射流管伺服比例阀

　　0 前言

　　伺服阀是二战期间出现的,主要是为满足军事需要^[1],故价格比较贵。20世纪60年代为了满足工业场合可靠、廉价的需要,在传统的工业用液压阀的基础上发展了比例阀。早期的比例阀只是将比例电磁铁用于控制阀,性能较差:频率低、滞环大、死区大,只能用于开环系统。目前,随着内外反馈、电校正、比例电磁铁和比例放大器技术的运用及成熟,阀的性能有了进一步的提高,出现了伺服比例阀。同时,伺服阀的技术也有了发展,特别是射流管伺服阀在抗污染能力上相当于比例阀,在此基础上研制的射流管伺服比例阀性能和控制精度优于一般的伺服比例阀,而抗污染能力等可靠性指标相当于一般伺服比例阀^[2]。伺服阀、比例阀、伺服比例阀性能特点比较如表1所示。

　　1 射流管伺服比例阀工作原理

　　中船重工集团第七〇四研究所在CSDY射流管伺服阀的基础上研制了射流管伺服比例阀,采用前置独立式直杆型射流放大器、旁置式过滤器及过滤模块等新技术,进一步提高了整阀的抗污染性能并降低了生产成本。其工作原理基本和射流管伺服阀相同,为力反馈二级流量控制阀,结构原理如图1所示。

　　力矩马达采用永磁结构,弹簧管支承着衔铁射流管组件,并使马达与液压部分隔离,所以力矩马达是干式的。前置级为射流放大器,它由射流管与接受器组成。经过过滤模块过滤后的液压油,一路进入阀体,另一路再通过外接式滤器进入射流管。当马达线圈输入控制电流,在衔铁上生成的控制磁通与永久磁通相互作用,衔铁上产生一个力矩,促使衔铁、弹簧管和喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。液压油经过喷嘴高速射流的偏转,使得接受器一腔压力升高,另一腔压力降低,连接这2腔的阀芯两端形成压差,阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡,使喷嘴又回到2接受器的中间位置为止。这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比,阀的输出流量比例于控制电流^[3]。

　　2 射流管伺服比例阀关键技术

　　下面分别对射流管伺服比例阀的关键技术进行分析和介绍。

　　2.1 前置独立式直杆型射流放大器

　　传统射流管伺服阀将接受器安装在阀套上,通过阀套上的长孔将接受器的油液引入控制阀芯两端。然而它具有如下缺点:在伺服阀装配调试过程中,马达、喷嘴、阀芯零位调整时相互影响,调试难度大;加工阀套长孔非常困难,易产生偏差,使接受器孔无法与阀套长孔沟通或沟通面积不够,影响前置级的恢复效率;反馈杆为弯杆结构,加工难度大,且受力情况不太理想;维修时,如阀产生零偏,故障原因判断较复杂,维修工作量大。