常用电液比例阀[行业荟萃]
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工程机械液压元件及系统
(Hydraulic Component & System of Engineering Machine)
第三章 工程机械用阀
第二节 常用电液比例阀
行业借鉴
1
电液比例压力阀 电液比例方向阀 电液比例流量阀
行业借鉴
2
普通液压阀属开关式定值控制阀。由它们组成的系统属传统的开关 阀液压系统，大多采用机械式手动可调节手柄和普通的通断电磁铁、压 力继电器、行程开关来实现对液体压力、流量和方向的控制。运动部件 的加速或减速过程一般是通过机械凸轮曲线来实现。
该力或位移又作为输入量加给比例阀，使比例阀产生一个与输入量 成正比例的流量或压力。
行业借鉴
4
电控放大器 电流I
油源 比例阀
压力p、 流量q
液压缸 液压马达
速度v、力F、 转速n、转矩T
负载
开环控制原理框图
行业借鉴
5
油源
电控放大器
－ 反馈信号
电流I
比例阀
压力p、 液压缸 流量q 液压马达
速度v、力F、
根据在液压系统中的作用不同，可分为比例溢流阀，比例减压阀和比例 顺序阀。根据控制的功率大小不同，可分为直动式和先导式两种，根据是否 带位置检测反馈，可分为：带位置检测和不带位置检测比例压力阀两种。
行业借鉴
9
1.1 直动式比例溢流阀
直动式比例压力阀与传统的开关型压力阀相比，只是用比例电磁铁取代 了手动调压手柄，由输入电信号调控阀的输出压力，而且输出压力与输入电 信号成正比。
电液比例阀能按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的压 力、流量和方向。
行业借鉴
3
比例阀控制系统实质上是一种模拟式开关控制系统，使用各种比例 阀和相配套的电子放大器，根据给定的模拟电信号，按比例地对液体的 压力、流量和方向进行有效的连续的控制。
根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（ 一般0～±10V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。这个电流信号 作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量——力 或位移。
价格因子
3
1
行业借鉴
早期电液阀 开关阀
25
25
0.25~0.5 4~7 ±1
0.25~5 无 <0.1%
1~5
5
10~30
有
有
1
0.5
8
1.电液比例压力阀
比例压力阀用来实现压力控制，压力的升降随时可以通过电信号加以改 变。
工作系统的压力可根据生产过程的需要，通过电信号的设定值来加以变 化，这种控制方式常称为负载适应控制。
行业借鉴
10
比例电磁铁1接收电信号以后，产生推力经推杆2和弹簧3作用在锥阀4上。 它是依靠阀芯上的液压作用力与弹簧力相平衡的原理而工作的，当阀芯上的液 压作用力大于弹簧作用力时，锥阀开启而溢流。若按比例连续地改变输入电流
大小，就可按比例连续地调控阀的开启压力，获得所需的压力调定值。
12 3 4
d
F
主要起安全阀作用，保护系统不受峰值压力的损
行业借鉴
1-比例电磁铁 2-推杆 3-先导阀芯 4-主阀芯 5-限压阀15
坏。
12
1
13
6
2
9
8
3
11
4
10
5
X7A
B
先导式比例益流阀机构图（DBEM 型）
1－先导阀体；2－比例电磁铁；3－限压阀；4－主阀体；5－主阀芯；6－先导阀
芯； 8、9－阻尼；10－控制油通道；11－主阀弹簧；12－先导阀；13－泄油孔
●
负载
转速n、转矩T
检测元件
闭环控制原理框图
行业借鉴
6
行业借鉴
7
性能对照表
项目／类别 电液伺服阀 电液比例阀
介质过滤精度μ 3~10
25
阀内压降MPa
7~21
0.5~2
滞环％
1~3
1~3
重复精度％
0.5
0.5
频宽 Hz -3db
线圈功率W
20~200 0.05~5
1~30 10~24
中位死区
无
有
行业借鉴
16
1.3先导式比例减压阀
3
R2 p3
21 6
R3
4
R1
p1 A
A p1
T p2
5
p2 B
（a）
（b）
先导式比例减压阀工作原理及职能符号（DRE 型）
直动式比例溢流阀使用方便，重复精度高，滞环小，响应速度快。但由 于受到电磁推力的限制，其输出流量不能太大。因此，直动式比例溢流阀主 要作先导控制级使用。与开关型压力控制阀的先导阀不同的是，弹簧在整个 工作过程中，不是用来调压而是用来传递推力的，故称为传力弹簧。传力弹 簧由于没有预压缩量，因此无弹簧力作用在锥阀上。
p
p
T
T
（a）
直动式比例溢流阀
（a）原理图
（b）职能符号
1—比例电磁铁；2—推杆；3—弹簧；4—阀芯
（b）
行业借鉴
11
（1）阀体（2）比例电磁铁（3）阀座（4）锥阀
行业借鉴
12
传力弹簧由于没有预压缩量，因此无弹簧力作用在锥阀上，故作用在先导阀 芯上的力平衡方程式为：
FD F f
p
4
d
2
C
d
Cv
dx
sin
2
式中
FD——比例电磁铁产生的电磁力；
FD=KI K——比例系数；
I——输入激磁线圈电流；
Ff——运动摩擦力；当电磁力 FD 由小到大时，Ff 取（－）号，FD 由 大到小时，取（＋）号。一般情况下 Ff＝0.15G（G 为铁芯重 量）
d——锥阀座直径；
p——先导阀开启压力；
Cd——锥阀流量系数； 一般取 Cd＝0.77
Cv——锥阀速度系数；
x——锥阀开启高度； 行业借鉴
13
θ——锥阀半锥角。
KI Ff
p
4
d
2
C
d
Cv
dx
sin
2
从上式可以看出，当忽略运动摩擦力和稳态液动力时，锥阀的开启压力 p 与
输入电流 I 成正比，因此连续地按比例控制输入电流 I 的大小，便可连续地按比
例调控先导阀的开启压力 p。
由于比例电磁铁有磁滞和摩擦力 Ff 的存在，因此当电流增加和减小时，电流
I 与压力 p 的关系曲线不能重合，为了减少滞环，除在设计时应尽量减小磁滞和
摩擦力外，在使用时，常在电控器中叠加一个频率为 100HZ 的颤振信号到直流
电源。
行业借鉴
14
1.2 先导式比例溢流阀
结构上主要由比例电磁铁，先导阀，主阀和
3
限压阀组成。
1 2
与开关型溢流阀不同的是：先导阀没有调压 p1
弹簧，比例电磁铁的推杆2直接作用在先导阀锥阀
阀芯3上，对阀芯施加电磁力。系统压力P作用在
●
●
R2
●
●
●
●
主阀芯4的下端，流经阻尼孔R1后作用在锥阀芯3
●
●
R1
上。当系统工作压力达到比例电磁铁的调整压力
时，先导锥阀芯开启形成先导溢流。主阀芯4上端
5 4
●
●
的油压力降低，主阀芯开启而溢流。
p
限压阀5是一个开关型直动式来自百度文库量溢流阀， 先导式比例溢流阀（DBE型）
(Hydraulic Component & System of Engineering Machine)
第三章 工程机械用阀
第二节 常用电液比例阀
行业借鉴
1
电液比例压力阀 电液比例方向阀 电液比例流量阀
行业借鉴
2
普通液压阀属开关式定值控制阀。由它们组成的系统属传统的开关 阀液压系统，大多采用机械式手动可调节手柄和普通的通断电磁铁、压 力继电器、行程开关来实现对液体压力、流量和方向的控制。运动部件 的加速或减速过程一般是通过机械凸轮曲线来实现。
该力或位移又作为输入量加给比例阀，使比例阀产生一个与输入量 成正比例的流量或压力。
行业借鉴
4
电控放大器 电流I
油源 比例阀
压力p、 流量q
液压缸 液压马达
速度v、力F、 转速n、转矩T
负载
开环控制原理框图
行业借鉴
5
油源
电控放大器
－ 反馈信号
电流I
比例阀
压力p、 液压缸 流量q 液压马达
速度v、力F、
根据在液压系统中的作用不同，可分为比例溢流阀，比例减压阀和比例 顺序阀。根据控制的功率大小不同，可分为直动式和先导式两种，根据是否 带位置检测反馈，可分为：带位置检测和不带位置检测比例压力阀两种。
行业借鉴
9
1.1 直动式比例溢流阀
直动式比例压力阀与传统的开关型压力阀相比，只是用比例电磁铁取代 了手动调压手柄，由输入电信号调控阀的输出压力，而且输出压力与输入电 信号成正比。
电液比例阀能按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的压 力、流量和方向。
行业借鉴
3
比例阀控制系统实质上是一种模拟式开关控制系统，使用各种比例 阀和相配套的电子放大器，根据给定的模拟电信号，按比例地对液体的 压力、流量和方向进行有效的连续的控制。
根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（ 一般0～±10V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。这个电流信号 作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量——力 或位移。
价格因子
3
1
行业借鉴
早期电液阀 开关阀
25
25
0.25~0.5 4~7 ±1
0.25~5 无 <0.1%
1~5
5
10~30
有
有
1
0.5
8
1.电液比例压力阀
比例压力阀用来实现压力控制，压力的升降随时可以通过电信号加以改 变。
工作系统的压力可根据生产过程的需要，通过电信号的设定值来加以变 化，这种控制方式常称为负载适应控制。
行业借鉴
10
比例电磁铁1接收电信号以后，产生推力经推杆2和弹簧3作用在锥阀4上。 它是依靠阀芯上的液压作用力与弹簧力相平衡的原理而工作的，当阀芯上的液 压作用力大于弹簧作用力时，锥阀开启而溢流。若按比例连续地改变输入电流
大小，就可按比例连续地调控阀的开启压力，获得所需的压力调定值。
12 3 4
d
F
主要起安全阀作用，保护系统不受峰值压力的损
行业借鉴
1-比例电磁铁 2-推杆 3-先导阀芯 4-主阀芯 5-限压阀15
坏。
12
1
13
6
2
9
8
3
11
4
10
5
X7A
B
先导式比例益流阀机构图（DBEM 型）
1－先导阀体；2－比例电磁铁；3－限压阀；4－主阀体；5－主阀芯；6－先导阀
芯； 8、9－阻尼；10－控制油通道；11－主阀弹簧；12－先导阀；13－泄油孔
●
负载
转速n、转矩T
检测元件
闭环控制原理框图
行业借鉴
6
行业借鉴
7
性能对照表
项目／类别 电液伺服阀 电液比例阀
介质过滤精度μ 3~10
25
阀内压降MPa
7~21
0.5~2
滞环％
1~3
1~3
重复精度％
0.5
0.5
频宽 Hz -3db
线圈功率W
20~200 0.05~5
1~30 10~24
中位死区
无
有
行业借鉴
16
1.3先导式比例减压阀
3
R2 p3
21 6
R3
4
R1
p1 A
A p1
T p2
5
p2 B
（a）
（b）
先导式比例减压阀工作原理及职能符号（DRE 型）
直动式比例溢流阀使用方便，重复精度高，滞环小，响应速度快。但由 于受到电磁推力的限制，其输出流量不能太大。因此，直动式比例溢流阀主 要作先导控制级使用。与开关型压力控制阀的先导阀不同的是，弹簧在整个 工作过程中，不是用来调压而是用来传递推力的，故称为传力弹簧。传力弹 簧由于没有预压缩量，因此无弹簧力作用在锥阀上。
p
p
T
T
（a）
直动式比例溢流阀
（a）原理图
（b）职能符号
1—比例电磁铁；2—推杆；3—弹簧；4—阀芯
（b）
行业借鉴
11
（1）阀体（2）比例电磁铁（3）阀座（4）锥阀
行业借鉴
12
传力弹簧由于没有预压缩量，因此无弹簧力作用在锥阀上，故作用在先导阀 芯上的力平衡方程式为：
FD F f
p
4
d
2
C
d
Cv
dx
sin
2
式中
FD——比例电磁铁产生的电磁力；
FD=KI K——比例系数；
I——输入激磁线圈电流；
Ff——运动摩擦力；当电磁力 FD 由小到大时，Ff 取（－）号，FD 由 大到小时，取（＋）号。一般情况下 Ff＝0.15G（G 为铁芯重 量）
d——锥阀座直径；
p——先导阀开启压力；
Cd——锥阀流量系数； 一般取 Cd＝0.77
Cv——锥阀速度系数；
x——锥阀开启高度； 行业借鉴
13
θ——锥阀半锥角。
KI Ff
p
4
d
2
C
d
Cv
dx
sin
2
从上式可以看出，当忽略运动摩擦力和稳态液动力时，锥阀的开启压力 p 与
输入电流 I 成正比，因此连续地按比例控制输入电流 I 的大小，便可连续地按比
例调控先导阀的开启压力 p。
由于比例电磁铁有磁滞和摩擦力 Ff 的存在，因此当电流增加和减小时，电流
I 与压力 p 的关系曲线不能重合，为了减少滞环，除在设计时应尽量减小磁滞和
摩擦力外，在使用时，常在电控器中叠加一个频率为 100HZ 的颤振信号到直流
电源。
行业借鉴
14
1.2 先导式比例溢流阀
结构上主要由比例电磁铁，先导阀，主阀和
3
限压阀组成。
1 2
与开关型溢流阀不同的是：先导阀没有调压 p1
弹簧，比例电磁铁的推杆2直接作用在先导阀锥阀
阀芯3上，对阀芯施加电磁力。系统压力P作用在
●
●
R2
●
●
●
●
主阀芯4的下端，流经阻尼孔R1后作用在锥阀芯3
●
●
R1
上。当系统工作压力达到比例电磁铁的调整压力
时，先导锥阀芯开启形成先导溢流。主阀芯4上端
5 4
●
●
的油压力降低，主阀芯开启而溢流。
p
限压阀5是一个开关型直动式来自百度文库量溢流阀， 先导式比例溢流阀（DBE型）