两级电液压力伺服阀

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第1161页（1886字）

(1)结构和工作原理

在图20．4－21的结构中，压力反馈的作用是在功率滑阀阀芯上进行综合；而在图20．4－22的结构中，压力反馈的作用是通过一对反馈喷嘴在力矩马达挡板上进行综合。它们的力矩马达、喷嘴挡板等的结构与双喷嘴挡板力反馈伺服阀相似。

图20．4－21 阀芯力综合式电液压力伺服阀

图20．4－22 反馈喷嘴式电液压力伺服阀

(2)工作过程

(A)图20．4－21所示的阀芯力综合式电液压力伺服阀，其工作过程如下：

参见图20．4－23。力矩马达线圈电流在衔铁两端产生电磁力，衔铁挡板组件绕弹簧管支承旋转。挡板移动，在两个喷嘴控制腔A及B内形成压力差△p_AB，它与输入电流产生的电磁力矩成正比(喷嘴腔内的压力产生一个力作用在挡板上，这个力对衔铁挡板组件提供了一个与压差△p_AB成正比的平衡力矩)。△p_AB作用在阀芯环形面积A_A上，使阀芯移动，从而使一侧工作油口(C₁或C₂)与供油口P_s相通，另一侧工作油口(即C₂或C₁)与回油口P_T相通［见图20．4－23(a)］，在负载腔输出控制压力p₁和户₂。工作油口C₁和C₂的压力差△p₁₂作用在阀芯两端的小台阶面积A_s上，形成反馈力△p₁₂·A_s。阀芯被逐渐移回到“零位”附近的某一位置。在该位置上，作用在阀芯上的反馈力与喷嘴挡板级输出压差产生的作用力相等，即：△p₁₂·A_s=△p_AB·A_A，见图20．4－23(b)。因此，阀工作油口的压力差与两喷嘴的压力差成正比，即与输入电流大小成正比。

图20．4－23 阀芯力综合式电液压力伺服阀工作原理

(a)阀对输入电流变化的反应；(b)压力反馈的平衡状态

(B)图20．4－22反馈喷嘴式电液压力伺服阀的工作过程如下：

力矩马达输入电流在衔铁两端产生磁力使衔铁挡板组件绕弹簧管支承旋转，挡板位移，在两个喷嘴控制腔A及B形成压差。在这个压差的作用下，阀芯移动，使一侧工作油口(C₁或C₂)与供油口P_s相通，压力增高，另一侧工作油口(C₂或C₁)与回油口P_T相通，压力降低。工作油口C₁和C₂的压差，通过反馈喷嘴作用在挡板上，形成对力矩马达的反馈力矩，它与工作油口的压差成正比。在这个反馈力矩的作用下，挡板被逐渐移回到零位附近的某个位置，阀芯最后也停留在某一平衡位置。在该位置上，工作油口的压差作用在挡板上的反馈力矩与控制喷嘴的控制腔压差作用在挡板上的力矩之和，等于力矩马达输入电流产生的净力矩。由于在零位的附近工作，控制喷嘴和反馈喷嘴的喷嘴腔压差与挡板位移成正比，挡板位移又与力矩马达输入电流成正比。因此，阀工作油口的压力差与输入电流大小成正比。

(3)特点

·结构简单，体积小。

·静动态性能优良，工作可靠。

·反馈喷嘴式压力伺服阀的力矩马达及挡板在零位附近工作，线性好。但反馈喷嘴处有泄漏，增加了功耗；负载腔容积及负载流量较大，影响阀及负载的动态响应；反馈喷嘴对挡板的作用力与喷嘴腔感受的负载压力不是严格的线性，因此，阀的压力特性线性度稍差；压力反馈增益的调整困难；增加了一对反馈喷嘴以及一对与之相配的反馈节流孔，使阀的抗污染能力也有所下降。

·阀芯力综合式压力伺服阀，无额外的泄漏；对阀及负载的动态影响小；压力反馈增益由阀芯的大小凸肩面积之比来保证，压力反馈有固定的线性增益；可用永久磁铁充退磁法调整整个阀的压力增益；但台阶式阀芯加工较困难。

·负载容积对压力伺服阀动态响应的影响甚大，通常，阀的动态响应需与实际的负载一起进行评定。

·压力伺服阀一般用于开环系统中，用以控制压力或力，也可用于闭环系统中，用以控制压力、力、加速度或负载位置。