電液伺服控制閥和比例閥課件

1、電液伺服控制閥 電液伺服閥將電信號傳遞處理的靈活性和大功率液壓控制相結(jié)合，可對大功率、快速響應的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)遠距離控制、計算機控制和自動控制，在航空、航天、冶金、試驗設備、雷達、船艦、兵器等領域具有重要而廣泛的用途。按輸出和反饋的液壓參數(shù)不同，電液伺服閥分為流量伺服閥和壓力伺服閥兩大類，前者應用遠比后者廣泛，本課程只討論流量伺服閥。一、電液伺服閥的結(jié)構原理 電液伺服閥用伺服放大器進行控制。伺服放大器的輸入電壓信號來自電位器、信號發(fā)生器、同步機組和計算機的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓信號等。其輸出參數(shù)即電-機械轉(zhuǎn)換器的電流與輸入電壓信號成正比。伺服放大器是具有深度電流負反饋的電子放大器，一般主要包

2、括比較元件（即加法器或誤差檢測器）、電壓放大和功率放大等三部分。 電液伺服閥在系統(tǒng)中一般不用作開環(huán)控制，系統(tǒng)的輸出參數(shù)必須進行反饋，形成閉環(huán)控制，因而其比較元件至少要有控制和反饋兩個輸入端。有的電液伺服閥還有內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)的反饋。 電液伺服閥多為兩級閥，有壓力型伺服閥和流量型伺服閥之分，絕大部分伺服閥為流量型伺服閥。 在流量型伺服閥中，要求主閥芯的位移XP與的輸入電流信號I 成比例，為了保證主閥芯的定位控制，主閥和先導閥之間設有位置負反饋，位置反饋的形式主要有直接位置反饋和位置-力反饋兩種。 一、直接位置反饋電液伺服閥 力馬達 電液伺服閥的電-機械轉(zhuǎn)換器的直接作用是將伺服放大器輸入的電流轉(zhuǎn)換為力

3、矩或力（前者稱為力矩馬達、后者稱為力馬達），進而轉(zhuǎn)化為在彈簧支承下閥的運動部件的角位移或直線位移以控制閥口的通流面積大小。動圈式直接位置反饋伺服閥原理圖先導級放大元件反饋桿動圈式伺服閥反饋桿 動圈式伺服閥圖示為一典型的電液伺服閥，由電-機械轉(zhuǎn)換器、液壓控制閥和反饋機構三部分組成。圖電液伺服閥a）電液伺服閥結(jié)構 b）電-機械轉(zhuǎn)換器結(jié)構1噴嘴 2擋板 3彈簧管 4線圈 5永久磁鐵 6、8導磁體 7銜鐵9閥體 10滑閥 11節(jié)流孔 12過濾器電液伺服閥的電-機械轉(zhuǎn)換器的直接作用是將伺服放大器輸入的電流轉(zhuǎn)換為力矩或力（前者稱為力矩馬達、后者稱為力馬達），進而轉(zhuǎn)化為在彈簧支承下閥的運動部件的角位移或直線

4、位移以控制閥口的通流面積大小。二、 噴嘴擋板式力反饋電液伺服閥 力矩馬達 銜鐵磁鋼導磁體吸吸斥斥Kt圖a的上部及圖b表示電-機械轉(zhuǎn)換器的結(jié)構。銜鐵7和擋板2連為一體，由固定在閥體9上的彈簧管3支承。擋板下端的球頭插入滑閥10的凹槽，前后兩塊永久磁鐵5與導磁體6、8形成一固定磁場。當線圈4內(nèi)無控制電流時，導磁體6、8和銜鐵間四個間隙中的磁通相等均為g，且方向相同，銜鐵受力平衡處于中位。當線圈中有控制電流時，一組對角方向氣隙中的磁通增加，另一組對角方向氣隙中的磁通減小，于是街鐵在磁力作用下克服彈簧管的彈力，偏轉(zhuǎn)一角度。擋板隨銜鐵偏轉(zhuǎn)而改變其與兩個噴嘴1間的間隙，一個間隙減小，另一個間隙相應增加。該

5、電液伺服閥的液壓閥部分為雙噴嘴擋板先導閥控制的功率級滑閥式主閥。壓力油經(jīng)P口直接為主閥供油，但進噴嘴擋板的油則需經(jīng)過濾器12進一步過濾。當擋板偏轉(zhuǎn)使其與兩個噴嘴間隙不等時，間隙小的一側(cè)的噴嘴腔壓力升高，反之間隙大的一側(cè)噴嘴腔壓力降低。這兩腔壓差作用在滑閥的兩端面上，使滑閥產(chǎn)生位移，閥口開啟。這時壓力油經(jīng)P口和滑閥的一個閥口并經(jīng)通口A或B流向液壓缸，液壓缸的排油則經(jīng)通口B或A和另一閥口并經(jīng)通口T與回油相通。 雙噴嘴擋板閥 滑閥移動時帶動擋板下端球頭一起移動，從而在銜鐵擋板組件上產(chǎn)生力矩，形成力反饋，因此這種閥又稱力反饋伺服閥。穩(wěn)態(tài)時銜鐵擋板組件在驅(qū)動電磁力矩、彈簧管的彈性反力矩、噴嘴液動力產(chǎn)生的

6、力矩、閥心位移產(chǎn)生的反饋力矩作用下保持平衡。輸入電流越大，電磁力矩也越大，閥心位移即閥口通流面積也越大，在一定閥口壓差（例如7MPa）下，通過閥的流量也越大，即在一定閥口壓差下，閥的流量近似與輸入電流成正比。當輸入電流極性反向時，輸出流量也反向。電液伺服閥的反饋方式除上述力反饋外還有閥心位置直接反饋、閥心位移電反饋、流量反饋、壓力反饋（壓力伺服閥）等多種形式。電液伺服閥內(nèi)的某些反饋主要是改善其動態(tài)特性，如動壓反饋等。上述電液伺服閥液壓部分為二級閥，伺服閥也有單級的和三級的，三級伺服閥主要用于大流量場合。由噴嘴、擋板閥和滑閥組成的力反饋型電液伺服閥是最典型的、最普遍的結(jié)構形式。 電液伺服閥的電-

7、機械轉(zhuǎn)換器有動鐵式、動圈式和壓電陶瓷等形式。二、電液伺服閥常用的結(jié)構形式 液壓伺服閥中常用的液壓控制元件的結(jié)構有滑閥、射流管和噴嘴-擋板三種。1. 滑閥 根據(jù)滑閥上控制邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)）的不同，有單邊、雙邊和四邊滑閥控制式三種類型 。四邊滑閥根據(jù)在平衡位置時閥口初始開口量的不同，可以分為三種類型：即負預開口（正遮蓋）、零開口和正預開口。伺服閥閥心除了作直線移動的滑閥之外，還有一種閥心作旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)閥，它的作用原理和上述滑閥相類似。圖 單邊、雙邊和四邊滑閥a）單邊 b）雙邊 c）四邊圖4-80a為單邊滑閥控制式，它有一個控制邊?？刂七叺拈_口量xs控制了液壓缸中的油液壓力和流量，從而改變了

8、液壓缸運動的速度和方向。圖c為四邊滑閥控制式，它有四個控制邊。xs1和xs2是控制壓力油進入液壓缸左、右油腔的，xs3和xs4是控制左、右油腔通向油箱的。當滑閥移動時，xs1和xs4增大，xs2和xs3減小，或相反，這樣就控制了進入液壓缸左、右腔的油液壓力和流量，從而控制了液壓缸的運動速度和方向。由上可見，單邊、雙邊和四邊滑閥的控制作用是相同的。單邊式，雙邊式只用以控制單桿的液壓缸；四邊式用來控制雙桿的液壓缸?？刂七厰?shù)多時控制質(zhì)量好，但結(jié)構工藝性差。一般說來，四邊式控制用于精度和穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)；單邊式、雙邊式控制則用于一般精度的系統(tǒng)。滑閥式伺服閥裝配精度要求較高，價格也較貴，對油液的污染

9、也較敏感。圖b為雙邊滑閥控制式，它有兩個控制邊。壓力油一路進入液壓缸左腔，另一路經(jīng)滑閥控制邊xsl的開口和液壓缸右腔相通，并經(jīng)控制邊xs2的開口流回油箱。當滑閥移動時，xs1增大, xs2減小，或相反，這樣就控制了液壓缸右腔的壓力，因而改變了液壓缸的運動速度和方向。2. 射流管 圖 射流管1液壓缸 2接受板 3射流管圖示為射流管裝置的工作原理。它由射流管3、接受板2和液壓缸1組成。射流管3可繞垂直于圖面的軸線左右擺動一個不大的角度。接受板2上有兩個并列著的接受孔道a和b，它們把射流管3端部錐形噴嘴中射出的壓力油分別通向液壓缸1左右兩腔。當射流管3處于兩個接受孔道的中間位置時，兩個接受孔道內(nèi)油液

10、的壓力相等，液壓缸1不動；如有輸入信號使射流管3向左偏轉(zhuǎn)一個很小的角度時，兩個接受孔道內(nèi)的壓力不相等，液壓缸1左腔的壓力大于右腔的，液壓缸1便向左移動，直到跟著液壓缸1移動的接受板2使射流孔又處于兩接受孔道的中間位置時為止；反之亦然。 可見，在這種伺服元件中，液壓缸運動的方向取決于輸入信號的方向，運動的速度取決于輸入信號的大小。射流管裝置的優(yōu)點是： 結(jié)構簡單，元件加工精度要求低；射流管出口處面積大，抗污染能力強；射流管上沒有不平衡的徑向力，不會產(chǎn)生“卡住”現(xiàn)象。 射流管裝置的缺點是： 射流管運動部分慣量較大，工作性能較差；射流能量損失大，零位無功損耗亦大，效率較低；供油壓力高時容易引起振動，且

11、沿射流管軸向有較大的軸向力。 射流管主要用于多級伺服閥的第一級的場合。3. 噴嘴-擋板 圖 噴嘴-擋板的工作原理1液壓缸 2擋板 3噴嘴 4中間油室圖示為噴嘴-擋板裝置的工作原理。它由噴嘴3、擋板2和液壓缸1組成。液壓泵來的壓力油pp一部分直接進入液壓缸1有桿腔，另一部分經(jīng)過固定節(jié)流孔a進入中間油室4再通入液壓缸1的無桿腔，并有一部分經(jīng)噴嘴-擋板間的間隙 流回油箱。當輸入信號使擋板2的位置（亦即是）改變時，噴嘴擋板間的節(jié)流阻力發(fā)生變化，中間油室4及液壓缸1無桿腔的壓力p1亦發(fā)生變化，液壓缸1就產(chǎn)生相應的運動。噴嘴-擋板式控制的優(yōu)點是： 結(jié)構簡單，運動部分慣性小；位移小，反應快，精度和靈敏度高；

12、加工要求不高，沒有徑向不平衡力，不會發(fā)生“卡住”現(xiàn)象，因而工作較可靠。 噴嘴-擋板式控制的缺點是： 無功損耗大噴嘴-擋板間距離很小時抗污染能力差 噴嘴-擋板宜在多級放大式伺服元件中用作第一級（前置級）控制裝置。 如果射流管或噴嘴-擋板裝置作為伺服閥的第一級使用時，則受其控制的不是液壓缸，而是伺服閥的第二放大級。一般第二放大級是滑閥。三、伺服閥的特性分析 1. 靜態(tài)特性 伺服閥的流量-壓力特性伺服閥的流量-壓力特性是指它在負載下閥心作某一位移時通過閥口的流量qL與負載壓力pL之間的關系。 以圖示的理想零開口閥為例，假定閥口棱邊鋒利，油源壓力穩(wěn)定，油液是理想液體，閥心和閥套間的徑向間隙忽略不計，執(zhí)

13、行元件是雙桿液壓缸。當閥心向右移動時，閥口1、3打開，2、4關閉，伺服閥在進油、回油路上各有一個節(jié)流開口，進油開口處壓力從pp降到p1，回油開口處從p2降到零。 圖 零開口伺服閥計算簡圖油流的方程為 qp=q1=qL=q3式中 qp、qL在負載下通過伺服閥和通向液壓缸的流量； q1、q3通過閥口1、3的流量。式中 A1、A3閥口1、3處的通流面積，其他符號意義同前。伺服閥的各個控制口大多是配作而且對稱的，因此A1=A3，且q1= q3。由于pP= p1+ p2（可由q1= q3推得），且負截壓力pL=p1 -p2，故有p1=（pP+ pL）/2，p2=（pP-pL）/2在這種情況下將上式右邊乘

14、xsmax，平方后化成無量綱式，得這是一組拋物線方程，其圖形如圖所示。 圖 零開口伺服閥的“流量-壓力”特性曲線圖中上半部是伺服閥右移時的情況，下半部是伺服閥左移時的情況。由圖可見，伺服閥的“流量-壓力”曲線對零點是對稱的，亦即是閥的控制性能在兩個方向是一樣的。其他開口形式伺服閥的“流量-壓力”特性可以仿照上述方法進行分析。閥的流量-壓力系數(shù) 流量特性圖 伺服閥的流量特性a）零開口閥 b）負預開口閥 c）正預開口閥伺服閥的流量特性如圖所示，其中圖a所示為零開口閥的理論流量曲線和實際流量曲線，圖b和圖c所示分別為負預開口閥和正預開口閥的流量曲線。閥的流量增益（流量放大系數(shù)）對理想零開口閥而言，得

15、壓力特性圖 伺服閥的壓力特性由圖可得閥的壓力增益（壓力放大系數(shù)），其定義為：對理想零開口閥來說：系數(shù)Kq、KC和Kp稱為液壓伺服閥的特性系數(shù)。 圖示為伺服閥的壓力特性曲線。由此可推得：液壓伺服閥的特性系數(shù)不僅表示了液壓伺服系統(tǒng)的靜特性，而且在分析伺服系統(tǒng)的動特性時也非常重要。流量增益對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有影響。流量-壓力系數(shù)對系統(tǒng)的阻尼比和系統(tǒng)剛度有影響。閥的壓力增益則表明閥心在很小位移時，系統(tǒng)能否有啟動較大負載的能力，故對靈敏度有影響。閥在原點附近的特性系數(shù)稱為零位特性系數(shù)。幾種常用伺服閥的零位特性系數(shù)，如表所示。表中單邊滑閥和雙邊滑閥的零位特性系數(shù)表達式是指由它們驅(qū)動的液壓缸是小腔有效工作面積和

16、大腔有效工作面積之比為0.5的液壓缸而言。而單邊滑閥的xs0，指在零負載和液壓缸不動(qL=0)這一平衡狀態(tài)下的開口量。對正開口四邊滑閥，xs0是它的預開口量。表 幾種液壓伺服閥的零位特性系數(shù) 伺服閥種類零位特性系數(shù)單邊滑閥雙邊滑閥零開口四邊滑閥正開口四邊滑閥Kq0KC00Kp0內(nèi)泄漏特性 閥的內(nèi)泄漏特性和圖4-7中所示的相仿。若為零開口滑閥，滑閥處于中間位置時，通過徑向逢隙產(chǎn)生的泄漏為：式中 w閥的面積梯度； Cr閥心和閥孔間的半徑向縫隙； 油液的動力粘度； pp供油壓力。若為正開口滑閥，閥在中間位置時的泄漏量為：式中 Cd流量系數(shù)； U閥中位時的預開口量； 油液的密度。當零開口四邊滑閥的閥

17、口有13m的遮蓋量時，可部分補償徑向縫隙的影響。因為閥有內(nèi)泄漏，所以對實際的零開口四邊滑閥來說，它的零位流量-壓力系數(shù)不為零，經(jīng)推導得：此式表明KC0和閥的結(jié)構尺寸有關。實際零開口四邊滑閥的零位壓力放大系數(shù)不是無窮大，而是可見，Kp0雖和閥的結(jié)構尺寸無關，但卻和徑向縫隙Cr有關，Cr增大時，Kp0急劇減小。必須指出，上面14節(jié)中所述的是液壓伺服閥的特性，如果是電液伺服閥，因輸入是電流，則只要用輸入電流I代替閥的位移xs，便可得到電液伺服閥的特性。由靜態(tài)特性可以確定閥的一些指標，如線性度、對稱度、滯環(huán)、分辨率、零漂和內(nèi)漏等。2. 動態(tài)特性（頻率特性）曲線 圖 動態(tài)特性曲線閥的動態(tài)特性一般用頻率特

18、性表示，如圖所示。通常以幅值比為-3dB和相位差為-90時所對應的頻率來度量，而分別名之以幅頻寬和相頻寬。頻寬是衡量電液伺服閥動態(tài)特性的一個重要參數(shù)。為了使液壓伺服系統(tǒng)有較好的性能，應有一定的頻寬。但頻帶過寬，可能使電噪聲和高頻干擾信號傳給系統(tǒng)，對系統(tǒng)工作不利。四、電液伺服閥的選用 由于伺服閥的控制精度高、響應速度快，所以在工業(yè)設備、航天航空以及軍事裝備中獲得廣泛的應用，它常用來實現(xiàn)電液位置、速度、加速度和力的控制。伺服閥的正確使用，直接影響到系統(tǒng)的性能、工作可靠性和壽命。圖 伺服閥的應用情況圖所示為依傳遞功率大小和動態(tài)特性指標（以-90時的相頻寬表示）的要求而使用伺服閥的情況。圖 電液伺服閥

19、在航空領域中的應用圖示為電液伺服閥在航空航天領域中的應用。 電液比例控制閥 電液比例控制閥（簡稱比例閥）實質(zhì)上是一種廉價的、抗污染性較好的電液控制閥。與電液伺服閥相似，控制比例閥的比例放大器也是具有深度電流負反饋的電子控制放大器，其輸出電流和輸入電壓成正比。比例放大器構成與伺服放大器也相似，但一般要復雜一些，如比例放大器一般均帶有顫振信號發(fā)生器，還有零區(qū)電流跳躍（比例方向閥）等功能。比例閥結(jié)構主要有電-機械轉(zhuǎn)換器（比例電磁鐵）和閥兩部分。多數(shù)比例閥是開環(huán)控制的，但也有閉環(huán)控制的。比例閥的發(fā)展經(jīng)歷兩條途徑，一是用比例電磁鐵取代傳統(tǒng)液壓閥的手調(diào)輸入機構，在傳統(tǒng)液壓閥的基礎上發(fā)展起來的各種比例方向、

20、壓力和流量閥。另一途徑是一些原電液伺服閥生產(chǎn)廠家在電液伺服閥的基礎上，降低設計制造精度后發(fā)展起來的。前者是比例閥發(fā)展的主流。圖 比例電磁鐵結(jié)構與特性a）結(jié)構圖 b）特性曲線吸合區(qū) 工作行程區(qū) 空行程區(qū)比例電磁鐵是在傳統(tǒng)濕式直流閥用開關電磁鐵基礎上發(fā)展起來。目前所應用的大多數(shù)比例電磁鐵具有圖a所示的盆式結(jié)構。由于磁路結(jié)構的特點，使之具有如圖所示的幾乎水平的電磁力-行程特性，這有助于閥的穩(wěn)定性。圖示的電磁鐵的輸出是電磁推力，故稱為力輸出型，還有一種帶位移反饋的位置輸出型比例電磁鐵。圖 比例電磁鐵結(jié)構與特性a）結(jié)構圖 b）特性曲線吸合區(qū) 工作行程區(qū) 空行程區(qū)帶位移反饋的位置輸出型比例電磁鐵，如圖所示

21、。由于有銜鐵位移的電反饋閉環(huán)，因此當輸入控制電信號一定時，不管與負載相匹配的比例電磁鐵輸出電磁力如何變化，其輸出位移仍保持不變。所以它能抑制摩擦力等擾動影響，使之具有極為優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)控制精度和抗干擾特性。圖 帶位移反饋比例電磁鐵一、比例壓力閥 1. 直動式比例壓力閥 用比例電磁鐵取代壓力閥的手調(diào)彈簧力控制機構便可得到比例壓力閥，如圖4-92所示。圖4-92a所示的比例壓力閥采用普通力輸出型比例電磁鐵1，其銜鐵可直接作用于錐閥4。圖 直動式比例壓力閥a）普通比例電磁鐵控制 b）帶位移反饋比例電磁鐵控制1比例電磁鐵 2推桿 3彈簧 4錐閥圖4-92b所示的則為位移反饋型比例電磁鐵，必須借助彈簧轉(zhuǎn)換為

22、力后才能作用于錐閥4進行壓力控制。后者由于有位移反饋閉環(huán)控制，可抑制電磁鐵內(nèi)的摩擦等擾動，因而控制精度顯著高于前者，當然復雜性和價格也隨之增加。這兩種比例壓力閥：可用作小流量時的直動式溢流閥，也可取代先導式溢流閥和先導式減壓閥中的先導閥，組成先導式比例溢流閥和先導式比例減壓閥。2. 先導式比例壓力閥圖為兩個應用輸出壓力直接檢測反饋和在先導級與主級 級間動壓反饋的比例壓力閥。兩種閥的先導閥心4均為有直徑差的二級同心滑閥，大、小端面積差與壓力反饋推桿5面積相等，穩(wěn)態(tài)時動態(tài)阻尼液阻R3兩側(cè)液壓力相等，先導閥心大端受壓面積（大端面積減去反饋推桿面積）和小端受壓面積相等，因而先導閥心兩端靜壓平衡。圖先導

23、式比例壓力閥a）溢流閥 b）減壓閥1比例電磁鐵 2主閥心 3固定節(jié)流孔 4先導閥心 5壓力反饋推桿 6固定節(jié)流孔傳統(tǒng)先導式壓力閥的先導閥控制的是主閥上腔壓力，先導閥輸入的彈簧力和主閥上腔壓力相平衡，因而流量變化引起主閥液動力的變化以及減壓閥進口壓力pB變化時會產(chǎn)生調(diào)壓偏差。而圖所示的先導壓力閥，若忽略先導閥液動力、閥心質(zhì)量和摩擦力等影響，其輸入電磁力主要與輸出壓力pA作用在反饋推桿上的力相平衡，因而形成反饋閉環(huán)控制，當流量和減壓閥的進口壓力變化時控制輸出壓力pA均能保持恒定。二、比例流量閥 比例流量閥包括：比例節(jié)流閥比例調(diào)速閥比例旁通型調(diào)速閥等。也有直動式和先導式之分。本節(jié)僅介紹比例調(diào)速閥。圖

24、傳統(tǒng)型比例調(diào)速閥a)結(jié)構 b)圖形符號 c)等流量特性1閥體 2比例電磁鐵 3節(jié)流閥心 4定差減壓閥心 5動態(tài)阻尼液阻圖a為傳統(tǒng)型比例調(diào)速閥結(jié)構，由位置輸出型比例電磁鐵2驅(qū)動節(jié)流閥心3產(chǎn)生位移，節(jié)流閥心上的圓孔與閥套沉割槽構成節(jié)流閥口（常閉）；定差減壓閥心4上的沉割槽與閥套上的圓孔構成定差減壓閥口（常開），定差減壓閥心底端面經(jīng)動態(tài)阻尼液阻5與閥進口A相通，B為閥的出口。其等流量特性曲線如圖4-94c所示。1. 傳統(tǒng)型比例調(diào)速閥. 內(nèi)含流量-力反饋的比例流量閥 圖a為內(nèi)含流量-力反饋的比例流量閥。其工作原理是：閥的A口與泵及溢流閥組成的恒壓油源相連接，B口則與執(zhí)行元件連接。當比例電磁鐵1中無電流

25、，先導閥2節(jié)流口a、流量傳感器3閥口、主調(diào)節(jié)器4節(jié)流閥口均關閉。當比例電磁鐵通電時，先導閥閥口a開啟，先導控制油從A口經(jīng)液阻R1、R2、先導閥口a進入流量傳感器底面， 克服彈簧6和5的力使流量傳感器開啟。圖 內(nèi)含流量-力反饋的比例流量閥a)結(jié)構 b)等流量特性1比例電磁鐵 2先導閥 3流量傳感器 4主調(diào)節(jié)器 5、6、7復位彈簧當R1中有先導流量通過時，產(chǎn)生的壓降使主調(diào)節(jié)器開啟，主流量經(jīng)過主調(diào)節(jié)器和流量傳感后流向B口。由于流量傳感器特殊設計的閥口的補償作用，使通過其閥的流量與位移成線性關系。流量傳感器位移z經(jīng)反饋彈簧5作用于先導閥，形成流量位移力反饋的閉環(huán)控制。若忽略先導閥液動力、摩擦力和質(zhì)量等

26、影響，穩(wěn)態(tài)時輸入電磁力與反饋彈簧5的彈簧力相平衡，即控制電流與流量傳感器的位移亦即通過閥的流量成正比。若進口A的壓力或B口壓力發(fā)生變化，由于閥的流量轉(zhuǎn)換為流量傳感器閥心位移經(jīng)反饋彈簧5對先導閥的力反饋閉環(huán)控制作用，改變先導閥口大小，而先導閥與R1、R2組成的液阻網(wǎng)絡對主調(diào)節(jié)器節(jié)流面積的自動調(diào)節(jié)作用，使流量保持恒定，即在上述擾動下閥的流量最終與比例電磁鐵的電流成正比，改變電流即可改變輸出流量大小。圖a中液阻R3和R4起閥心速度動壓反饋作用，用于提高閥的穩(wěn)定性，對穩(wěn)態(tài)特性無影響。圖b所示的即為其等流量特性實驗曲線。比較圖c和圖b兩實驗曲線可知，在流量較大時，內(nèi)含流量-力反饋的比例流量閥的等流量特性

27、比傳統(tǒng)型比例調(diào)速閥有顯著提高，這是兩者控制原理上的差別所致。 三、比例方向閥 比例方向閥也有直動式和先導式之分，并各有開環(huán)控制和閥心位移反饋閉環(huán)控制兩大類。有的比例方向閥還用定差減壓閥或定差溢流閥對其閥口進行壓差補償，構成比例方向流量閥。三、比例方向閥 圖所示為一先導式開環(huán)控制的比例方向（節(jié)流）閥，其先導閥及主閥均為四邊滑閥。該閥的先導閥為一雙向控制的直動式比例減壓閥，其外供油口為X，回油口為Y。比例電磁鐵未通電時，先導閥心4在左右兩對中彈簧（圖中未畫出）作用下處于中位，四閥口均關閉。圖 比例方向（節(jié)流）閥1、2比例電磁鐵 3先導閥體 4先導閥心 5固定液阻 6反饋活塞 7主閥體 8主閥心 9

28、彈簧座 10主閥對中彈簧當某一比例電磁鐵例如A通電時，先導閥心左移，使其兩個凸肩的右邊的閥口開啟，先導壓力油從X口經(jīng)先導閥心的閥口和左固定液阻5作用在主閥心8左端面，壓縮主閥對中彈簧10使主閥心右移，主閥口P-B及A-T開啟，主閥心的右端面的油則經(jīng)右固定液阻和先導閥心的閥口進入先導閥回油口Y；同時進入先導閥心的壓力油，又經(jīng)閥心的徑向孔作用于閥心的軸向孔，而其油壓則形成對減壓閥控制壓力的反饋。 圖 比例方向（節(jié)流）閥1、2比例電磁鐵 3先導閥體 4先導閥心 5固定液阻 6反饋活塞 7主閥體 8主閥心 9彈簧座 10主閥對中彈簧若忽略先導閥和主閥的液動力、摩擦力、閥心質(zhì)量和彈簧力等的影響，先導減壓閥的控制壓力與電磁力成正比。進而又與主閥心位移成正比。 比例方向閥的工作原理：通過改變輸入比例電磁鐵的電流來控制主閥心的位移。 圖中兩固定液阻僅起動態(tài)阻尼作用，目的是提高閥的穩(wěn)定性。 四、比例壓力流量復合控制閥（PQ閥） PQ閥是將比例壓力閥和比例流量閥復合在一起的控制閥，其結(jié)構原理如圖所示。圖 比例壓力流量復合控制閥結(jié)構原理1比例壓力先導閥 2比例流量閥 3手調(diào)壓力先導閥 4比例壓力主閥當作流量閥用時，先給比例壓力先導閥1輸入一個恒定的電信號，只要系統(tǒng)工作壓力小于其設