電液伺服閥和電液比例閥的概述

吉曉輝　殷春

摘要：介紹了電液伺服閥和電液比例閥的組成及功能特點，同時對兩種閥進行了比較，得出兩種閥的使用特點和使用場合。

關鍵詞：電液伺服閥；電液比例閥；閉環控制；力矩馬達；比例電磁鐵 反饋裝置

前言

閥對流量的控制可以分為兩種： 一種是開關控制：要么全開、要么全關，流量要么最大、要么最小，沒有中間狀態，如普通的電磁換向閥、電液換向閥。另一種是連續控制：閥口可以根據需要打開任意一個開度，由此控制通過流量的大小，這類閥有手動控制的，如節流閥，也有電控的，如比例閥、伺服閥。所以使用比例閥或伺服閥的目的就是：以電控方式實現對流量的節流、壓力控制。

1.電液伺服閥

電液伺服閥是一種自動控制閥，它既是電液轉換組件，又是功率放大組件，其功用是將小功率的模擬量電信號輸入轉換為隨電信號大小和極性變化、且快速響應的大功率液壓能[能量（或）和壓力]輸出，從而實現對液壓執行器位移（或轉速）、速度（或角速度）、加速度（或角加速度）和力（或轉矩）的控制。電液伺服閥通常由電氣-機械轉換器、液壓放大器（先導閥和功率級主閥）和檢測機構組成。電液伺服閥的基本組成

有前置級液壓放大器的伺服閥，無論是射流放大器還是噴嘴擋板放大器，其產生閥芯驅動力都要比比例電磁鐵大得多（高一個數量級）。就這個意義上講，伺服閥閥芯卡滯的幾率比比例閥小。特別是射流管伺服閥的射流放大器因為沒有壓力負反饋，前置級流量增益與壓力增益都較高，推動閥芯的力更大，所以伺服閥有更高的分辨率和較小的滯環。

伺服閥的主閥是靠前置級閥的輸出壓力來控制的，而前置級閥的壓力則來自于伺服閥的入口p，假如p口的壓力不足，前置級閥就不能輸出足夠的壓力來推動主閥芯動作。而我們知道，當負載為零的時候，如果四通滑閥完全打開，p口壓力=t口壓力+閥口壓力損失（忽略油路上的其它壓力損失），如果閥口壓力損失很小，t口壓力又為零，那么p口的壓力就不足以供給前置級閥來推動主閥芯，整個伺服閥就失效了。所以伺服閥的閥口做得偏小，即使在閥口全開的情況下，也要有一定的壓力損失，來維持前置級閥的正常工作。

2.電液比例閥

電液比例閥多用于開環液壓控制系統中，實現對液壓參數的遙控，也可以作為信號轉換與放大組件用于閉環控制系統。與手動調節和通斷控制的普通液壓閥性比，它能顯著地簡化液壓系統，實現復雜程序和運動規律的控制，便于機電一體化，通過電信號實現遠距離控制，大大提高液壓系統的控制水平。

電液比例閥通常由電氣-機械轉換器、液壓放大器（先導級閥和功率級主閥）和檢測反饋機構三部分組成。若是單級閥，則無先導級閥。電液比例閥的組成

電液比例閥是閥內比例電磁鐵根據輸入電信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發生改變并以此完成與輸入電信號成比例的壓力、流量輸出的元件。閥芯位移以機械、液壓或電的形式進行反饋。

比例閥的閥芯運動是靠電磁吸力與彈簧力的平衡實現的，結構比伺服閥簡單，精度低、響應差、線性不太好，不能用于精密的調節。電液比例閥的特點：

2.1.形式種類多樣、容易組成電氣及計算機控制的各種電液系統；

2.2.控制精度高；

2.3.安裝使用靈活；

2.4.抗污染能力強。

3.電液伺服閥和電液比例閥的區別

比例閥加工精度和控制精度較低所以造價較低，有比例換向閥、比例壓力閥和比例流量閥。但一些設備也用高頻響的比例閥（如：連鑄的動態輕壓下），這種比例閥主要用于閉環控制，造價相對與伺服閥較低，頻寬能達到20～30個HZ。

伺服閥和比例閥的區別點：

3.1.驅動裝置不同。比例閥的驅動裝置是比例電磁鐵；伺服閥的驅動裝置是力馬達或力矩馬達。

3.2.性能參數不同。滯環、中位死區、頻寬、過濾精度等特性不同，因此應用場合不同。伺服閥和伺服比例閥主要應用在閉環控制系統，其它結構的比例閥主要應用在開環控系統及閉環速度控制系統。

3.3.閥芯結構及加工精度不同。比例閥采用閥芯+閥體結構，閥體兼作閥套。伺服閥和伺服比例閥采用閥芯+閥套的結構。

3.4.中位機能種類不同。比例換向閥具有與普通換向閥相似的中位機能，而伺服閥中位機能只有O型。

3.4.1.閥的額定壓降不同。既然是節流控制，就必然有能量損失，伺服閥和其它閥不同的是，它的能量損失更大一些，因為它需要一定的流量來維持前置級控制油路的工作。

3.4.2.比例閥制造工藝要求一般低于伺服閥工藝要求。

3.4.3.比例閥動態特性較伺服閥低，即其幅頻寬一般低于伺服閥幅頻寬。

3.4.4.比例閥對油液的清潔度要求較伺服閥低，在能滿足系統要求的情況下，應使用比例閥。

4.結語

通過對電液伺服閥和電液比例閥組成和結構原理的介紹，同時對兩種閥進行了詳細的對比，使讀者對電液伺服閥和電液比例閥有較深刻的了解，以及對兩種閥的選用和使用起到一定的幫助作用。

參考文獻：

[1]雷天覺.液壓工程手冊.機械工業出版社.1990年

[2]黃志堅.液壓伺服控制與比例控制實用技術.中國電力出版社 2012年.

[3]黃志堅.液壓伺服比例閥控制及PLC應用.化學工業出版社.2014年.