二级电液比例节流阀

各种液压控制阀图型符号和功用一、方向控制阀：按—拉式手柄式踏板式双向踏板式或门型与门型二、压力控制阀：先导型溢流阀先导型电磁溢流阀卸荷溢流阀直动型减压阀先导型减压阀定比减压阀定差减压阀直动型外控顺序阀先导型顺序阀单向顺序阀（平衡阀）可调节流阀单向节流阀温度补偿型调速阀先导型比例减压阀先导型比例顺序阀比例溢流节流阀大管轮41、42期《船舶辅机》各部分试题量1.液压元件及设备（甲板机械）48题；2.船舶制冷装置40题；3.船舶辅锅炉装置12题。

《船舶辅机》试题库需要掌握的试题一、液压元件、设备【共593题】：232～261 30题644～651 8题 662～683 22题687～788 2题689～829 41题830～910 67题（扣除不要求的径向泵）911～1008 98题 1056～1254 199题1255～1325 71题 1352～1406 55题二、船舶制冷装置【共312题】：1407～1418 12题1419～1529 111题15-30、31、33、38、39、48～51、55、62～73 22题1574～1618 45题1653～1735 83题1736～1831 150题三、船舶辅锅炉装置【共161题】：2004～2014 11题2080～2088 9题2089～2150 62题2151～2157 7题2178～2192 15题2193～2216 24题2268～2300 33题注：1. 注意叶片马达结构、特点，《船舶辅机》试题库无此类题目。

2. 注意螺杆式制冷压缩机结构、特点，《船舶辅机》试题库无此类题目。

3．注意起货机、自动绞缆机液压系统图各元件的功用，《船舶辅机》试题库较少此类题目。

三管轮41期《船舶辅机》各部分试题量1.船用泵30题；2.空压机8题；3.液压元件及设备（甲板机械）23题；4.船舶制冷装置15题；5.空调6题；6.船舶辅锅炉装置13题；7.海水淡化5题。

电液伺服阀和电液比例阀的概述摘要 介绍了电液伺服阀和电液比例阀的组成及功能特点，同时对两种阀进行了比较，得出两种阀的使用特点和使用场合。

关键词 电液伺服阀 电液比例阀 闭环控制 力矩马达 比例电磁铁 反馈装置1.前沿阀对流量的控制可以分为两种： 一种是开关控制：要么全开、要么全关，流量要么最大、要么最小，没有中间状态，如普通的电磁换向阀、电液换向阀。

另一种是连续控制：阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，这类阀有手动控制的，如节流阀，也有电控的，如比例阀、伺服阀。

所以使用比例阀或伺服阀的目的就是：以电控方式实现对流量的节流、压力控制。

2.电液伺服阀电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能[能量（或）和压力]输出，从而实现对液压执行器位移（或转速）、速度（或角速度）、加速度（或角加速度）和力（或转矩）的控制。

电液伺服阀通常由电气-机械转换器、液压放大器（先导阀和功率级主阀）和检测机构组成。

电液伺服阀的基本组成有前置级液压放大器的伺服阀，无论是射流放大器还是喷嘴挡板放大器，其产生阀芯驱动力都要比比例电磁铁大得多(高一个数量级)。

就这个意义上讲，伺服阀阀芯卡滞的几率比比例阀小。

特别是射流管伺服阀的射流放大器因为没有压力负反馈，前置级流量增益与压力增益都较高，推动阀芯的力更大，所以伺服阀有更高的分辨率和较小的滞环。

简单地说，所谓伺服系统就是带有负反馈的控制系统，而伺服阀就是带有负反馈的控制阀。

伺服阀的主阀一般来说和换向阀一样是滑阀结构，只不过阀芯的换向不是靠电磁铁来推动，而是靠前置级阀输出的液压力来推动，这一点和电液换向阀比较相似，只不过电液换向阀的前置级阀是电磁换向阀，而伺服阀的前置级阀是动态特性比较好的喷嘴挡板阀或射流管阀。

伺服阀的主阀是靠前置级阀的输出压力来控制的，而前置级阀的压力则来自于伺服阀的入口p，假如p口的压力不足，前置级阀就不能输出足够的压力来推动主阀芯动作。

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。

阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。

电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。

近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。

它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。

特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。

2 工程机械电液比例阀种类和形式电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。

工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。

螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。

常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。

利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。

可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。

四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。

滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。

电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。

带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计摘要：电液比例技术发展迅猛，以其控制精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了越来越来广泛的应用，它的发展程度也可从一个侧面反映一个国家液压工业技术水平，因而日益受到各国工业界的重视。

本设计的课题是电液比例阀中的一类——二级电液比例节流阀。

在对该阀各部分的结构、原理及性能参数进行详细分析的基础上，完成了功率级为二通插装阀，先导级为电液比例三通减压溢流阀，通径为32mm，最大流量为480L/min，进油口额定工作压力为31.5MPa，出油口额定工作压力为30.5MPa的电液比例节流阀的结构设计与参数设计。

关键词：电液比例节流阀；插装阀；比例电磁铁The design of two stage electro-hydraulic proportional throttle valve with displacement electricity feedbackMajority:Machine Design ＆Manufacturing and AutomationAbstrac t: The technology of electro-hydraulic proportional develops swiftly and violently, it has more and more come the widespread application in the industrial production by its precision control, the simply structure, the reasonable cost and so on, its degree of development also might reflect a national hydraulic pressure industrial technology level from a side, so this technology received more and more value by the various countries' industrial field.The topic of this graduation project is precisely one kind of electro-hydraulic proportional valve----two stage electro-hydraulic proportional throttle valve. This design will first carry on detailed analysis to the structure, principle and function parameter of various part of this kind of valve, then complete the structural design and the parameter design of the two stage electro-hydraulic proportional throttle valve ,this valve's main stage is cartridge valve ,its forerunner stage is three contacts reduced pressure overflow valve .This valve's rectum is 32mm,and its max regulated flow is 480L/min,the oil input port fixed working pressure is 31.5MPa, the output port fixed working pressure is 30.5MPa.Keyword: Electro-hydraulic proportional throttle valve; Cartridge valves; Proportion electro-magnet ratio electromagnet1目录前言 (1)正文 (2)1 绪论 (2)1.1 电液比例阀概述 (2)1.2 电液比例阀的特点与分类 (2)1.3 电液比例阀的发展阶段 (3)1.4 电液比例技术在我国的发展 (5)1.5 比例流量阀 (5)2 流量阀控制流量的一般原理 (7)2.1 流量控制的基本原理 (8)2.4 主阀阀芯节流口形式的确定 (8)3 比例节流阀结构设计 (9)3.1 插装阀介绍 (9)3.2 控制盖板的设计 (9)3.3 插装式主阀设计 (11)3.4 先导阀设计 (21)3.5 弹簧的选用 (30)3.6 公差与配合的确定 (31)3.7 比例放大器 (33)3.8 比例电磁铁 (36)3.9 结构设计小结 (37)4 节流阀工作总原理分析及其性能参数指标 (38)4.1 原理分析 (38)4.2 静态性能指标 (39)4.3 动态性能指标 (40)5 比例控制系统 (41)25.1 反馈的概念 (41)5.2 闭环控制与开环控制 (41)5.3 电液比例控制系统的组成 (42)5.4 电液比例控制系统的特点 (43)5.5 比例控制系统的分类 (43)5.6 比例控制系统的发展趋势 (44)5.7 小结 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)3前言现代工业的不断发展对液压阀在自动化、精度、响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活、精度高、快速性好等优点。

电液比例阀现代工业的不断发展对液压阀在自动化、精度、响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活、精度高、快速性好等优点。

而电液比例阀是在电液伺服技术的基础上，对伺服阀进行简化而发展起来的。

电液比例阀与伺服阀相比虽在性能方面还有一定差距, 但其抗污染能力强，结构简单，形式多样，制造和维护成本都比伺服阀低，因此在液压设备的液压控制系统应用越来越广泛。

今天，一个国家的电液比例技术发展程度将从一个侧面反映该国的液压工业技术水平，因此各发达国家都非常重视发展电液比例技术。

我国在电液比例技术方面，目前已有几十种品种、规格的产品，年生产规模不断扩大，但总的看，我国电液比例技术与国际水平比有较大差距，主要表现在：缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱，品种规格不全，并缺乏足够的工业性试验研究，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差，以及存在二次配套件的问题等，都有碍于该项技术进一步地扩大应用，急待尽快提高。

1电液比例阀概述电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。

阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。

由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。

近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。

它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。

特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。

2电液比例阀的特点与分类比例阀把电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地、按比例地控制液压系统中执行元件运动的力、速度和方向，简化了系统，减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。

1、电液比例流量控制阀1.1 分类与应用图1.1 电液比例流量阀分类简图1.2 节流与调速qα=Δ≠常数，调节A后，q还受负载变化的影响；节流阀——pΔ=常数，调节A后，q不受负载变化的影响；调速阀——p1.3 节流阀的控制特性在比例节流阀中，阀芯位移是输入电信号的单调函数，如图1.2。

图1.2 稳态控制特性I-x所示为阀口形状为三角形、矩形及双矩形的比例节流阀，在阀口工作压差为三种不同恒定值时，其输出流量与输入电信号的关系曲线簇。

图1.3 流量稳态控制特性1.4 节流阀的功率域所示为比例节流阀的功率域示意图。

在使用比例节流阀时，要尽量避免超越阀的功率域。

否则，比例节流闽的阀芯位移将会出现如图所示的饱和现象，从而使阀丧失比例控制特性。

特别是不带位移传感器的单级比例节流闽，在较大压差作用下，这种直控阀的流量大到功率界限时，稳态液动力会自动将阀口关小，通过阀口的流量不会随着压差的增加而增加，存在着一种“自然”的功率域现象。

图1.4 比例节流阀的功率域示意图图1.5 超过功率域工况的稳态控制特性曲线1.5直动式比流节流阀参见BOSCH教程P24-25用比例电磁铁直接驱动阀芯，与弹簧力平衡定位，特点：1、简单，工作可靠，可附加手动，一般能做到NG6，NG10；2、阀口开度受液动力、摩擦力影响，精度不高；3、最大流量NG6（35l/min），NG10（80l/min）；4、由于比例电磁铁输出力有限，存在着功率域；5、注意P24倍流量工况，此时更要注意功率域限制1.5先导式比流节流阀参见力士乐插装式比例节流阀样本1、原理特点：大流量电液比例阀以比例阀或伺服阀作为先导级，以插装阀作为主级，具有流量大、响应快、耐高压和使用寿命长等优点。

它能连续、成比例地调节受控腔的压力或流量等，主要应用在铸造机械、压铸机、注塑机、吹塑机、陶瓷机械、高速冲床、钢厂等。

2、应用要求，不同的应用场合对阀的性能要求也有所侧重，如：快锻压机上使用的大流量电液比例阀不仅响应速度快，而且具有控制精度和重复精度高的特点；模锻压机上用于控制主缸速度、快慢速切换的大流量比例阀，则对响应速度和控制精度要求不太高，只需成比例可连续调节即可，但要求价格低廉；压铸机上所使用的大流量比例阀对精度要求不高，但要求阀具有极快的响应速度和低廉的价格。