第5章液壓控制元件-閥第5章液壓控制閥5.1概述5.2方向控制閥

5.3壓力控制閥

5.4流量控制閥

5.5插裝閥

5.6電液比例閥

5.1概述一個簡單的液壓系統(tǒng)圖

5.2方向控制閥。換向閥中位機能應(yīng)用ABPT5.3壓力控制閥溢流閥的定壓作用

：5.4流量控制閥單向節(jié)流閥

壓力補償流量控制閥

行程節(jié)流閥的工作原理5.5插裝閥插裝單向閥和插裝液控單向閥5.6電液控制閥比例閥的工作原理框圖先導式比例溢流閥的結(jié)構(gòu)

比例調(diào)速閥和放大器

先導式比例方向節(jié)流閥（放大器分離式）比例閥的靜態(tài)特性曲線比例方向閥的頻率特性

電液伺服閥電液伺服閥是一種將小功率模擬量電控制信號轉(zhuǎn)換為大功率液壓能輸出，以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力的控制的伺服閥。電液伺服閥可分為“流量伺服閥”和“壓力伺服閥”兩類。由于電液伺服閥應(yīng)用比較廣泛，通常又簡稱為伺服閥。電液伺服閥“伺服”是指以較小的輸入信號，產(chǎn)生較大的輸出信號，起放大器的作用。 最常見的汽車所用的伺服操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以很小的力操縱方向盤，產(chǎn)生較大的力去驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向。 一個小功率控制信號，如0.08W，可以控制高達100kW以上的大功率系統(tǒng)。 伺服閥作為電液放大器，主要用于閉環(huán)控制回路中，這使得伺服閥不僅將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的流量，而且系統(tǒng)的位置或速度與設(shè)定值之間的偏差，也以電信號的形式反饋至伺服閥，并進行校正。電液伺服閥系統(tǒng)的組成電液伺服閥的組成

電液伺服閥的結(jié)構(gòu)和類型很多，但是都是由電-機械轉(zhuǎn)換器、液壓放大器和反饋裝置所構(gòu)成，如上圖所示。其中電－機械轉(zhuǎn)換器是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種裝置，根據(jù)輸出量的不同分為力馬達（輸出直線位移）和力矩馬達（輸出轉(zhuǎn)角）；液壓放大器是實現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。由前置放大級和功率放大級組成，由于電－機械轉(zhuǎn)換器輸出的力或力矩很小，無法直接驅(qū)動功率級，必須由前置放大級先進行放大。前置放大級可以采用滑閥、噴嘴擋板閥或射流管閥，功率級幾乎都采用滑閥。反饋裝置即可以解決滑閥的定位問題，又可使整個閥變成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而具有閉環(huán)控制的全部優(yōu)點。電液伺服閥的工作原理電液伺服閥是電液聯(lián)合控制的多級伺服元件，它能將微弱的電氣輸入信號放大成大功率的液壓能量輸出。它具有控制精度高和放大倍數(shù)大等優(yōu)，在液壓控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。在此著重介紹一種典型電液伺服閥的工作原理電液伺服閥的工作原理電液伺服閥的組成：由力矩馬達和液壓放大器組成。力矩馬達組成：由一對永久磁鐵1、導磁體2和4、銜鐵3、線圈5和內(nèi)部懸置擋板7的彈簧管6等組成。液壓放大器組成：前置放大器：前置放大級是一個雙噴嘴擋板閥，它主要由擋板7噴嘴8節(jié)流孔10和濾油器11組成。功率放大器：功率放大級主要由滑閥9和擋板下部的反饋彈簧片組成。磁鐵把導磁體磁化成N、S極，形成磁場。銜鐵和擋板固連由彈簧支撐位于導磁體的中間。擋板下端球頭嵌放在滑閥中間凹槽內(nèi)；線圈無電流時，力矩馬達無力矩輸出，擋板處于兩噴嘴中間；當輸入電流通過線圈使銜鐵3左端被磁化為N極，右端為S極，銜鐵逆時針偏轉(zhuǎn)。彈簧管彎曲產(chǎn)生反力矩，使銜鐵轉(zhuǎn)過θ角。電流越大θ角就越大，力矩馬達把輸入電信號轉(zhuǎn)換為力矩信號輸出。力矩馬達工作原理前置放大級工作原理壓力油經(jīng)濾油器和節(jié)流孔流到滑閥左、右兩端油腔和兩噴嘴腔，由噴嘴噴出，經(jīng)閥9中部流回油箱力矩馬達無輸出信號時，擋板不動，滑閥兩端壓力相等。當矩馬達有信號輸出時，擋板偏轉(zhuǎn)，兩噴嘴與擋板之間的間隙不等，致使滑閥兩端壓力不等，推動閥芯移動。功率放大級工作原理當前置放大級有壓差信號使滑閥閥芯移動時，主油路被接通?；y位移后的開度正比于力矩馬達的輸入電流，則閥的輸出流量和輸入電流成正比；當輸入電流反向時，輸出流量也反向?；y移動同時，擋板下端的小球亦隨同移動，使擋板彈簧片產(chǎn)生彈性反力，阻止滑閥繼續(xù)移動；擋板變形又使它在兩噴嘴間的位移量減小，實現(xiàn)了反饋。當滑閥上的液壓作用力和擋板彈性反力平衡時，滑閥便保持在這一開度上不再移動。力矩馬達力矩馬達是將較小的電流信號按比例的轉(zhuǎn)換成機械運動量。它是一種永磁鐵激勵的馬達，且與液壓部分嚴格密封。1.永磁鐵2.復位彈簧3.O型密封圈4.擋板5.可調(diào)磁極螺絲6.銜鐵7.控制線圈液壓放大器-滑閥

液壓放大器的結(jié)構(gòu)形式有滑閥、噴嘴—擋板閥和射流管閥三種。 根據(jù)滑閥上控制邊數(shù)(起控制作用的閥口數(shù))的不同，有單邊、雙邊和四邊滑閥控制式三種結(jié)構(gòu)類型。單邊（二通伺服閥）液壓放大器-滑閥右圖單邊控制式滑閥。它有一個控制邊a（可變節(jié)流口），有負載口和回油口二個通道，故又稱為二通伺服閥。x為滑閥控制邊的開口量，控制著液壓缸右腔的壓力和流量，從而控制液壓缸運動的速度和方向。壓力油進入液壓缸的有桿腔，通過活塞上的阻尼小孔e進入無桿腔，并通過滑閥上的節(jié)流邊流回油箱。當閥芯向左或向右移動時，閥口的開口量增大或減小，這樣就控制了液壓缸無桿腔中油液的壓力和流量，從而改變液壓缸運動的速度和方向。液壓放大器-滑閥雙邊滑閥：為雙邊控制滑閥。它有兩個控制邊a、b（可變節(jié)流口）。有負載口、供油口和回油口三個通道，故又稱為三通伺服閥。壓力油一路直接進入液壓缸有桿腔；另一路經(jīng)閥口進入液壓缸無桿腔并經(jīng)閥口流回油箱。當閥芯向右或向左移動時，x1增大x2減小或x1減小x2增大，這樣就控制了液壓缸無桿腔中油液的壓力和流量，從而改變液壓缸運動的速度和方向。以上兩種形式只用于控制單桿的液壓缸。液壓放大器-滑閥四邊控制滑閥：它有四個控制邊a、b、c、d（可變節(jié)流口）。有兩個負載口、供油口和回油口四個通道，故又稱為四通伺服閥。其中a和b是控制壓力油進入液壓缸左右油腔的，c和d是控制液壓缸左右油腔回油的。當閥芯向左移動時，x1

、x4減小，x2、x3增大，使p1迅速減小，p2迅速增大，活塞快速左移。反之亦然。這樣就控制了液壓缸運動的速度和方向。這種滑閥的結(jié)構(gòu)形式即可用來控制雙桿的液壓缸，也可用來控制單桿的液壓缸。液壓放大器-滑閥由以上分析可知，三種結(jié)構(gòu)形式滑閥的控制作用是相同的。四邊滑閥的控制性能最好，雙邊滑閥居中，單邊滑閥最差。但是單邊滑閥容易加工、成本低，雙邊滑閥居中，四邊滑閥工藝性差加工困難，成本高。一般四邊滑閥用于精度和穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)；單邊和雙邊滑閥用于一般精度的系統(tǒng)。滑閥在零位時的開口形式a負開口（t>h）、b零開口（t=h）、c正開口（t<h）液壓放大器-射流管閥射流管閥由射流管3、接受板2和液壓缸1組成，射流管3由垂直于圖面的軸c支撐并可繞軸左右擺動一個不大的角度。接受板上的兩個小孔a和b分別和液壓缸1的兩腔相通。當射流管3處于兩個接受孔道a、b的中間位置時，兩個接受孔道a、b內(nèi)的油液的壓力相等，液壓缸1不動；如有輸入信號使射流管3向左偏轉(zhuǎn)一個很小的角度時，兩個接受孔道a、b內(nèi)的壓力不相等，液壓缸1左腔的壓力大于右腔的，液壓缸1向右移動，反之亦然。射流管的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、加工精度低、抗污染能力強。缺點是慣性大響應(yīng)速度低、功率損耗大。因此這種閥只適用于低壓及功率較小的伺服系統(tǒng)。1－液壓缸2－接受器3－射流管液壓放大器-噴嘴擋板閥

噴嘴擋板閥因結(jié)構(gòu)不同分單噴嘴和雙噴嘴兩種形式，兩者的工作原理相似。如圖所示為雙噴嘴擋板閥的原理圖。它主要由擋板1、噴嘴3和6、固定節(jié)流小孔2、7和液壓缸等組成。壓力油經(jīng)過兩個固定阻尼小孔進入中間油室再進入液壓缸的兩腔，并有一部分經(jīng)噴嘴擋板的兩間隙4、5流回油箱。當擋板處于中間位置時，液壓缸兩腔壓力相等，液壓缸不動；當輸入信號使擋板向左移動時，節(jié)流縫隙5關(guān)小，4開大，液壓