伺服阀的特性及性能参数

第三节

伺服阀的特性及性能参数

一．伺服阀规格的标称电波伺服阀的规格用额定电流I n 额定压力n p 和额定流量n Q 来标称。

额定电流系产生额定流量所需的任一极性的输入电流，它与压力或力矩马达两个线圈的连接形式（单接、串联、并联或差动连接）有关。额定压力系产生额定流量的供油压力。

额定流量有两种定义方法：

1)以额定空载流量0Q 作为额定流量，即以额定电流、额定压力下，负载压力为零时的空载流量来标称额定流量

ρ

ρ

s n xi d s vm d p I WK C p Wx C Q 220==式中ρ

2xi d WK C K =xi K -----以I 为输入、v x 为输出的伺服阀增益，m/A。

2)以规定负载压下的负载流量L Q 作为额定流量，即以额定电流、额

定压力和规定阀上压降v p 下的负载流量来标称额定流量

v n L s n L s vm

d L p KI p p KI p p Wx C Q =−=−=)()(2ρ

式中L s v p p p −=…………阀上总压降，Pa。

为了得到最低的输出功率，常取32s L p p =。由于高压伺服阀多为21=s p Mpa，中压伺服阀为6=s p MPa（或6.3MPa）,于是7=v p 或2MPa。所以许多伺服阀常以v p 为7或2MPa 时的负载流量来标称额定流量。

对于四通阀来说，单个阀口的压降p ∆为阀上压降的一半，因此也有一些中压伺服阀以规定阀口压降p ∆＝1MPa 时的负载流量来标称额

定流量。

可见，不能笼统地谈额定流量，一定要明确是哪种定义及条件下的额定流量。选用或代用伺服阀时尤其要注意这一点。

〔实例〕某引进设备的钢带自动跑偏控制系统，实际油源压力

4.5MPa，采用阀口引进p ∆＝1MPa 时负载流量L Q ＝20L/min 的伺服阀。

现要改用额定压力3.6=s p MPa 的国产伺服阀，问代用阀的额定控制流量应多大？

注意，系统实际油源压力为4.5MPa，因为伺服阀的实际使用压力可以等于，也可以低于其额定压力。由题意知，原系统阀上总压降22=∆=p p v MPa，不管代用什么阀，新阀的负载流量应等于原阀的负载流量，所以，如果新阀的额定压力为4.5MPa，则由式（4-15）比式（4-16）得新阀的空载流量应为

2

5.4200==v s L p p Q Q 现在所选代用阀额定压力为

6.3MPa，为了降压到4.5MPa 下使用时仍具有所需的流量，显然应选用额定空载流量更大一些的代用阀，即应取

5.355.43.625.4205.43.60'0===Q Q L/min

二．伺服阀的静态及动态特性

（一）伺服阀的静态特性

伺服阀的功率均为滑阀，而力（矩）马达及前置级为比例控制元件，因此伺服阀的一台特性基本上同滑阀的静态特性。以零开口流量型伺服阀为例，综述如下：

1.压力---流量特性

伺服阀的压力---流量特性见图4-17，曲线的斜率为伺服阀的流量---压力系数。

压力---流量特性曲线可供系统设计者考虑负载匹配和用于缺点伺服阀的规格。一般伺服阀样本上都给出无因次压力---流量特性曲线。

2.空载流量特性

额定压力下，负载压力为零时，输入电流在正、负额定电流间连续变化一个完整的循环，所得的输出流量与输入电流的关系曲线称为空载流量曲线，简称流量曲线，见图4-18。

流量曲线的中心轨迹称为公称流量曲线。

流量型伺服阀的流量曲线可分为零区、控制区和饱和区。零区特性反映了功率滑阀的开口情况，见图4-19，因此，可由零区特性评价伺服阀的制造质量。

在任一规定工作区域内，流量曲线的斜率为流量增益（A

m•

s

/3）。由公称流量曲线的零流量点向两极各作一条与公称流量曲线偏差为最小的直线，这两条公称流量增益线的平均斜率便是公称流量增益，见图4-20。

流量曲线及其有用，它不仅给出了阀的极性、额定空载流量、公称流量增益，并揭示了阀的零区特性，而且从中还可得到阀的滞环、分辨率、线性度和对称度，后四个性能参数的含义、表示、指标及影响因素，于后集中说明。

随着电流的增大，流量曲线将呈饱和状态。不再随电流而变化的

流量称为饱和流量。

3.压力增益特性

额定压力下，负载流量为零（工作油口关闭）时，输入电流在正、

负额定电流间连续变化一个完整的循环，所得的负载压力与输入电流的关系曲线称为压力增益曲线，见图4-21。

规定用±40％额定压力区域内的负载压力对输入电流关系曲线的

平均斜率，或用该区域内1％额定电流时的最大负载压力来确定压力增益。

压力增益大小与阀的开口类型有关，因此由压力增益曲线可反映阀的零位开口的配合情况。零开口的流量型伺服阀的压力增益很高，

输入1％额定电流时，负载压力可达供油压力的30％以上。

4.内泄漏特性)(I f

Q

=

l

额定压力下，负载流量为零时，从进油口到回油口的内部泄漏流

量随输入电流的变化曲线称为内泄漏特性，见图4-22。图中1c Q为前

置级的泄漏流量，2c Q为功率滑阀的零位泄漏流量。

Q的大小反映了功率滑阀的配合情况及磨损程度。因此对于新2c

阀，可用泄漏曲线评价阀的制造质量；而对于旧阀，则可用于判断阀

的磨损程度。2c Q与

p的比值还可用于确定功率滑阀的流量……压力

s

系数

K。

c

（二）伺服阀的动态特性

伺服阀的动态特性常用频率特性或阶跃响应来表示。