现代液压伺服阀与比例阀性能及区别解析

电液比例阀

1.1 简介

电液比例阀是电液比例控制技术的核心和主要功率放大元件，代表了流体控制技术的发展方向。电液比例阀采用电-机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输入电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量及方向等参数。

根据用途和工作特点的不同，比例阀可以分为比例压力阀（如比例溢流阀、比例减压阀）、比例流量阀（如比例节流阀、比例调速阀）和比例方向阀（比例换向阀）三类。电液比例换向阀不仅能控制方向，还有控制流量的功能。

电液比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，性能在某些方面还有一些差距。但是电液比例阀抗污染能力强，减少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液压系统的工作稳定性和可靠性，更适用于工业过程。

1.2、工作原理

电液比例换向阀的工作原理如下图所示。当电信号输入给比例电磁铁时，比例电磁铁将电信号转换成机械位移，使双向减压阀芯移动，这时从P 点进入的压力油经减压阀芯流到液动换向阀芯的油腔，推动阀芯移动，使压力油P 与P1 相通、P2 与T 相通；当电信号输入另一电磁铁时，压力油P 就会与P2 相通，P1 与T 相通，阀上没有反馈油孔，反馈油压经反馈油孔分别引向减压阀芯的两端，当作用在减压阀芯的液压力与电磁铁的电磁力相等时，减压阀芯即处于平衡状态。阀的输出流量大小和液流方向可以由输入电信号的大小及方向来控制。

电液伺服阀

2.1 简介

电液伺服阀是闭环控制系统中最重要的一种伺服控制元件，它能将微弱的电信号转换成大功率的液压信号（流量和压力）。

对整个系统来说，电液伺服阀是信号转换和功率放大元件；对系统中的液压执行机构来说，电液伺服阀是控制元件；阀本身也是个多级放大的闭环电液伺服系统，提高了伺服阀的控制性能。电液伺服系统是液压伺服系统和电子技术相结合的产物，由于它具有更快的响应速度，更高的控制精度，在军事、航空、航天、机床等领域中得到广泛的应用。

电液伺服阀具有体积小、功率放大率高、直线性好、死区小，响应速度快、运动平稳可靠，能适应模拟量和数字量调制等优点，所以在各种电液伺服系统中得到了广泛的应用，成为系统的“心脏”，受到特别的重视。

2.2 电液伺服阀工作原理

电液伺服阀的工作原理如下图所示。当工作压力油由进油口P 进入阀内，分别经两个节流孔进入滑阀两端的油腔，然后再由两个喷嘴与针形挡板中间的隙缝中流出，回到油箱，当没有控制电流输入时，针形挡板在两个喷嘴端面的中间位置，此时，两个喷嘴孔和两固定节流孔的压力参数相等，因而滑阀的两端油腔的压力相等，滑阀处于中间平衡位置。关闭各通道，伺服阀没有压力输出。行走主液压泵斜盘的控制油缸不动作，而使主液压泵不做功。当输入控制电流I>0 时，力矩马达会产生一个偏转力矩，带动针形挡板偏转一个角度，此时，由于针形挡板的偏转动作，使原来喷嘴与针形挡板的间隙变为一边隙缝大，一边隙缝小，因此，喷嘴隙缝大的滑阀油腔压力降低，喷嘴隙缝小的滑阀油腔压力增大，在滑阀两端油腔的压力差的作用和针形挡板的拨动下，滑阀被推向隙缝大的一边，当滑阀滑动时，针形挡板也同时起反馈作用，它用本身具有的弹簧力与作用在滑阀上的油液相互作用，直到大小相等、相互平衡为止。此时，滑阀有一定的开口量，进油口P 从的压力油通过滑阀的开启，通向主液压泵斜盘的控制油缸，使主油泵动作。输入的控制油压越大，滑阀的偏移量也越大。当输入的控制电流I<0 时，力矩马达会产生一个和输入电流I>0时相反的偏转力矩，使伺服滑阀向相反的方向移动使执行机构也反向运动。

区别

1.驱动装置不同。比例阀的驱动装置是比例电磁铁；伺服阀的驱动装置是力马达或力矩马达；

2.性能参数不同。滞环、中位死区、频宽、过滤精度等特性不同，因此应用场合不同，伺服阀和伺服比例阀主要应用在闭环控制系统，其它结构的比例阀主要应用在开环控系统及闭环速度控制系统；

2.1 伺服阀中位没有死区，比例阀有中位死区；

2.2 伺服阀的频响（响应频率）更高，可以高达200Hz左右，比例阀一般最高几十Hz；

2.3 伺服阀对液压油液的要求更高，需要精过滤才行，否则容易堵塞，比例阀要求低一些；

3.阀芯结构及加工精度不同。比例阀采用阀芯+阀体结构，阀体兼作阀套。伺服阀和伺服比例阀采用阀芯+阀套的结构。

4.中位机能种类不同。比例换向阀具有与普通换向阀相似的中位机能，而伺服阀中位机能只有O型。

5.阀的额定压降不同。而比例伺服阀性能介于伺服阀和比例阀之间。比例换向阀属于比例阀的一种，用来控制流量和流向。

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