电液伺服阀工作原理电液伺服阀是油动机的核心部件,靠它来接收电信号并控制进入油缸油流的多少。电液伺服阀安装在MSV,GV和ICV的阀门油动机上,RSV的油动机没有安装电液伺服阀。通过向油动机的油缸供应高压油而将蒸汽阀门打开,而通过其将油缸的高压油泄去并靠弹簧力将蒸汽阀门关闭。
电液伺服阀是由电磁部分(永久磁铁、导磁体、衔铁、线圈),两级液压放大器(挡板、软管、喷嘴、油路、四通滑阀、反馈弹簧)和过滤器(可更换过滤器和内置过滤器)等组成,如图2所示。衔铁与挡板通过软管连接在一起,挡板下部连有一个反馈弹簧,弹簧的另一端为一球头,嵌放在滑阀的凹槽内。永久磁铁和导磁体形成一个固定磁场,当线圈中没有电流通过时,导磁体和衔铁间4个气隙中的磁通都是一样的且方向是相同的,衔铁处于中间位置。当有控制电流通过线圈时,一组对角方向的气隙中的磁通增加,另一组对角方向的气隙中的磁通减小,于是衔铁就在磁力作用下克服弹簧的弹性反作用力而偏转一角度,并偏转到磁力所产生的转矩与弹性反作用力所产生的反转矩平衡时为止。同时挡板因随衔铁偏转而发生挠曲,改变了它与两个喷嘴间的间隙,一个间隙减小,一个间隙加大。高压油从供油口进入伺服阀并且引入到四通滑阀的两端下面,经过过滤器以及孔板后,一路流向喷嘴和挡板,并通向回油;另一路流到四通滑阀的两端端面以形成对四通滑阀的推力。
当挡板挠曲,出现上述喷嘴与挡板的两个间隙不相等的情况时,两喷嘴后侧的压力就不相等,它们作用在滑阀的左右两端端面上,使滑阀向相应方向移动一段距离,压力油就通过四通滑阀的控制油口输向油缸或者使油缸的工作油通过滑阀的一个凸肩流出并通向回油。滑阀移动时,反馈弹簧下端球头跟着移动。在衔铁挡板组件上产生了一个转矩,使衔铁向相应方向偏转,并使挡板在两喷嘴间的偏移量减少,这就是反馈作用。反馈作用的后果就是使滑阀两端的差压减小。
在接受一个正向电流指令信号时,这时滑阀的一个凸肩打开了EH油的供油口,油动机进油,蒸汽阀门打开,蒸汽阀门的LVDT输出的反馈信号增大,指令与反馈信号的偏差在不断减少,至伺服阀的开阀驱动指令也在不断减小,当伺服阀的输出指令与弹簧的反作用力平衡时,挡板回到中间位置,滑阀处于平衡状态,油动机此时停止进油,蒸汽阀门位置保持不变。电液伺服阀是有机械零偏的,而机械零偏是借助于滑阀一个端面上装设的一个机械偏置弹簧来实现的。

液压伺服阀结构及工作原理
一、滑阀式伺服阀:
采用动圈式力马达,结构简单,功率放大系数较大,滞环小和工作行程大;固定节流口尺寸大,不易被污物堵塞;主滑阀两端控制油压作用面积大,从而加大了驱动力,使滑阀不易卡死,工作可靠。
喷嘴挡板式伺服阀:
该伺服阀,由于力反馈的存在,使得力矩马达在其零点附近工作,即衔铁偏转角θ很小,故线性度好。此外,改变反馈弹簧杆11的刚度,就能在相同输入电流时改变滑阀的位移。该伺服阀结构紧凑,外形尺寸小,响应快。但喷嘴挡板的工作间隙较小,对油液的清洁度要求较高。
射流管式伺服阀:
对油液的清洁度要求较低。缺点是零位泄漏量大;受油液粘度变化影响显著,低温特差;力矩马达带动射流管,负载惯量大,响应速度低于喷嘴挡板阀。
滑阀式伺服阀
由永磁动圈式力马达、一对固定节流孔、预开口双边滑阀式前置液压放大器和三通滑阀式功率级组成。前置控制滑阀的两个预开口节流控制边与两个固定节流孔组成一个液压桥路。滑阀副的阀心(控制阀芯)直接与力马达的动圈骨架相连,(控制阀芯)在阀套内滑动。前置级的阀套又是功率级滑阀放大器的阀心。输入控制电流使力马达动圈产生的电磁力与对中弹簧的弹簧力相平衡,使动圈和前置级(控制级)阀心(控制阀芯)移动,其移量与动圈电流成正比。前置级阀心(控制阀芯)若向右移动,则滑阀右腔控制口·面积增大,右腔控制压力降低;左侧控制口·面积减小,左腔控制压力升高。该压力差作用在功率级滑阀阀心(即前置级的阀套)的两端上,使功率级滑阀阀心(主滑阀)向右移动,也就是前置级滑阀的阀套(主滑阀)向右移动,逐渐减小右侧控制孔的面积,直至停留在某位置。在此位置上,前置级滑阀副的两个可变节流控制孔的面积相等,功率级滑阀阀心(主滑阀)两端的压力相等。这种直接反馈的作用,使功率级滑阀阀心跟随前置级滑阀阀心运动,功率级滑阀阀心的位移与动圈输入电流大小成正比。
滑阀式伺服阀
由永磁动圈式力马达、一对固定节流孔、预开口双边滑阀式前置液压放大器和三通滑阀式功率级组成。前置控制滑阀的两个预开口节流控制边与两个固定节流孔组成一个液压路。滑阀副的阀心(控制阀芯)直接与力马达的动圈骨架相连,(控制阀芯)在阀套内滑动。前置级的阀套又是功率级滑阀放大器的阀心。
输入控制电流使力马达动圈产生的电磁力与对中弹簧的弹簧力相平衡,使动圈和前置级(控制级)阀心(控制阀芯)移动,其位移量与动圈电流成正比。前置级阀心(控阀芯)若向右移动,则滑阀右腔控制口·面积增大,右腔控制压力降低;左侧控制口面积减小,左腔控制压力升高。该压力差作用在功率级滑阀阀心(即前置级的阀套)的两端上,使功率级滑阀阀心主滑阀)向右移动,也就是前置级滑阀的阀套(主滑阀)向右移动,逐渐减小右侧控制孔的面积,直至停留在某一位置。在此位置上,前置级滑阀副的两个可变节流制孔的面积相等,功率级滑阀阀心(主滑阀)两端的压力相等。这种直接反馈的作用,使率级滑阀阀心跟随前置级滑阀阀心运动,功率级滑阀阀心的位移与动圈输入电流大小成比。
电液伺服阀一般是指双喷嘴挡板电液伺服阀。工作原理如下:
该阀前置放大级采用双喷嘴挡板结构,功率级采用力反馈滑阀结构,其结构原理如下图所示:
输入指令信号给力矩马达的线圈将会产生电磁力作用于衔铁的两端,这使衔铁组件(由衔铁、挡板及弹簧管组成)发生偏转。而挡板的偏转将减少某一个喷嘴的流量,进而改变了与该喷嘴相通的阀芯一侧的压力,推动阀芯朝一边移动。
阀芯的位移打开了进油口(J)与一个负载口之间的油路,沟通了回油口(H)与另一负载口之间的通道。同时阀芯的位移对反馈杆产生一个作用力,此作用力形成了对衔铁组件的回复力矩。当此回复力矩与力矩马达的电磁力矩相平衡时,衔铁挡板组件回到零位,阀芯保持在这一平衡状态的开启位置,直到输入的给定信号又发生变化。
补充一些内容,电液伺服阀由先导级和功率级两部分组成,先导级的功能就是一楼说的“实现电、液信号的转换和放大”,而功率级中包含阀芯阀套,直接“对液压执行机构进行控制”。
特点分优点和缺点来说吧,优点就是一楼所说的“动态响应快、控制精度高、使用寿命长”
,缺点就是造价高,易污染(对油液清洁度要求NAS6级)。
电液伺服阀主要用于电液伺服自动控制系统,其作用是将小功率的电信号转换为大功率的液压输出,通过液压执行机构来实现机械设备的自动化控制。电液伺服阀作为一种控制阀可以提高液压系统的控制精度,结构相对于普通电磁阀来说复杂得多,对油液的清洁度要求也比较高。
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