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3.2.1直动式比例溢流阀直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,。
这是一种带位置电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀。
它于手调式直动溢流阀的功能完全一样。
其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件。
如图3-2a所示，它主要包括阀体6，带位置传感器1、比例电磁铁2、阀座7、阀芯5及调压弹簧4等主要零件。
当电信号输入时，电磁铁产生相应的电磁力，通过弹簧座3加在调压弹簧4和阀芯上，并对弹簧预压缩。
此预压缩量决定了溢流压力。
而压缩量正比输入电信号，所以溢流压力也正比于输入电信号，实现对压力的比例控制。
弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1检测，实际值被反馈到输入端与输入值进行比较，当出现误差就由电控制器产生信号加以纠正。
由图3-2b所示的结构框图可见，利用这种原理，可排除电磁铁摩擦的影响，从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压精度。
显然这是一种属于间接检测的反馈方式。
ab图3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀a)工作原理及结构b）结构框图1—位移传感器2—比例电磁铁3—弹簧座4—调压弹簧5—阀芯6—阀体7—阀座8—调零螺钉普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级，而比例溢流阀却不能。
由于比例电磁铁的推力是一定的，所以不同的等级要靠改变阀座的孔径来获得。
这就使得不同压力等级时，其允许的最大溢流量也不相同。
根据压力等级不同，最大过流量为2～10L/min。
阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力，而设定最低压力与溢流量有关。
这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用，作为调节元件外，更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先导阀用。
另外，位于阀底部德调节螺钉8，可在一定范围内，调节溢流阀的工作零位。
3.2.2先导式比例溢流阀1.结构及工作原理图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图。
它的上部位先导级6，是一个直动式比例溢流阀。
下部为主阀级11，中部带有一个手调限压阀10，用于防止系统过载。
当比例电磁铁9通有输入信号电流时，它施加一个直接作用在先导阀芯8上。
电液比例阀简称比例阀。
普通液压阀只能通过预调的方式对液流的压力、流量进行定值控制。
但是当设备机构在工作过程中要求对液压系统的压力、流量参数进行调节或连续控制，例如.要求工作台在工作进给时按慢、快、慢连续变化的速度实现进给，或按一定精度模拟某个最佳控制曲线实现旅力控制.普通液压阀则实现不了。
这时可以用电液比例阀对液压系统进行控制。
电液比例阀是一种按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的液流方向、流量和压力的阀类。
它由电-机械比例转换装置和液压控制阀本体两大部分构成.前者将输入的电信号连续地按比例地转换为机械力和位移输出，后者在接受这种机械力和位移之后、按比例连续地输出压力和流量.电液比例阀的发展主要有两个途径一是用比例电磁铁取代传统液压阀的手动调节装置或取代普通电磁铁发展起来的;二是由电液伺服阀简化结构、降低精度发展起来的。
下面介绍的比例阀均指前者，它是当今比例阀的主流。
与普通液压阀可以互换。
比例电磁阀的结构如图5-27所示。
比例电磁铁是直流电磁铁，但它与普通直流电磁铁不同。
普通直流电磁铁的衔铁只有吸合和断开两个工作位置，并且在吸合时磁路中几乎没有气隙.而比例电磁铁要求吸合力或位移与给定电流成比例。
并在衔铁的全部工作行程上，磁路中保持一定的气隙‘.其结构主要由极靴1、线圈2、壳体5和衔铁10等组成。
线圈2中通电后产生磁场，因隔磁环4的存在。
使磁力线主要部分通过衔铁10、气隙和极靴1，形成回路口极靴对衔铁产生吸力门在线圈中电流一定时。
吸力的大小因极靴1与衔铁间的距离不同而变化。
但衔铁在气隙适中的一段行程中，吸力随位置的改变发生的变化很小。
设计中就使比例电磁铁的衔铁在这段行程中工作。
因此。
改变线圈中的电流，即可在衔铁上得到与其成正比的吸力。
用比例电磁铁代替螺旋手柄来调整液压阀，就能使输出吸力或流量与输人电流对应成比例地发生变化。
比例阀用于模拟控制，是介于普通开关控制与伺服控制之间的控制方式，它也特别适合于设备的革新或改造。
电液比例控制阀结构及原理电液比例控制阀（Electro-hydraulic proportional control valve）是一种通过电信号控制液压工作机构运动的装置。
它将电信号转化为液压信号，通过控制液压系统的液压阀门来调节油液的流量和压力，从而达到对液压系统运动进行精确控制的目的。
首先是电磁比例阀部分，它是通过电磁线圈的磁性效应控制液压阀门的开启和关闭。
电磁比例阀由铁芯、阀芯、阀阀座和电磁线圈等组成。
电磁线圈环绕在铁芯上，在线圈中通电产生磁场时，铁芯会被磁化，吸引阀芯与阀座之间的间隙关闭。
电磁线圈通电后，油液进入阀芯的控制腔，从而控制阀芯的位置和开口大小，进而控制液压油的流量和压力。
当电磁线圈断电时，铁芯失去磁性，阀芯与阀座之间的间隙打开，油液再次流动。
其次是液压比例执行机构部分，它是通过液压油的力学性能将电信号转化为液压信号，并通过调节活塞的位移或液压系统的压力来控制液压工作机构。
液压比例执行机构由油缸、活塞和杆等组成。
当电磁线圈通电时，液压油从阀芯的控制腔进入液压比例执行机构的缸腔，使活塞移动，从而实现对液压工作机构的控制。
当电磁线圈断电时，液压油从液压比例执行机构的缸腔排出，活塞回到初始位置。
整个电液比例控制阀工作的原理是将电信号转化成了液压信号，通过控制液压系统的流量和压力，来精确控制液压工作机构的运动。
通常情况下，电液比例控制阀通过调节电磁比例阀的阀芯位置来控制油液的流量，通过调节液压比例执行机构的液压力来控制油液的压力。
通过不同的电信号输入可以实现对液压工作机构的精确控制，达到所需的运动参数。
电液比例阀详细资料区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。
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。
电液比例阀概述电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气-机械转换装置将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压元件。
此种阀工作时，阀内电气-机械转换装置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。
阀芯位移可以以机械、液压或电的形式进行反馈。
当前，电液比例阀在工业生产中获得了广泛的应用。
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。
比例阀主要用在没有反馈的回路中，对有些场合，如进行位置控制或需要提高系统的性能时，电液比例阀也可作为信号转换与放大元件组成闭环控制系统。
比例阀与开关阀相比，比例阀可简单地对油液压力、流量和方向进行远距离的自动连续控制或程序控制，响应快, 工作平稳，自动化程度高，容易实现编程控制，控制精度高，能大大提高液压系统的控制水平。
与伺服阀相比，电液比例阀虽然动静态性能有些逊色，但使用元件较少，结构简单，制造较电液伺服阀容易，价格低，效率也比伺服高(伺服控制系统的负载压力仅为供油压力的2／3)，系统的节能效果好，使用条件、保养和维护与一般液压阀相同，大大地减少了由污染而造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。
下面是开关阀、比例阀和伺服阀几种阀的特性比较：表1-1电液比例元件和伺服、数字、开关元件的特性比较性能比例阀伺服阀开关阀过滤精度( )25 3 25～50阀内压降( )0.5～2 7 0.25～50滞环(%) 1～3 1～3 －重复精度(%) 0.5～1 0.5～－频宽(Hz/3dB) 25 20～200 －中位死区有无有价格比 1 3 0.5比例控制元件的种类繁多，性能各异，有多种不同的分类方法。
(1) 按其控制功能来分类，可分为比例压力控制阀，比例流量控制阀、比例方向阀（比例方向流量阀）和比例复合阀。
前两者为单参数控制阀，后两种为多参数控制阀。
比例方向阀能同时控制流体运动的方向和流量，是一种两参数控制阀，因此有的书上称之为比例方向流量阀。
还有一种被称作比例压力流量阀的两参数控制阀，能同时对压力和流量进行比例控制。
有些复合阀能对单个执行器或多个执行器实现压力、流量和方向的同时控制，这种分类方法是最常见的分类方法。
(2) 按液压放大级的级数来分，又可分为直动式和先导式。
直动式是由电一机械转换元件直接推动液压功率级。
由于受电一机械转换元件的输出力的限制，直动式比例阀能控制的功率有限，一般控制流量都在15L/min以下。
先导控制式比例阀由直动式比例阀与能输出较大功率的主阀级构成。
前者称为先导阀或先导级，后者称主阀功率放大级。
根据功率输出的需要，它可以是二级或三级的比例阀。
二级比例阀可以控制的流量通常在500L/min以下。
比例插装阀可以控制的流量达1600L/min.(3) 按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式来分可分为带反馈或不带反馈型。
不带反馈型一类，是从开关式或定值控制型的传统阀上加以改进，用比例电磁铁代替手轮调节部分而成；带反馈型一类，是借鉴伺服阀的各种反馈控制发展起来的。
它保留了伺服阀的控制部分，降低了液压部分的精度要求，或对液压部分重新设计而构成。
因此，有时也被称作廉价伺服阀。
反馈型又分为流量反馈、位移反馈和力反馈。
也可以把上述量转换成相应的其它量或电量再进行级间反馈，又可构成多种形式的反馈型比例阀。
例如，有流量一位移一力反馈、位移电反馈、流量电反馈等。
凡带有电反馈的比例阀，控制它的电控器需要带能对反馈电信号进行放大和处理的附加电子电路。
(4) 按比例阀主阀芯的型式来分，又可分为滑阀式和插装式。
滑阀式是在传统的三类阀的基础上发展起来的；而插装式是在二通或三通插装元件的基础上，配以适当的比例先导控制级和级间反馈联系组合而成。
由于它具有动态性能良好，集成化程度高，流通量大等优点，是一种很有发展前途的比例元件。
(5) 按其生产过程还可分为两类：一类是在电液伺服阀的基础上简化结构、降低制造精度，从而以低频宽和低静态指标换得成本的低廉，用于对频宽和控制精度要求不高的场合。
另一类是在传统的液压阀基础上，配上廉价的螺管式比例电磁铁进行控制。
尽管上面己列举了几种不同的分类方法，但并未能把不同的比例阀的性能、特征都详尽无遗地反映出来。
例如，还可按控制信号的形式来分，它又分为模拟信号控制式，脉宽调制信号控制式和数字信号控制式。
特别是在机电一体化方面的需要，很多新型的比例元件不断出现，为比例阀的家族增添新成员。
3 电液比例阀的发展阶段比例控制技术产生于20世纪60年代末，当时，电液伺服技术已日趋完善，由于伺服阀的快速响应及较高的控制精度，以及明显的技术优势，迅速在高精度、快速响应的领域中，如航天、航空、轧钢设备及实验设备等中取代了传统的机电控制方式，但电液伺服阀成本高、应用和维护条件苛刻，难以被工业界接受。
在很多工业应用场合并不要求太高的控制精度或响应性，而要求发展一种廉价、节能、维护方便、适应大功率控制及具有一定控制精度的控制技术。
这种需求背景导致了比例技术的诞生与发展。
而现代电子技术和测试技术的发展为工程界提供了可靠而廉价的检测、校正技术。
这些正为电液比例技术的发展提供了有利的条件。
1967年瑞士Beringer公司生产的KL比例复合阀标志着比例控制技术在液压系统中应用的正式开始，主要是将比例型的电- 机械转换器(比例电磁铁) 应用于工业液压阀。
比例技术的发展由此往下大致可分为三个阶段：(1) 从1967年瑞士Beringer公司生产Kl比例复合阀起，到70年代初日本油研公司申请了压力和流量两项比例阀专利为止，标志着比例技术的诞生时期。
这一阶段的比例阀，仅仅是将比例型的电一机械转换器(如比例电磁铁)用于工业液压阀，以代替开关电磁铁或调节手柄。
阀的结构原理和设计准则几乎没有变化，大多不含受控参数的反馈闭环。
其工作频宽仅在1-5Hz之间，稳态滞环在4-7%之间，多用于开环控制。
(2) 1975年到1980年间，可以认为比例技术的发展进入了第二阶段。
采用各种内反馈原理的比例元件大量问世，耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上也日趋成熟。
比例元件的工作频宽己达5-15Hz,稳态滞环亦减小到3%左右。
其应用领域日渐扩大，不仅用于开环控制，也被应用于闭环控制。
(3) 80年代，比例技术的发展进入了第三阶段。
比例元件的设计原理进一步完善，采用了压力、流量、位移内反馈、动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应和稳定性都有了进一步的提高，频宽达到3-50Hz，滞环在19/6-3%之间。
除了因制造成本所限，比例阀在中位仍保留死区外，它的稳态和动态特性均己和工业伺服阀无异。
另一项重大进展是，比例技术开始和插装阀相结合，己开发出各种不同功能和规格的二通、三通型比例插装阀，形成了电液比例插装技术。
同时，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了电液一体化的比例元件，电液比例技术逐步形成了80年代的集成化趋势。
第三个值得指出的进展是电液比例容积元件，各类比例控制泵和执行元件相继出现，为大功率工程控制系统的节能提供了技术基础，而且计算机技术同液压比例技术相结合已成为必然趋势。
近年来比例阀出现了复合化趋势，极大地提高了比例阀(电反馈) 的工作频宽。
在基础阀的基础上，发展出先导式电反馈比例方向阀系列，它与定差减压阀或溢流阀的压力补偿功能块组合，构成电反馈比例方向流量复合阀，可进一步取得与负载协调和节能效果。
今天，随着微电子技术和数学理论的发展，比例阀技术已达到比较完善的程度，已形成完整的产品品种、规格系列，并对已成熟的产品，为进一步扩大应用，在保持原基本性能与技术指标的前提下，向着简化结构、提高可靠性、降低制造成本及“四化”（通用化、模块化、组合化、集成化）的方向发展，以实现规模经济生产，降低制造成本。
在工业发达国家，由电液伺服阀、电液比例阀，以及配用的专用电子控制器和相应的液压元件，组合集成电液伺服比例控制系统的相互支撑发展，已综合形成液压工程技术，它的应用与发展被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志，是液压工业又一个新的技术热点和增长点。
比例放大器比例放大器是电液比例阀的控制和驱动装置，比例阀的基本电控单元，能够根据比例阀和比例泵的控制需要对控制电信号进行处理、运算和功率放大。
闭环控制阀和控制泵使用的放大器可完成对整个比例元件的控制。
电液比例控制系统既有液压元件传递功率大，响应快的优势，又有电器元件处理和运算信号方便，易于实现信号远距离传输（遥控）的优势。
发挥二者的技术优势在很大程度上依赖于比例放大器。
比例放大器要具有断电保护功能；控制信号中要迭加高频小振幅的颤振信号，以克服摩擦力,保证控制灵活；要有斜坡信号发生器，以便控制压力变化、速度或位移部件的加速度，有效防止惯性冲击；要有函数发生器,以补偿死区特性。
系统设计者的任务除了根据确定的比例阀选用配套的比例放大器外，还要设计或选用比例放大器供电电路、系统控制信号及系统控制电路。
比例放大器的分类(1) 按放大器输出控制电流的通路数可将比例放大器分为单通路和双通路两种类型。
单通路比例放大器用于控制单个电磁铁的比例元件，例如比例压力阀或比例流量阀，以及单电磁铁驱动的比例方向阀等；双通路比例放大器用于控制三位比例方向阀、压力――流量复合控制阀（称pq阀））等带有两个比例电磁铁的比例元件。
需要注意的是，双通路比例放大器工作时，只有其中一个比例电磁铁起实质性的控制作用：当控制三位比例方向阀时，比例放大器根据信号的极性选通一个起作用的比例电磁铁。
