可变节流口10、13通过 二级阀芯中的中空腔和回 油口o回油。一级阀处于 零位时，上、下可变节流 口面积相等，上、下控制 腔内压力相等，二级阀芯 处于零位不动，A、B口无 流量输出。
5、喷嘴挡板式位置直接反馈二级电液伺服阀
1-永久磁铁；2-导磁体；3-衔铁 转轴；4-挡板； 5-喷嘴；6-滑阀 芯；7-固定阻尼孔
6、射流管式电液伺服阀结构原理图
结构：阀的主阀芯1的位移 由位移传感器10检测和 反馈。伺服放大器11集 成在阀体中，使伺服阀 性能更优化，使用更方 便。这种阀是当今应用 越来越广泛的的液压放大、位移传感 器与伺服放大器组成。 液压放大的前置级为射 流管阀，功率级为零开 口四边滑阀。射流管阀 通过弹簧管与衔铁相连。 压力油通过供油管进入 射流管4。
3、单级伺服阀单级电反馈伺服阀
1-接头；2-滑芯； 3-阀套；4-内置式 放大器；5-位置传 感器；6-线性力马 达；7-对中弹簧
由动铁式力马达、单级滑阀、位置传感器和内置式放大器组 成。 工作原理：当信号电流通过控制线圈，所产生的电磁力与信 号电流成正比，电磁力经对中弹簧转换成阀芯位移。使阀 输出相应的流量。 采用位置传感器构成电反馈后，阀的精度和响应速度主要取 决于传感器的性能。 由于传感器及其二次仪表容易做成高精度、高响应，因而阀 的精度和响应得以提高。
三、压力-流量控制伺服阀（P-Q阀）
• 结构图
原理图
三、压力-流量控制伺服阀（P-Q阀）
结构：主要由动铁式力 矩马达1、喷嘴挡板 前置阀3和功率级滑 阀6、平衡弹簧5和 压力反馈油路2等组 成。 当阀无电信号输入时， 喷嘴挡板阀的挡板处 于中间位置，功率级 滑阀两端(作用面积 为AV处)控制压力相 等(pL1=pL2)，滑阀在 两端平衡弹簧的作用 下处于零位，使主阀 无负载流量输出。
二、两级伺服阀
1、两级滑阀式伺服阀 力马达带动一级阀芯向上 运动某一位移时，上可 变节流口开大，使上控 制腔压力减小；而下可 变节流口关小，使下控 制腔内压力增大，从而 使二级阀芯跟踪一级阀 芯向上运动，直至上、 下可变节流口的开口量 相等；这时一级阀处于 新的零位，而二级阀芯 行程等于一级阀芯的行 程，该行程与电流成比 例，因而B口输出的空载 流量与电流成比例。
1-力矩马达；2-压力反馈油路； 3-喷嘴挡板前置阀；4-滤油器； 5-平衡弹簧；6-滑阀；7-固定节 流孔
三、压力-流量控制伺服阀（P-Q阀）
当有控制电信号输入时， 喷嘴挡板阀产生控制压 差(pLP= PL1-pL2 )，作用 在主阀的控制腔端面(作 用面积为Av)，使功率 级滑阀移动x，，输出 负载流量qL。 该阀除喷嘴处有流量反馈 作用外，还通过负载压 力反馈通路2将系统的 负载压力反馈作用Ff到 功率级滑阀的两端弹簧 腔(作用面积为Af)。 在稳态情况下，弹簧力与 反馈的负载液压力之合 力与控制液压力相平衡， 使功率级滑阀得到一个 相应的平衡位置。
1一主阀芯；2一闽体一一接收器；4一射流 臂；5一永久磁铁；6一弹簧管； 7一衔铁；8一线圈；9一导破体；10一位 移传感器；11一伺服放大器
三、压力-流量控制伺服阀（P-Q阀）
液压伺服系统一般是欠阻尼系统，并且阻尼 比较小，变化范围比较大，这将直接影响 系统的静、动态性能的提高。因此，提高 系统的阻尼比，一直是液压伺服系统性能 改善的重要方面。设法提高电液伺服阀的 流量压力系数K，将是提高系统阻尼比的一 种简便方法。 压力-流量伺服阀就是在这种背景下产生的。
力矩马达产生力矩
反馈力
偏转板射流式电液伺服阀结构简单、工作可靠，其主要优、缺 点与射流管式电液伺服阀类同，偏转板质轻，动态响应好些。
5、喷嘴挡板式位置直接反馈二级电液伺服阀
第一级液压放大为双喷嘴 挡板阀。两个喷嘴5直 接安装在第二级滑阀的 阀芯6上，构成位置直 接反馈。
1-永久磁铁；2-导磁体；3-衔铁 转轴；4-挡板； 5-喷嘴；6-滑阀 芯；7-固定阻尼孔
二、两级伺服阀
1、两级滑阀式伺服阀 同理，电流反向时，二级阀芯跟随 一级阀芯同步向下，A口有输出： 力马达带动一级阀芯向下运动某一 位移时，上可变节流口减小， 使上控制腔压力增大；而下可 变节流口增大，使下控制腔内 压力减小，从而使二级阀芯跟 踪一级阀芯向下运动，直至上、 下可变节流口的开口量相等； 这时一级阀处于新的零位，而 二级阀芯行程等于一级阀芯的 行程，该行程与电流成比例， 因而A口输出的空载流量与电流 成比例。 国产sv系列伺服阀是这类阀的代表
1一主阀芯；2一闽体一一接收器；4一射流 臂；5一永久磁铁；6一弹簧管； 7一衔铁；8一线圈；9一导破体；10一位 移传感器；11一伺服放大器
6、射流管式电液伺服阀结构原理图
当力矩马达无控制 信号时，衔铁7 无偏转，射流管 处于中间位置， 从射流管中喷出 的液流以相同的 压力和流量进人 接收器3的两个 小孔中，滑阀阀 芯两端的恢复压 力相等，阀芯不 动。
移传感器；11一伺服放大器
6、射流管式电液伺服阀结构原理图
同时，滑阀阀芯的位移x， 被位移传感器10检测出 来，并反馈到阀内安装 的伺服放大器的输入端。 与给定输入信号相比较， 得出的偏差信号继续控 制力矩马达的电磁力， 由此控制滑阀阀芯的进 一步位移。直至滑阀阀 芯位移的反馈信号与给 定输人信号相等，即偏 差信号为零时，则阀芯 停止运动，实现了主阀 芯的位移x，跟随给定 输入电信号成比例地变 化。
1-永久磁铁；2-导磁体； 3-扭簧；4-衔铁；5-滑阀； 6-阀套 7-线圈
2、动圈式单级伺服阀
由动圈式力马达和单 级滑阀组成，结构 简单。 工作原理：当信号电 流通过控制线圈时， 线圈在磁场中产生 电磁力。此力与弹 簧的反作用力平衡， 使阀芯移动x,从而 使阀输出相应的流 量。 采用小型力马达时，阀的输出流 量较小；采用专用的大型力马达 时，单级阀的输出也可以达 200L/min左右。 如日立的具有电反馈的FM· v阀 1-弹簧；2-线圈；3-导磁体； 4-框架； 5-永久磁铁；6阀芯；7-阀套
1-磁钢；2-导磁体；3-弹簧管； 4-喷嘴；5-固定节流孔；6-滑 阀；7-反馈杆；8-衔铁
3. 射流管式位置力反馈两级电液伺服阀
射流管3固定于力矩马达 的衔铁上，并由薄膜弹 簧片支撑。当有信号电 流输入时，射流管由力 矩马达驱动偏转。液压 油通过柔性的供压管2 进入射流管3，从射流 管喷口射出的液压油进 入接收器4的两个接收 孔中，这两个接收孔分 别与滑阀两端控制腔分 别相通，两腔的恢复压 力差推动主阀芯左右移 动。