Z第5章電液伺服閥

第5章電液伺服閥本章摘要

電液伺服閥既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件。它能夠?qū)⑤斎氲奈⑿‰姎庑盘栟D(zhuǎn)換為大功率的液壓信號(流量與壓力)輸出。根據(jù)輸出液壓信號的不同，電液伺服閥和比例閥可分為電液流量控制伺服閥和比例閥和電液壓力控制伺服閥和比例閥兩大類。電液伺服閥控制精度高、響應(yīng)速度快，是一種高性能的電液控制元件，在液壓伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。伺服閥：電液伺服閥：將輸入的微小電氣信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號（流量或壓力）輸出。氣液伺服閥：將輸入的氣動信號轉(zhuǎn)換為液壓信號機液伺服閥：絕大多數(shù)伺服閥是電液伺服閥。

在電液伺服系統(tǒng)中，電液伺服閥將電氣部分與液壓部分連接起來，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制策略和執(zhí)行元件的動作。所以，電液伺服閥的性能，特別是其電液伺服閥的動特性和穩(wěn)定性，直接影響到整個液壓系統(tǒng)乃至機械設(shè)備的可靠性和壽命。電液伺服閥的發(fā)展史就是一部力圖獲得速度更快、精度更高、穩(wěn)定性更好的創(chuàng)新史。電液伺服閥的發(fā)展歷史1.早期。這門學科作出了突出貢獻的人可以肯定的說是Ktesbios。公元前247年到285年，生活在亞歷山大城的古埃及人Ktesbios發(fā)明了很多液壓伺服機構(gòu)。其中最為杰出的一種是水鐘，他設(shè)計的水鐘可以顯示長達一個月的準確時間。其原理是通過節(jié)流孔將浮標顯示的液面高度與容器形成一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。從某種意義上說，這種浮標已經(jīng)具備現(xiàn)代液壓伺服閥的雛形。

1795年，約瑟夫·布拉馬應(yīng)用帕斯卡原理制作了水壓機，1796年，莫茲利為了使水壓機更好的工作，設(shè)計了水壓機泵的密封裝置—皮碗密封。而它是我們現(xiàn)在密封技術(shù)的初形。到了18世紀末期，蓄能器在英國出現(xiàn)。19世紀早期，開始采用油液代替水成為液壓系統(tǒng)的介質(zhì)，同時方向控制閥采用電信號進行驅(qū)動。

2二戰(zhàn)期間。電液伺服閥的發(fā)展歷史

在二戰(zhàn)前夕，由于空氣動力學的應(yīng)用要求一種能夠?qū)崿F(xiàn)機械信號與氣體信號轉(zhuǎn)換裝置。阿斯卡尼亞控制器公司及Askania-Werke根據(jù)射流原理發(fā)明了射流管閥并申請了專利。根據(jù)同樣的原理，福克斯波羅申請了雙噴嘴擋板閥的專利。德國西門子公司發(fā)明了永磁式力矩馬達，它可以接受通過彈簧輸入的機械信號和移動線圈產(chǎn)生的電信號，并開創(chuàng)性地使用在航空領(lǐng)域。在二戰(zhàn)末期，伺服閥是采用滑閥閥芯在閥套中移動的結(jié)構(gòu)。閥芯的運動是直流螺線管產(chǎn)生的電磁力與彈簧產(chǎn)生的壓力共同作用的結(jié)果，因此，此時的伺服閥還僅僅是一種單級開環(huán)控制閥。

二次世界大戰(zhàn)之后，由于軍事的刺激，自動控制理論特別是武器和飛行器控制系統(tǒng)的研究得到進一步發(fā)展。這從另一個方面大大刺激了液壓伺服閥的研制與創(chuàng)新。

1946年，英國的廷斯利發(fā)明了兩級液壓閥;雷神和貝爾飛機公司獲得了帶反饋兩級伺服閥的專利;麻省理工學院采用線性度更好、更節(jié)能的力矩馬達代替螺線管作為滑閥的驅(qū)動裝置。

1950年，穆格發(fā)明了采用噴嘴節(jié)流孔作前置級的兩級伺服閥。在此基礎(chǔ)上，從1953年至1955年，卡森發(fā)明了機械反饋式兩級伺服閥;穆格改進了雙噴嘴節(jié)流孔結(jié)構(gòu);沃爾平則將濕式電磁鐵改為干式的，消除了原來浸在油液內(nèi)的力矩馬達由油液污染帶來的可靠性問題。1957年，阿奇利發(fā)明了射流管閥作為前置級的兩級電液伺服閥。并于1959年成功研制出了三級電信號反饋伺服閥。此時的電液伺服閥開發(fā)研制進人了迅速發(fā)展時期，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計進一步提高了電液伺服閥的性能。特別是1960年的電液伺服閥設(shè)計更多地顯示出了現(xiàn)代伺服閥的特點。如:兩級間形成了閉環(huán)反饋控制;力矩馬達更輕移動距離更小;前置級對功率級的壓差通?？蛇_到50%以上;前置級無摩擦并且與工作油液相互獨立;前置級的機械對稱結(jié)構(gòu)減小了溫度、壓力變化對零位的影響。3二戰(zhàn)后。電液伺服閥的發(fā)展歷史

在20多年的時間里，電液伺服閥完成了從早期的單級開環(huán)控制閥到兩級閉環(huán)控制伺服閥的轉(zhuǎn)變?？梢钥闯觯谀莻€時代中電液伺服閥的發(fā)展更多的是由十軍事應(yīng)用的需要，因此，它的開發(fā)是不計一成本的，這也造成了當時的電液伺服閥性能優(yōu)越但價格昂貴。隨后，一些公司開始開發(fā)電液伺服發(fā)的工業(yè)應(yīng)用。穆格公司于1963年研制出73系列電液伺服閥，可以滿足工業(yè)用油的清潔度要求。此后，為了滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，以1960年的伺服閥為基礎(chǔ)的伺服閥結(jié)構(gòu)設(shè)計研制仍在繼續(xù)。如:閥的體積變大(與航空用閥相比)，材料也不再是鍛鋼;先導級獨立出來，以方便維修和調(diào)試;閥的許用壓力范圍降低至10MPa到20MPa，而不再是原來的30MPa;開始標準化生產(chǎn)，以降低成本和滿足通用的要求。電液伺服閥的發(fā)展歷史美國Moog公司G761系列伺服閥Moog(穆格）公司創(chuàng)建于1951年，創(chuàng)建者WilliamC.Moog是電液伺服閥的發(fā)明人。航天十八所伺服閥產(chǎn)品

三級電液伺服閥

噴嘴擋板伺服閥

5.1電液伺服閥的組成與分類一、電液伺服閥的組成電液伺服閥通常由力矩馬達(或力馬達)、液壓放大器、反饋機構(gòu)(或平衡機構(gòu))三部分組成。二、電液伺服閥的分類1.按液壓放大級數(shù)分為：單級伺服閥此類閥結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，但由于力矩馬達或力馬達輸出力矩或力小、定位剛度低，使閥的輸出流量有限，對負載動態(tài)變化敏感，閥的穩(wěn)定性在很大程度上取決于負載動態(tài)，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)。只適用于低壓、小流量和負載動態(tài)變化不大的場合。兩級伺服閥此類閥克服了單級伺服閥缺點，是最常用的型式。三級伺服閥此類閥通常是由一個兩級伺服閥作前置級控制第三級功率滑閥．功率級滑閥閥芯位移通過電氣反饋形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)功率級滑閥閥芯的定位。三級伺服閥通常只用在大流量的場合。2.按第一級閥的結(jié)構(gòu)形式分類：可分為：滑閥、單噴嘴擋板閥、雙噴嘴擋板閥射流管閥和偏轉(zhuǎn)板射流閥?；y放大器：作為第一級，其優(yōu)點是流量增益和壓力增益高，輸出流量大，對油液清潔度要求較低。缺點是：結(jié)構(gòu)工藝復雜，閥芯受力較大，閥的分辨率低，滯環(huán)較大，響應(yīng)慢。單噴嘴擋板閥：很少使用，特性不好雙噴嘴擋板閥：優(yōu)點：動態(tài)響應(yīng)快、壓力靈敏度高、特性線性度好、所需輸入功率小。缺點：噴嘴與擋板間的間隙小，易堵塞，抗污染能力差，對油液清潔度要求高。射流管閥：優(yōu)點：抗污染能力強，壓力效率和容積效率高。缺點：特性不易預測，低溫特性稍差。3.按反饋形式分類：可分為滑閥位置反饋、負載流量反饋和負載壓力反饋三種。4.按力矩馬達是否浸泡在油中分類：濕式、干式濕式的可使力矩馬達受到油液的冷卻，但油液中存在的鐵污物使力短馬達持性變壞，干式的則可使力矩馬達不受油液污染的影響，目前的伺服閥都采用干式的。5.按輸出量分類：流量伺服閥、壓力伺服閥、壓力流量伺服閥伺服閥–閥體伺服閥結(jié)構(gòu)從閥體開始。伺服閥-閥套為了使閥芯凸肩與油口精確匹配，在閥體內(nèi)應(yīng)安裝閥套。伺服閥–閥芯為了使閥芯凸肩與油口精確匹配，在閥體內(nèi)應(yīng)安裝閥套。伺服閥–預過濾器在主閥體內(nèi)，還應(yīng)安裝用于過濾控制油液的過濾器。伺服閥–控制油閥體端蓋用于通過從過濾器至比例閥先導級的控制油液。伺服閥–噴嘴擋板伺服閥–噴嘴先導級含有兩個噴嘴...伺服閥–力矩馬達...和一個力矩馬達。擋板一方面與力矩馬達銜鐵連接，另一方面，其穿過兩個噴嘴，與主閥芯連接。伺服閥當伺服閥失電時，擋板位于兩個噴嘴中間，所以主閥兩個控制腔中的壓力是相等的，即主閥芯也是位于中位。伺服閥在力矩馬達中，安裝有環(huán)繞在銜鐵四周的永久磁鐵磁軛。伺服閥在力矩馬達線圈中通入電流會激磁銜鐵，并引起其傾斜。銜鐵傾斜方向由電壓極性來確定，傾斜程度則取決于電流大小。伺服閥銜鐵傾斜會使擋板更加靠近一個噴嘴，而遠離另一個噴嘴。伺服閥這樣會使主閥兩端控制腔中的壓力產(chǎn)生壓差...伺服閥...引起主閥芯移動，比例閥有流量輸出。隨著主閥芯移動，當兩控制腔中的壓力相等時，擋板又處于兩噴嘴中間，這時主閥芯停止移動。伺服閥5.2力矩馬達在電液伺服閥中力矩馬達的作用是將電信號轉(zhuǎn)換為機械運動，因而是一個電氣—機械轉(zhuǎn)換器。電氣—機械轉(zhuǎn)換器是利用電磁原理工作的。它由永久磁鐵或激磁線圈產(chǎn)生極化磁場。電氣控制信號通過控制線圈產(chǎn)生控制磁場，兩個磁場之間相互作用產(chǎn)生與控制信號成比例并能反應(yīng)控制信號極性的力或力矩，從而使其運動部分產(chǎn)直線位移或角位移的機械運動。一、力矩馬達的分類及要求1、力矩馬達的分類

1)根據(jù)可動件的運動形式可分為：直線位移式和角位移式，前者稱力馬達，后者稱力矩馬達。

2)按可動件結(jié)構(gòu)形式可分為：動鐵式和動圈式兩種。前者可動件是銜鐵，后者可動件是控制線圈。3)按極化磁場產(chǎn)生的方式可分為：非激磁式、固定電流激磁和永磁式三種。

2、對力矩馬達的要求

作為閥的驅(qū)動裝置，對它提出以下要求；

1)能夠產(chǎn)生足夠的輸出力和行程，體積小、重量輕。

2)動態(tài)性能好、響應(yīng)速度快。

3)直線度好、死區(qū)小、靈敏度高和磁滯小。

4)在某些使用情況下，還要求它抗振、抗沖擊、不受環(huán)境溫度和壓力等影響。

二、永磁力矩馬達

1、力矩馬達的工作原理

圖2所示為一種常用的永磁動鐵式力矩馬達工作原理圖，它由永久磁鐵、上導磁體、下導磁體、銜鐵、控制線圈、彈簧管等組成。銜鐵固定在彈簧管上端，由彈簧管支承在上、下導磁體的中間位置，可繞彈簧管的轉(zhuǎn)動中心作微小的轉(zhuǎn)動。銜鐵兩端與上、下導磁體(磁極)形成四個工作氣隙①、②、⑤、①。兩個控制線圈套在銜鐵之上。上、下導磁體除作為磁極外，還為永久磁鐵產(chǎn)生的極化磁通和控制線圈產(chǎn)生的控制磁通提供磁路。2、力矩馬達的電磁力矩通過力矩馬達的磁路分析可以求出電磁力矩的計算公式。從磁路分析知電磁力矩是非線性的，因此為保證輸出曲線的線性，往往設(shè)計成可動位移和氣隙長度只比小于三分之一（x/lg<1/3)，控制磁通遠遠小于極化磁通。線性化后的力矩馬達的輸出力，銜鐵在中位時，由控制電流產(chǎn)生的電磁力矩銜鐵偏離中位時，氣隙發(fā)生變化而產(chǎn)生的附加電磁力矩三、永磁動圈式力馬達圖示為永磁動式力馬達的結(jié)構(gòu)原理。力馬達的可動線圈懸置于作氣隙中，永久磁鐵在工作氣隙中形成極化磁通，當控制電流加到線圈上時，線圈就會受到電磁力的作用而運動。線圈的運動方向可根據(jù)磁通方向和電流方向按左手定則判斷。線圈上的電磁力克服彈簧力和負載力，使線圈產(chǎn)生一個與控制電流成比例的位移。力馬達線圈所受的電磁力：四、動鐵式力矩馬達與動圈式力馬達的比較1)動鐵式力矩馬達因磁滯影響而引起的輸出位移滯后比動圈式力馬達大。2)動圈式力馬達的線性范圍比動鐵式力矩馬達寬。因此．動圈式力馬達的工作行程大，而動鐵式力矩馬達的工作行程小。3)在同樣的慣性下，動鐵式力矩馬達的輸出力矩大，而動圈式力馬達的輸出力小。動鐵式力矩馬達因輸出力矩大，支承彈簧剛度可以取得大，使銜鐵組件的固有頻率高，而力馬達的彈簧剛度小，動圈組件的固有頻率低。4)減小工作氣隙的長度可提高動圈式力馬達和動鐵式力矩馬達的靈敏度。但動圈式力馬達受動圈尺寸的限制，而動鐵式力矩馬達受靜不穩(wěn)定的限制。5)在相同功率情況下，動圈式力馬達比動鐵式力矩馬達體積大，但動圈式力馬達的造價低。在要求頻率高、體積小、重量輕的場合，多采用動鐵式力矩馬達；在尺寸要求不高、頻率要求不高、又希望價格低的場合，采用動圈式力馬達。5.3力反饋兩級電液伺服閥一、工作原理1)無控制電流時，銜鐵由彈簧管支承在上、下導磁體的中間位置，擋板也處于兩個噴嘴的中間位置，滑閥閥芯在反饋桿小球的約束下處于中位，閥無液壓輸出。2)當有差動控制電流輸入(i1>i2)時．在銜鐵上產(chǎn)生逆時針方向的電磁力矩，使銜鐵擋板組件繞彈簧轉(zhuǎn)動中心逆時針方向偏轉(zhuǎn)，彈簧管和反饋桿產(chǎn)生變形，擋板偏離中位。這時，噴嘴擋板閥右間隙減小而左間隙增大，引起滑閥右腔控制壓力增大，左腔控制壓力減小，推動滑閥閥芯左移。同時帶動反饋桿端部小球左移，使反饋桿進一步變形。當反饋桿和彈簧管變形產(chǎn)生的反力矩與電磁力矩相平衡時，銜鐵擋板組件便處于一個平衡位旨。在反饋桿端部左移進一步變形時，使擋板的偏移減小，趨于中位。這使左腔控制壓力又降低，右腔控制壓力增高，當閥芯兩端的液壓力與反饋桿變形對閥芯產(chǎn)生的反作用力以及滑閻的液動力相平衡時，閥芯停止運動，其位移與控制電流成比例。在負載壓差—定時，閥的輸出流量也與控制電流成比例。所以這是一種流量控制伺服閥。二、基本方程與方框圖力矩馬達的運動方程包括基本電壓方程，銜鐵和擋板組件的運動方程，擋板位移于轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，噴嘴擋板至滑閥的傳遞函數(shù)，閥控液壓缸的傳遞函數(shù)，以及作用在擋板上的壓力反饋方程，根據(jù)這些方程可以畫出電液伺服閥的方框圖。基本方程一、力矩馬達運動方程1.基本電壓方程2.銜鐵擋板組件的運動方程二、擋板位置與銜鐵轉(zhuǎn)角的關(guān)系三、噴嘴擋板至滑閥的傳遞函數(shù)四、閥控液壓缸的傳遞函數(shù)五、作用在擋板上的壓力反饋力反饋兩級伺服閥的方塊圖兩個反饋回路：滑閥位移的力反饋回路，這是主要回路作用在擋板上的壓力反饋回路，這是個次要回路。這兩個回路都存在穩(wěn)定性的問題三、力反饋伺服閥的穩(wěn)定性分析力反饋回路的穩(wěn)定性

力反饋回路包含力矩馬達和滑閥兩個動態(tài)環(huán)節(jié)?；y的固有頻率很高，，故滑閥的動態(tài)特性可以忽略。2、壓力反饋回路的穩(wěn)定性作用在擋板上的壓力反饋回路，是由滑閥位移和執(zhí)行機構(gòu)負載變化引起的，它反映了各級負載動態(tài)的影響，顯然這種影響越小越好。為此應(yīng)使這個回路的開環(huán)增益在任何頻率下都遠小于1，使回路近似于開環(huán)狀態(tài)而不起作用。壓力反饋回路一般可以忽略，看成是開環(huán)的四、力反饋伺服閥的傳遞函數(shù)在一般情況下，力矩馬達控制線圈的動態(tài)和滑閥的動態(tài)可以忽略。作用在擋板上的壓力反饋的影響比力反饋小得多，壓力反饋回路也可以忽略。簡化以后，得到l力反饋伺服閥的傳遞函數(shù)為：對給定的伺服閥，可以用實驗的方法估計伺服的固有頻率和阻尼比五、力反饋伺服閥的頻寬在力反饋閉環(huán)傳遞函數(shù)中，由于Kvf是最低的轉(zhuǎn)角頻率，所以力反饋的頻寬主要由Kvf決定。頻寬估算公式：提高Kvf的途徑六、力反饋伺服閥的靜態(tài)特性力反饋伺服閥閉環(huán)控制的是閥芯位移xv，由閥芯位移到輸出流量是開環(huán)控制，因此，流量控制的精確性要靠滑閥加工精度保證。5.4直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥結(jié)構(gòu)及工作原理由動圈式力馬達和兩級滑閥式液壓放大器組成。前置級是帶兩個固定節(jié)流孔的四通閥（雙邊滑閥），功率級是零開口的四邊滑閥。功率級的閥芯也是前置級的閥套，構(gòu)成直接位置反饋。當信號電流輸入力馬達線圈時，線圈上產(chǎn)生的電磁力使前置級閥芯移動，假定閥芯向上移動x。此時上節(jié)流口開大，下節(jié)流口關(guān)小。從而使功率級滑閥上控制壓力腔壓力減小，而下控制腔壓力增大，功率級閥芯上移。當功率級閥芯位移xv=x時，停止移動，功率級滑閥開口量為xv，使閥輸出流量。國內(nèi)外知名的主要生產(chǎn)廠家美國的Moog(穆格）美國的Vickers美國的Norgren德國的Rextoth-Bosch德國的EMG德國的ABEX英國的Dowty（道蒂）日本的KAWASAKI意大利ATOS中船重工第704研究所航空工業(yè)第609所（FF系列）中國航空精密機械研究所（DYSF系列）陜西漢中秦峰機械廠(YFW系列）北京機床研究所（QDY系列）北京冶金液壓機械廠（YJ系列）北京機械工業(yè)自動化研究所（SV系列）5.5其它型式的電液伺服閥簡介一、彈簧對中式兩級電液伺服閥

彈簧對中式伺服閥是早期伺服閥的結(jié)構(gòu)型式，它的第—級是雙噴嘴擋板閥，第二級是滑閥，閥芯兩端各有一根對中彈簧。當控制電流輸入時，閥芯在對中彈簧作用下處于中位。當有控制電流輸入時，對中彈簧力與噴嘴擋板閥輸出的液壓力相平衡，使閥芯取得一個相應(yīng)的位移，輸出相應(yīng)的流量。這種伺服閥屬于開環(huán)控制、其性能受溫度、壓力及閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的影響較大；銜鐵及擋板的位移都較大．對力矩馬達的線件要求較高；對中彈簧要求體積小、剛度大、抗疲勞好，因此制造困難；兩端對中彈簧由于制造和安裝的誤差．易對閥芯產(chǎn)生側(cè)向卡緊力．增加閥芯摩擦力．使閥的滯環(huán)增大，分辨率降低。但由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低，可適用于—般的、性能要求不高的電液伺服系統(tǒng)。二、射流管式兩級電液伺服閥

照圖說明射流管式伺服閥的原理。射流管由力矩馬達帶動偏轉(zhuǎn)。射流管焊接于銜鐵上，并由薄壁彈簧片支承。液壓油通過柔性的供壓管進入射流管．從射流管噴射出的液壓油進入與滑閥兩端控制腔分別相通的兩個接收孔中，推動閥芯移動。射流管的側(cè)面裝有彈簧板板及反饋彈簧絲．共末端插入閥從中的小槽內(nèi)，閥芯移動推動反饋彈簧絲．構(gòu)成對力矩馬達的力反饋。力矩馬達借助于薄壁彈簧片實現(xiàn)對液壓部分的密封隔離。三、動壓反饋伺服閥壓力—流量伺服閥雖然增加了系統(tǒng)的阻尼，但降低了系統(tǒng)的靜剛度，為了克服這個缺點．出現(xiàn)了動壓反饋伺服閥，與壓力—流量伺服閥相比。它增加了由出彈簧活塞和液阻(固定節(jié)流孔)所組成的壓力微分網(wǎng)絡(luò)，負載壓力通過壓力微分網(wǎng)絡(luò)反饋到滑閥，此閥在動態(tài)時，具有壓力—流量伺服閥的持性，在穩(wěn)態(tài)時具有流量伺服閥的持性。四、直接驅(qū)動單級伺服閥（DDV）

五、偏導射流式電液伺服閥美國Moog公司G761系列伺服閥表1伺服閥性能曲線和指標伺服閥的工作性能伺服閥試驗特性曲線性能指標靜態(tài)特性壓力特性壓力特性曲線壓力增益空載流量特性空載流量曲線額定流量、流量增益、線性度、對稱度、滯環(huán)、分辨率，零區(qū)特性負載流量特性負載流量曲線分辨率實驗分辨率曲線分辨率內(nèi)泄漏特性內(nèi)泄漏曲線零位泄漏動態(tài)特性頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)曲線頻寬階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)曲線響應(yīng)時間5.6電液伺服閥的主要性能參數(shù)伺服閥的規(guī)格的標稱額定電流In：產(chǎn)生額定流量所需的任一級的輸入電流，它與力馬達或力矩馬達兩個線圈的連接形式（單接、串接、并聯(lián)或差動連接）有關(guān)額定壓力pn：產(chǎn)生額定流量的供油壓力；額定流量Qn：在規(guī)定的閥壓降下對應(yīng)于額定電流的負載流量為額定流量在輸入電流和供油壓力為常數(shù)的情況下，輸出流量隨負載壓力差的變化關(guān)系。改變輸入電流為不同的常數(shù)，可得到一簇曲線，即為負載流量特性曲線。一、負載流量特性（壓力－流量特性）這些曲線主要用來確定伺服閥的類型和估計伺服閥的規(guī)格，以便與所要求的負載流量和負載壓力相匹配。伺服閥的規(guī)格：額定電流額定壓力額定流量曲線上某點的斜率為伺服閥的流量-壓力系數(shù)。5.6.1靜態(tài)特性但現(xiàn)在更多的樣本中給出的是用對數(shù)坐標表示的I=In下的壓力-流量特性，對數(shù)坐標的優(yōu)點是QL和ΔP成線性。二、空載流量特性輸出流量與輸入電流呈回環(huán)狀的函數(shù)曲線。空載流量特性是指供油壓力為恒值，負載壓力為零時，伺服閥輸出流量q與控制流量i之間的關(guān)系。名義流量曲線：流量曲線中點的軌跡。流量增益：流量曲線上某點或某段的斜率就是閥在該點或該段的流量增益。單位：m3/s·A額定流量增益:伺服閥的額定流量與額定電流之比。線性度：對稱度、滯環(huán)、分辨率重疊，零偏三、內(nèi)泄漏特性內(nèi)泄漏特性是指電液伺服閥供油壓力為常數(shù)，輸出流量q等于為零時，伺服閥回油口流出的流量與輸入電流i關(guān)系。單位：m3/s當閥處于零位時，內(nèi)泄漏流量最大。零位泄漏流量對新閥可作為滑閥制造質(zhì)量的指標，對舊閥可反映滑閥的磨損情況。四、壓力特性輸出流量為零時，負載壓降與輸入電流呈回環(huán)狀的函數(shù)曲線。壓力增益：負載壓力對輸入電流的變化率，以Pa/A單位表示。壓力增益通常規(guī)定為最大負載壓降的±40%之間，負載壓降對輸入電流曲線的平均斜率。五、零漂伺服閥是按試驗標準在規(guī)定試驗條件下調(diào)試的，當工作條件（供油壓力、回油壓力、工作油溫、零值電流等）或環(huán)境變化時，閥的零位發(fā)生偏移，壓力、溫度等工作條件裱花引起的零偏電流變化量與額定電流的百分比稱為零漂。通常規(guī)定有供油壓力零漂、回油壓力零漂、溫度零漂、零值電流零漂等。在規(guī)定試驗條件下盡管調(diào)好伺服閥的零點，但經(jīng)過一段時間后，由于閥的結(jié)構(gòu)尺寸、組件應(yīng)力、電性能、流力特性等可能會發(fā)生微小變化，使輸入電流為零時輸出流量不為零，零點要發(fā)生變化。為使輸出流量為零，必須預置某一輸入電流，即零偏電流。一般要求零漂<2%。一般規(guī)定供油壓力變化20%Ps時，進油壓力零漂應(yīng)小于3%；回油壓力從0~0.7MPa變化時，回油壓力零漂應(yīng)小于2%；對于航空用伺服閥，在-30?~+135

?的溫度范圍內(nèi)，一般溫漂小于4%5.6.2動態(tài)特性主要是用頻率響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)表示。以頻寬作為閥的動態(tài)響應(yīng)參數(shù)。從閥的頻率特性可以直接查出幅頻寬和相頻寬，二者值不相等時，應(yīng)取其較小者作為頻寬值。通常，力矩馬達噴嘴擋板是兩級伺服閥的頻寬100~130Hz之間，動圈兩級滑閥式伺服閥的頻寬在50~100Hz之間，電反饋高頻伺服閥頻寬可達250Hz甚至更高。G761是噴嘴擋板式兩級閥，其頻寬約為105HzG633為直動式單級閥，其頻寬約為15Hz測試條件：Ps=14MPa!υ=0.323cm2/s階躍響應(yīng)以上升時間、峰值時間、或過度過程時間作為動態(tài)響應(yīng)參數(shù)，以超調(diào)量來反映穩(wěn)定性。D633/634系列閥的性能曲線D633/634系列閥的性能曲線額定流量分別是多少?5.6.3輸入特性線圈接法兩個線圈單獨連接時，一個線圈接控制信號，另一個接顫振信號。如果只使用一個線圈，則把顫振信號疊加到控制信號上。串聯(lián)連接時，線圈匝數(shù)加倍，因而電阻加倍，而電流減半。并聯(lián)連接時，電阻減半，電流不變。并聯(lián)的優(yōu)點是：一個線圈損壞時，仍能工作，從而增大了工作可靠性。差動連接的優(yōu)點是電路對稱、溫度和電源波動的影響相互互補。顫振信號的作用顫振信號使閥始終處于一種高頻低幅的微振狀態(tài)，從而可減少或消除伺服閥中由于靜摩擦力而引起的死區(qū)，并可以有效地防止出現(xiàn)閥的堵塞現(xiàn)象。但顫振無助于減小力（矩）馬達磁滯所產(chǎn)生的伺服閥滯環(huán)值。顫振信號的波形可以是正弦波、三角波或方波，通常采用正弦波。顫振信號的幅值應(yīng)足夠大、其峰值應(yīng)大于伺服閥的死區(qū)值。顫振信號的頻率應(yīng)為控制信號頻率的2~4倍；不應(yīng)是伺服閥或動力元件諧振頻率的倍數(shù)，避免引起共振，造成伺服閥組件的疲勞破壞。5.7伺服閥的試驗型式試驗：出廠產(chǎn)品試驗為了驗證產(chǎn)品能否滿足技術(shù)規(guī)范的全部要求所進行的試驗。它是新產(chǎn)品鑒定中必不可少的一個環(huán)節(jié)。只有通過型式試驗，該產(chǎn)品才能正式投入生產(chǎn)。為了達到認證目的而進行的型式試驗，是對一個或多個具有代表性的樣品利用試驗手段進行合格性評定。型式試驗的依據(jù)是產(chǎn)品標準。試驗所需樣品的數(shù)量由論證機構(gòu)確定，試驗樣品從制造廠的最終產(chǎn)品中隨機抽取。試驗在被認可的獨立檢驗機構(gòu)進行，對個別特殊的檢驗項目，如果檢驗機構(gòu)缺少所需的檢驗設(shè)備，可在獨立檢驗機構(gòu)或認證機構(gòu)的監(jiān)督下使用制造廠的檢驗設(shè)備進行。通過型式試驗的產(chǎn)品。通常有下列情況之一時，一般應(yīng)進行型式檢驗，也可根據(jù)產(chǎn)品實際情況進行型式檢驗：a)新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型檢驗；b)正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大的改變，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量及性能時；c)正式生產(chǎn)時，定期或積累一定產(chǎn)量后，應(yīng)周期性進行一次檢驗；d)產(chǎn)品長期停產(chǎn)后，恢復生產(chǎn)時；e)本次出廠檢驗結(jié)果與上一次型式檢驗有較大差異時；f)國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗要求時。國家標準：GB/T15623-1995靜態(tài)特性及其性能參數(shù)的測定：可分為耐壓試驗、關(guān)閉工作油口時的試驗和開啟工作油口時的試驗3各方面，共要測5條曲線、13個性能指標。5條曲線：壓力增益曲線、流量增益曲線、壓力-流量取信、飽和流量曲線和泄漏曲線；13個性能指標：壓力增益、額定空載流量、公稱流量增益、飽和流量、重疊量、滯環(huán)、分辨率、線性度、零偏、零漂和零位泄漏流量動態(tài)特性及性能參數(shù)的測試可應(yīng)用分析儀、筆錄儀或CAT系統(tǒng)，實測出頻率特性或階躍響應(yīng)時間曲線由頻率特性可得到幅頻寬、相頻寬；由階躍響應(yīng)可得飛升時間、過渡過程時間和超調(diào)。伺服閥的幅值比為-3dB（即輸出流量為基準頻率時輸出流量的70.7%）時的頻率定義為幅頻寬，用ω-3或f-3表示；以相位滯后達到-90°時的頻率定義為相頻寬，用ω-90°或f-90°表示。由閥的頻率特性可以直接查得幅頻寬ω-3和相頻寬ω-90°，應(yīng)取其中較小者作為閥的頻寬值。頻寬是伺服閥動態(tài)響應(yīng)速度的度量，頻寬過低會影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，過高會使高頻傳到負載上去。零位——閥負載壓力降為零，控制流量也為零。零偏——讓閥歸于零位的輸入電流，不包括閥的滯環(huán)，表示為閥的額定電流的百分比。零漂——由操作或者環(huán)境引起的零偏的變化。表示為額定電流的百分比。試驗回路圖壓力增益：被試閥P口接系統(tǒng)壓力，T口與油箱相同，A、B口堵住內(nèi)泄漏：被試閥P口接系統(tǒng)壓力，T口接流量計，A、B口堵住空載流量特性：閥P口接系統(tǒng)壓力，A、B兩口連通。T口接流量計。CAT測試系統(tǒng)用傳統(tǒng)方法測試電液伺服閥，其檢測準確性較差，人為因素對誤差影響較大，檢測速度較慢。計算機輔助測試（CAT——ComputerAidedTest）是建立一套計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制系統(tǒng)，與試驗臺連接起來，由計算機對各試驗參數(shù)，如壓力、流量、轉(zhuǎn)速、溫度、扭矩等進行數(shù)據(jù)采集、量化和處理并輸出測試結(jié)果。在試驗過程中，計算機還可根據(jù)數(shù)字反饋或人工輸入，對測試過程進行控制，達到計算機密切跟蹤和控制試驗臺及試件狀態(tài)的目的，從而可以高速、高精度地完成對液壓產(chǎn)品的性能測試。發(fā)展國外早在二十世紀六十年代中期開始，許多液壓公司就開始了