伺服阀使用要点

下面介绍两种主要的伺服阀工作原理。

1．力反馈式电液伺服阀

力反馈式电液伺服阀的结构和原理如图28所示，无信号电流输入时，衔铁和挡板处于中间位置。这时喷嘴4二腔的压力pa=pb，滑阀7二端压力相等，滑阀处于零位。输入电流后，电磁力矩使衔铁2连同挡板偏转θ角。设θ为顺时针偏转，则由于挡板的偏移使pa＞pb，滑阀向右移动。滑阀的移动，通过反馈弹簧片又带动挡板和衔铁反方向旋转（逆时针），二喷嘴压力差又减小。在衔铁的原始平衡位置（无信号时的位置）附近，力矩马达的电磁力矩、滑阀二端压差通过弹簧片作用于衔铁的力矩以及喷嘴压力作用于挡板的力矩三者取得平衡，衔铁就不再运动。同时作用于滑阀上的油压力与反馈弹簧变形力相互平衡，滑阀在离开零位一段距离的位置上定位。这种依靠力矩平衡来决定滑阀位置的方式称为力反馈式。如果忽略喷嘴作用于挡板上的力，则马达电磁力矩与滑阀二端不平衡压力所产生的力矩平衡，弹簧片也只是受到电磁力矩的作用。因此其变形，也就是滑阀离开零位的距离和电磁力矩成正比。同时由于力矩马达的电磁力矩和输入电流成正比，所以滑阀的位移与输入的电流成正比，也就是通过滑阀的流量与输入电流成正比，并且电流的极性决定液流的方向，这样便满足了对

图28 力反馈式伺服阀的工作原理

1—永久磁铁；2—衔铁；3—扭轴；4—喷嘴；5—弹簧片；6—过滤器；7—滑阀；8—线圈；9—轭铁

电液伺服阀的功能要求。由于采用了力反馈，力矩马达基本上在零位附近工作，只要求其输出电磁力矩与输入电流成正比（不象位置反馈中要求力矩马达衔铁位移和输入电流成正比），因此线性度易于达到。另外滑阀的位移量在电磁力矩一定的情况下，决定于反馈弹簧的刚度，滑阀位移量便于调节，这给设计带来了方便。 采用了衔铁式力矩马达和喷嘴挡板使伺服阀结构极为紧凑，并且动特性好。但这种伺服阀工艺要求高，造价高，对于油的过滤精度的要求也较高。所以这种伺服阀适用于要求结构紧凑，动特性好的场合。 力反馈式电液伺服阀的方框图如图29。

MOOG伺服阀调零

穆格双喷嘴挡板伺服阀

MOO G D769 型来说，该伺服阀为力反馈2阀芯位移电反馈的二级伺服阀, 由于采用集成电路对阀芯位移进行控制, 因而使该阀具有无零漂特性。

1) 结构特点

(1) 力矩马达组件(含固定的喷嘴、挡板、反馈杆、力矩马达) 及其固定的底座相对于阀体的轴向位置可调节。

(2) 衔铁与上下导磁体间的气隙固定, 不可调。

(3) 阀套轴向位置固定, 不可调。

( 4) 集成电路板上有零位调整及增益调整电位器。

2) 调试方法

调试时必须在专用检测台上进行。

(1) 清洁 用符合要求的清洗液对伺服阀进行冲洗, 确保各节流孔畅通无阻。清除力矩马达上气隙中一切可能存在的异物或导磁物质粉末, 均匀预紧导磁体连接螺钉。

(2) 零位调整 零位调整遵循以下步骤, 先调机械零位, 再调电气零位, 当2 个零位都调为0 后, 伺服阀才处于真正意义上的零位。

a) 机械零位调整 将力矩马达组件用螺钉适当预紧于阀体上, 保持空载流量测试状态, 测试压力升到7M Pa 阀压降, 切断控制电流及集成电路±15 V 工作电压。轻微调整力矩马达组件与阀体的相对位置(沿阀芯轴线方向) , 同时观察流量计的显示值, 直到该显示值为0。此时说明阀芯与阀套间的轴向位置已正确, 阀芯两端压差为0, 阀无液压信号输出, 机械零位已调好。

b) 电气零位调整 保持空载流量测试状态, 切断控制电流, 接通集成电路±15 V 工作电源。调节调零电位器直到流量计输出显示为0, 此时电气零位已调好。

(3) 测试 伺服阀零位调好后, 对该阀的空载流量、压力增益、内泄漏、阀芯位移反馈电压曲线进行测试, 通过曲线可以精确地判断出该阀静态特性指标的好坏。

3) 小结 以上调试方法均是建立在喷嘴轴向位置未遭到破坏, 力矩马达的4 个气隙的几何位置均正确的情况下进行的。若喷嘴已偏离正确位置, 则需通过专用工具调整喷嘴轴向位置。若衔铁不处于气隙中间位置, 则可通过更换厚度不同的导磁体垫片进行调整。

伺服阀的使用

1、伺服阀的使用：

设备选用的伺服阀均有自己的特点，在使用中需严格按照该种伺服阀的使用说明书要求进行操作。一般来说，射流管式伺服阀要求用户不能拆卸伺服阀体，只能冲洗伺服阀的精密过滤器。有些型号的伺服阀在用户处则可以进行整体拆洗，但拆卸的人员必须经过专业的技能培训才行。

伺服阀的装拆应在尽可能干净的环境中进行，拆装前对伺服液压系统停机，操作时应先取下连接到伺服阀上的电气信号插头，再卸掉伺服液压系统的剩余压力，然后拆下伺服阀。在洁净的90、93、97号汽油中清洗所有的零件，对阀体一些清洁不到的地方，可以采用大号塑料外壳的医用注射器吸取汽油进行多次注射冲洗，零件清洗后可以晾干或用软气管以洁净、干燥的空气吹干。（特别注意：不要采用玻璃管的注射器进行相关操作，因为玻璃管注射器在经过汽油的浸泡后容易碎裂，造成不安全的事故发生。）清洗后的伺服阀，一定要放在洁净的环境中使其不要受到二次污染。

安装、拆卸冲洗板时也要与伺服阀一样，特别注意环境的洁净度，这样可以保障系统经过冲洗后的洁净度，才能保障伺服阀的耐用和控制的准确性。

伺服阀的精度等级较高，价格也较高，对其进行操作时需要特别小心细致，以防止在拆装过程中对其损坏。 伺服阀的过滤器、过滤芯可采用干净的90、93、97号汽油冲洗，对杂质和污染物多的过滤器滤芯也只能进行反复多次冲洗，不可对其采取火烧的办法来处理，假如采用火烧一些纤维状的物质碳化后会夹在过滤器中，容易使过滤器发生更进一步的堵塞，影响过滤器的使用，导致伺服阀的性能下降，严重时会导致伺服阀失效。有一类过滤器是采用塑料材料制成的，假如采用火烧的办法，将使过滤器彻底报废。

⑶ 伺服阀使用的注意事项：

① 由于每种型号的伺服阀都有其额定的电压、液压等级；因此禁止伺服阀在超过额定电压、液压等级的条件下使用。

② 禁止使用未经过滤的液压油，更不能使用其他不合格的液压油。

③ 禁止在伺服阀周围使用明火，同时也禁止其在高温状态下工作（使用环境要求见伺服阀说明书）。

伺服阀使用说明书

伺服阀是DEH控制系统中电液转换的关键元件，它可将电调装置发出的控制指令，转变成相应的液压信号，并通过改变进入油动机油缸液流的方向、压力和流量，来达到驱动阀门、控制机组的目的。

1 结构特点

伺服阀是一个由力矩马达、两级液压放大及机械反馈所组成的系统。第一级液压放大是双喷嘴挡板系统；第二级放大是滑阀系统。其基本结构如图1所示。

1.1 力矩马达：一种电气—机械转换器，可产生与电指令信号成比例的旋转运动，用在伺服阀的输入级。力矩马达包括电气线圈、极靴和衔铁等组件。衔铁装在一个薄壁弹簧管上，弹簧管在力矩马达和阀的液压段之间起流体密封作用。衔铁、挡板和反馈杆刚性固接，并由薄壁弹簧管支撑。

1.2 先导级：挡板从弹簧管中间伸出，置于两个喷嘴端面之间，形成左、右两个可变节流孔。衔铁的偏转带动挡板，从而可改变两侧喷嘴的开启，使其产生压差，并作用于与该喷嘴相通的滑阀阀芯端部。

1.3 功率放大级：由一滑阀系统控制输出流量。阀芯在阀套中滑动，阀套上开有环行槽，分别与供油腔P和回油腔T相通。当滑阀处于“零位”时，阀芯被置于阀套的中位；阀芯上的凸肩恰好将进油口和回油口遮盖住。当阀芯受力偏离“零位”向任一侧运动时，导致油液从供油腔P流入一控制腔（A或B），从另一控制腔（B或A）流入回油腔T。阀芯推动反馈杆端部的小球，产生反馈力矩作用在衔铁挡板组件上。当反馈力矩逐渐等于电磁力矩时，衔铁挡板组件被移回到对中的位置。于是，阀芯停留在某一位置。在该位置上，反馈力矩等于输入控制电流产生的电磁力矩，因此，阀芯位置与输入控制电流的大小成正比。 1.4 特点：

 衔铁及挡板均工作在中立位置附近,线性好

 喷嘴挡板级输出驱动力大

 阀芯基本处于浮动状态,不易卡住

 阀的性能不受伺服阀中间参数的影响,阀的性能稳定,抗干扰能力强,零点漂移小

2 工作原理：

当力矩马达没有电信号输入时，衔铁位于极靴气隙中间，平衡永久磁铁的磁性力。当有欲使调节阀动作的电气信号由伺服放大器输入时，力矩马达的线圈中有电流通过，产生一磁场，在磁场作用下，产生偏转力矩，使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷嘴中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷嘴的距离相等，两侧喷嘴泄油面积相等，使喷嘴两侧的油压相等。当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动时，挡板移近一只喷嘴，使这只喷嘴的泄油面积变小，流量变小，喷嘴前的油压变高，而对侧的喷嘴与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷嘴前的压力变低，这样就将原来的电气信号转变为力矩产生机械位移信号，再转变为油压信号，并通过喷嘴挡板系统将信号放大，挡板两侧喷嘴前油压与下部滑阀的两个端部腔室相通，当两个喷嘴前的油压不等时，滑阀两端的油压也不相等，使滑阀移动，由滑阀上的凸肩所控制的油口开启或关闭，从而控制通向油动机活塞下腔的高压油，以开大调节阀的开度，或者将活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由弹簧力关小调节阀。为了增加系统的可靠性，在伺服阀中设置了反馈弹簧，使伺服阀有一定的机械零偏(可外调)。在运行中如突然发生断电或失去电信号时，靠机械力最后可使滑阀偏移一侧，使调节阀关闭。