Z第5章电液伺服阀

1、本章摘要 电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。它能够将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号它能够将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号(流流量与压力量与压力)输出。根据输出液压信号的不同，电液伺服阀和输出。根据输出液压信号的不同，电液伺服阀和比例阀可分为电液流量控制伺服阀和比例阀和电液压力控比例阀可分为电液流量控制伺服阀和比例阀和电液压力控制伺服阀和比例阀两大类。制伺服阀和比例阀两大类。 电液伺服阀控制精度高、响应速度快，是一种高性能电液伺服阀控制精度高、响应速度快，是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服系统中得到了广泛的应用。的

2、电液控制元件，在液压伺服系统中得到了广泛的应用。伺服阀：伺服阀：电液伺服阀：将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号电液伺服阀：将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号 （流量或压力）输出。（流量或压力）输出。气液伺服阀：将输入的气动信号转换为液压信号气液伺服阀：将输入的气动信号转换为液压信号机液伺服阀：机液伺服阀：绝大多数伺服阀是电液伺服阀。绝大多数伺服阀是电液伺服阀。 在电液伺服系统中， 电液伺服阀将电气部分与液压部分连接起来，实现整个系统的控制策略和执行元件的动作。所以，电液伺服阀的性能，特别是其电液伺服阀的动特性和稳定性，直接影响到整个液压系统乃至机械设备的可靠性和寿命。电液伺服阀

3、的发展史就是一部力图获得速度更快、精度 更高、稳定性更好的创新史。 电液伺服阀的发展历史1.早期。早期。 这门学科作出了突出贡献的人可以肯定的说是Ktesbios。公元前247年到285年，生活在亚历山大城的古埃及人Ktesbios发明了很多液压伺服机构。其中最为杰出的一种是水钟，他设计的水钟可以显示长达一个月的准确时间。其原理是通过节流孔将浮标显示的液面高度与容器形成一个闭环反馈系统。从某种意义上说，这种浮标已经具备现代液压伺服阀的雏形。 1795年，约瑟夫布拉马应用帕斯卡原理制作了水压机水压机，1796年，莫兹利为了使水压机更好的工作，设计了水压机泵的密封装置皮碗密封。而它是我们现在密封技

4、术的初形。到了18世纪末期，蓄能器在英国出现。19世纪早期，开始采用油液代替水成为液压系统的介质，同时方向控制阀采用电信号进行驱动。 2 二战期间。电液伺服阀的发展历史 在二战前夕，由于空气动力学的应用要求一种能够实现机械信号与气体信号转换装置。阿斯卡尼亚控制器公司及Askania -Werke根据射流原理发明了射流管阀并申请了专利。根据同样的原理，福克斯波罗申请了双喷嘴挡板阀的专利。德国西门子公司发明了永磁式力矩马达，它可以接受通过弹簧输入的机械信号和移动线圈产生的电信号，并开创性地使用在航空领域。 在二战末期，伺服阀是采用滑阀阀芯在阀套中移动的结构。阀芯的运动是直流螺线管产生的电磁力与弹簧

5、产生的压力共同作用的结果，因此，此时的伺服阀还仅仅是一种单级开环控制阀。 二次世界大战之后，由于军事的刺激，自动控制理论特别是武器和飞行器控制系统的研究得到进一步发展。这从另一个方面大大刺激了液压伺服阀的研制与创新。 1946年，英国的廷斯利发明了两级液压阀;雷神和贝尔飞机公司获得了带反馈两级伺服阀的 专利;麻省理工学院采用线性度更好、更节能的力矩马达麻省理工学院采用线性度更好、更节能的力矩马达代替螺线管作为滑阀的驱动装置。 1950年，穆格穆格发明了采用喷嘴节流孔作前置级的两级伺服阀。在此基础上，从1953年至1955年，卡森发明了机械反馈式两级伺服阀;穆格改进了双喷嘴节流孔结构;沃尔平则将

6、湿式电磁铁改为干式的，消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题。1957年，阿奇利发明了射流管阀作为前置级的两级电液伺服阀。并于1959年成功研制出了三级电信号反馈伺服阀。 此时的电液伺服阀开发研制进人了迅速发展时期，很多结构设计进一步提高了电液伺服阀的性能。特别是1960年的电液伺服阀设计更多地显示出了现代伺服阀的特点。如:两级间形成了闭环反馈控制;力矩马达更轻移动距离更小;前置级对功率级的压差通常可达到50%以上;前置级无摩擦并且与工作油液相互独立;前置级的机械对称结构减小了温度、压力变化对零位的影响。3 二战后。电液伺服阀的发展历史n 在20多年的时间里，电液伺服阀完成了

7、从早期的单级开环控制阀到两级闭环控制伺服阀的转变。可以看出，在那个时代中电液伺服阀的发展更多的是由十军事应用的需要，因此，它的开发是不计一成本的，这也造成了当时的电液伺服阀性能优越但价格昂贵。 n 随后，一些公司开始开发电液伺服发的工业应用。穆格公司于1963年研制出73系列电液伺服阀，可以满足工业用油的清洁度要求。此后，为了满足现代工业的要求，以1960年的伺服阀为基础的伺服阀结构设计研制仍在继续。如:阀的体积变大(与航空用阀相比)，材料也不再是锻钢;先导级独立出来，以方便维修和调试;阀的许用压力范围降低至10MPa到20MPa，而不再是原来的30MPa;开始标准化生产，以降低成本和满足通用

8、的要求。 电液伺服阀的发展历史美国Moog公司G761系列伺服阀Moog(穆格）公司n创建于1951年，创建者William C.Moog是电液伺服阀的发明人。航天十八所伺服阀产品航天十八所伺服阀产品 三级电液伺服阀三级电液伺服阀 喷嘴挡板伺服阀喷嘴挡板伺服阀 5.1 电液伺服阀的组成与分类电液伺服阀的组成与分类一、电液伺服阀的组成一、电液伺服阀的组成电液伺服阀通常由力矩马达电液伺服阀通常由力矩马达(或力马达或力马达)、液压放大器、液压放大器、反馈机构反馈机构(或平衡机构或平衡机构)三部分组成。三部分组成。二、电液伺服阀的分类二、电液伺服阀的分类1.按液压放大级数分为：按液压放大级数分为：单级

9、伺服阀单级伺服阀 此类阀结构简单、价格低廉，但由于力矩此类阀结构简单、价格低廉，但由于力矩马达或力马达输出力矩或力小、定位刚度低，使阀的输马达或力马达输出力矩或力小、定位刚度低，使阀的输出流量有限，对负载动态变化敏感，阀的稳定性在很大出流量有限，对负载动态变化敏感，阀的稳定性在很大程度上取决于负载动态，容易产生不稳定状态。只适用程度上取决于负载动态，容易产生不稳定状态。只适用于低压、小流量和负载动态变化不大的场合。于低压、小流量和负载动态变化不大的场合。两级伺服阀两级伺服阀 此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用的型式。的型式。三级伺服阀三级伺服阀 此类阀通常

10、是由一个两级伺服阀作前置级此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级控制第三级功率滑阀功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈控制第三级功率滑阀功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈形成闭环控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀形成闭环控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀通常只用在大流量的场合。通常只用在大流量的场合。2.按第一级阀的结构形式分类：按第一级阀的结构形式分类：可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管射流管阀和偏转板射流阀。阀和偏转板射流阀。滑阀放大器：作为第一级，其优点是流量增益和压力增益高，输出流量大， 对油液清洁度要求较低。 缺点是：结构工艺

11、复杂，阀芯受力较大，阀的分辨率低， 滞环较大，响应慢。单喷嘴挡板阀： 很少使用，特性不好双喷嘴挡板阀： 优点：动态响应快、压力灵敏度高、特性线性度好、所需输入功率小。 缺点：喷嘴与挡板间的间隙小，易堵塞，抗污染能力差，对油液清洁度要求高。射流管阀： 优点：抗污染能力强，压力效率和容积效率高。 缺点：特性不易预测，低温特性稍差。3.按反馈形式分类：按反馈形式分类：可分为滑阀位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈三种。可分为滑阀位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈三种。4.按力矩马达是否浸泡在油中分类：湿式、干式按力矩马达是否浸泡在油中分类：湿式、干式湿式的可使力矩马达受到油液的冷却，但油液中存在的

12、铁污湿式的可使力矩马达受到油液的冷却，但油液中存在的铁污物使力短马达持性变坏，干式的则可使力矩马达不受油液污物使力短马达持性变坏，干式的则可使力矩马达不受油液污染的影响，目前的伺服阀都采用干式的。染的影响，目前的伺服阀都采用干式的。5.按输出量分类： 流量伺服阀、压力伺服阀、压力流量伺服阀伺服阀 阀体伺服阀结构从阀体开始。伺服阀 - 阀套为了使阀芯凸肩与油口精确匹配，在阀体内应安装 阀套。伺服阀 阀芯为了使阀芯凸肩与油口精确匹配，在阀体内应安装 阀套。伺服阀 预过滤器在主阀体内，还应安装用于过滤控制油液的过滤器。伺服阀 控制油阀体端盖用于通过从过滤器至比例阀先导级的控制油液。伺服阀 喷嘴挡板伺

13、服阀 喷嘴先导级含有两个喷嘴 .伺服阀 力矩马达. 和一个力矩马达。挡板一方面与力矩马达衔铁连接，另一方面，其穿过两个喷嘴，与主阀芯连接。伺服阀当伺服阀失电时，挡板位于两个喷嘴中间，所以主阀两个控制腔中的压力是相等的 ，即主阀芯也是位于中位。伺服阀在力矩马达中，安装有环绕在衔铁四周的永久磁铁磁轭。伺服阀在力矩马达线圈中通入电流会激磁衔铁，并引起其倾斜。衔铁倾斜方向由电压极性来确定，倾斜程度则取决于电流大小。伺服阀衔铁倾斜会使挡板更加靠近一个喷嘴，而远离另一个喷嘴。伺服阀这样会使主阀两端控制腔中的压力产生压差 .伺服阀. 引起主阀芯移动，比例阀有流量输出。随着主阀芯移动，当两控制腔中的压力相等时

14、，挡板又处于两喷嘴中间，这时主阀芯停止移动。伺服阀5.2 力矩马达力矩马达在电液伺服阀中力矩马达的作用是将电信号转换为机械运动，因而是一个电气机械转换器。电气机械转换器是利用电磁原理工作的。它由永久磁铁或激磁线圈产生极化磁场。电气控制信号通过控制线圈产生控制磁场，两个磁场之间相互作用产生与控制信号成比例并能反应控制信号极性的力或力矩，从而使其运动部分产直线位移或角位移的机械运动。一、力矩马达的分类及要求1、力矩马达的分类 1)根据可动件的运动形式可分为：直线位移式和角位移式，前者称力马达，后者称力矩马达。 2)按可动件结构形式可分为：动铁式和动圈式两种。前者可动件是衔铁，后者可动件是控制线圈。

15、 3)按极化磁场产生的方式可分为：非激磁式、固定电流激磁和永磁式三种。2、对力矩马达的要求 作为阀的驱动装置，对它提出以下要求； 1)能够产生足够的输出力和行程，体积小、重量轻。 2)动态性能好、响应速度快。 3)直线度好、死区小、灵敏度高和磁滞小。 4)在某些使用情况下，还要求它抗振、抗冲击、不受环境温度和压力等影响。二、永磁力矩马达 1、力矩马达的工作原理 图2所示为一种常用的永磁动铁式力矩马达工作原理图，它由永久磁铁、上导磁体、下导磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。衔铁固定在弹簧管上端，由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位置，可绕弹簧管的转动中心作微小的转动。衔铁两端与上、下导磁体(磁极

16、)形成四个工作气隙、。两个控制线圈套在衔铁之上。上、下导磁体除作为磁极外，还为永久磁铁产生的极化磁通和控制线圈产生的控制磁通提供磁路。2、力矩马达的电磁力矩 通过力矩马达的磁路分析可以求出电磁力矩的计算公式。从磁路分析知电磁力矩是非线性的，因此为保证输出曲线的线性，往往设计成可动位移和气隙长度只比小于三分之一（x/lgi2)时在衔铁上产生逆时针方向的电磁力矩，使衔铁挡板组件绕弹簧转动中心逆时针方向偏转，弹簧管和反馈杆产生变形，挡板偏离中位。这时，喷嘴挡板阀右间隙减小而左间隙增大，引起滑阀右腔控制压力增大，左腔控制压力减小，推动滑阀阀芯左移。同时带动反馈杆端部小球左移，使反馈杆进一步变形。当反馈

17、杆和弹簧管变形产生的反力矩与电磁力矩相平衡时，衔铁挡板组件便处于一个平衡位旨。在反馈杆端部左移进一步变形时，使挡板的偏移减小，趋于中位。这使左腔控制压力又降低，右腔控制压力增高，当阀芯两端的液压力与反馈杆变形对阀芯产生的反作用力以及滑阎的液动力相平衡时，阀芯停止运动，其位移与控制电流成比例。在负载压差在负载压差定时，定时，阀的输出流量也与控制电流成比例。所以这阀的输出流量也与控制电流成比例。所以这是一种流量控制伺服阀。是一种流量控制伺服阀。二、基本方程与方框图力矩马达的运动方程包括基本电压方程，衔铁和挡板组件的运动方程，挡板位移于转角之间的关系，喷嘴挡板至滑阀的传递函数，阀控液压缸的传递函数，

18、以及作用在挡板上的压力反馈方程，根据这些方程可以画出电液伺服阀的方框图。基本方程22()(1)()(1)ugbpcpaaK UK sIssRrRr 221()21mftfvNLpmfmfmfKKIKrb XrA pss fXr一、力矩马达运动方程1.基本电压方程2.衔铁挡板组件的运动方程二、挡板位置与衔铁转角的关系三、喷嘴挡板至滑阀的传递函数222(1)qpvvhpfhphpKXAsXss四、阀控液压缸的传递函数222(1)qpphvhhKXAsXss五、作用在挡板上的压力反馈20210.430.431LpvvsvvLvLtpppm s XWp XWX PAPm s XA力反馈两级伺服阀的方块

19、图两个反馈回路：滑阀位移的力反馈回路，这是主要回路作用在挡板上的压力反馈回路，这是个次要回路。这两个回路都存在稳定性的问题三、力反馈伺服阀的稳定性分析三、力反馈伺服阀的稳定性分析1/21( )21mfemfmfmfKsTss 力反馈回路的稳定性力反馈回路的稳定性 力反馈回路包含力矩马达和滑阀两个动态环节。滑阀的固有频率很高，hpmf，故滑阀的动态特性可以忽略。/22( )s2(1)vfmfmfmfKG s Hsss（ ）20.25vfmfmfvfmfKK 力反馈回路稳定的条件：设计中可取2、压力反馈回路的稳定性、压力反馈回路的稳定性作用在挡板上的压力反馈回路，是由滑阀位移和作用在挡板上的压力反

20、馈回路，是由滑阀位移和执行机构负载变化引起的，它反映了各级负载动执行机构负载变化引起的，它反映了各级负载动态的影响，显然这种影响越小越好。为此应使这态的影响，显然这种影响越小越好。为此应使这个回路的开环增益在任何频率下都远小于个回路的开环增益在任何频率下都远小于1，使，使回路近似于开环状态而不起作用。回路近似于开环状态而不起作用。压力反馈回路一般可以忽略，看成是开环的压力反馈回路一般可以忽略，看成是开环的0.431, ,11nsvfNvsfnvAWprrb Akr b AA W pkArrbA在，已定的情况下，可选择来满足上述条件，由于，所以上述条件在一般情况下都不难满足。四、力反馈伺服阀的传

21、递函数四、力反馈伺服阀的传递函数22222()()22(1)(1)(1)(1)2:()utcpfvaxvgmfmfvfmfvfmfmfmfuaacptxvxvfK KRrrb KXK KUssssssKKKKKRrKKKrb K式中，：伺服放大器增益，伺服阀增益；在 一般情况下，ahpmf力矩马达控制线圈的动态和滑阀的动态可以忽略。作用在挡板上的压力反馈的影响比力反馈小得多，压力反馈回路也可以忽略。简化以后，得到l力反馈伺服阀的传递函数为：00220222(1)(1)()21qvsvmfvfmfmftqsvsvfsvsvsvsvsvsviqK xQKIsssKK KKKrb KQKIss伺服阀

22、通常以电流 作输入参量，以空载流量作输出参量此时，伺服阀的传递函数可表示为：式中，：伺服阀的流量增益 ，为简化分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化为二阶振荡环节。式中，：伺服阀的固有频率：伺服阀的阻尼比对给定的伺服阀，可以用实验的方法估计伺服的固有频率和阻尼比五、力反馈伺服阀的频宽五、力反馈伺服阀的频宽在力反馈闭环传递函数中，由于在力反馈闭环传递函数中，由于Kvf是最低的转角频率，是最低的转角频率，所以力反馈的频宽主要由所以力反馈的频宽主要由Kvf决定。决定。频宽估算公式：频宽估算公式：0.707vfbKqpvfvKrKrb A提高提高Kvf的途径的途径六、力反馈伺服阀的静态特性六、力反

23、馈伺服阀的静态特性1()vsvLdsvsLxKiqC WKipp在稳态情况下，伺服阀的流量方程：力反馈伺服阀闭环控制的是阀芯位移xv，由阀芯位移到输出流量是开环控制，因此，流量控制的精确性要靠滑阀加工精度保证。5.4直接反馈两级滑阀式电液伺服阀结构及工作原理由动圈式力马达和两级滑阀式液压放大器组成。前置级是带两个固定节流孔的四通阀（双边滑阀），功率级是零开口的四边滑阀。功率级的阀芯也是前置级的阀套，构成直接位置反馈。当信号电流输入力马达线圈时，线圈上产生的电磁力使前置级阀芯移动，假定阀芯向上移动x。此时上节流口开大，下节流口关小。从而使功率级滑阀上控制压力腔压力减小，而下控制腔压力增大，功率级

24、阀芯上移。当功率级阀芯位移xv=x时，停止移动，功率级滑阀开口量为xv，使阀输出流量。20200()21(1)()1utcpvbtgvcpK KRr KXK KssUsKRrK20200()21(1)()1utcpvbtgvcpK KRr KXK KssUsKRrK国内外知名的主要生产厂家国内外知名的主要生产厂家美国的美国的Moog(穆格）穆格）美国的美国的Vickers美国的美国的Norgren德国的德国的Rextoth-Bosch德国的德国的EMG德国的德国的ABEX英国的英国的Dowty（道蒂）（道蒂）日本的日本的KAWASAKI意大利意大利ATOS中船重工第中船重工第704研究所研究所

25、航空工业第航空工业第609所（所（FF系列）系列）中国航空精密机械研究所中国航空精密机械研究所（DYSF系列）系列）陕西汉中秦峰机械厂陕西汉中秦峰机械厂(YFW系列）系列）北京机床研究所北京机床研究所（QDY系列）系列）北京冶金液压机械厂北京冶金液压机械厂（YJ系列）系列）北京机械工业自动化研究所北京机械工业自动化研究所（SV系列）系列）5.5 其它型式的电液伺服阀简介一、弹簧对中式两级电液伺服阀 弹簧对中式伺服阀是早期伺服阀的结构型式，它的第级是双喷嘴挡板阀，第二级是滑阀，阀芯两端各有一根对中弹簧。当控制电流输入时，阀芯在对中弹簧作用下处于中位。当有控制电流输入时，对中弹簧力与喷嘴挡板阀输出

26、的液压力相平衡，使阀芯取得一个相应的位移，输出相应的流量。 这种伺服阀属于开环控制、其性能受温度、压力及阀内部结构参数变化的影响较大；衔铁及挡板的位移都较大对力矩马达的线件要求较高；对中弹簧要求体积小、刚度大、抗疲劳好，因此制造困难；两端对中弹簧由于制造和安装的误差易对阀芯产生侧向卡紧力增加阀芯摩擦力使阀的滞环增大，分辨率降低。但由于结构简单、造价低，可适用于般的、性能要求不高的电液伺服系统。二、射流管式两级电液伺服阀 照图说明射流管式伺服阀的原理。射流管由力矩马达带动偏转。射流管焊接于衔铁上，并由薄壁弹簧片支承。液压油通过柔性的供压管进入射流管从射流管喷射出的液压油进入与滑阀两端控制腔分别相

27、通的两个接收孔中，推动阀芯移动。射流管的侧面装有弹簧板板及反馈弹簧丝共末端插入阀从中的小槽内，阀芯移动推动反馈弹簧丝构成对力矩马达的力反馈。力矩马达借助于薄壁弹簧片实现对液压部分的密封隔离。三、动压反馈伺服阀压力流量伺服阀虽然增加了系统的阻尼，但降低了系统的静刚度，为了克服这个缺点出现了动压反馈伺服阀，与压力流量伺服阀相比。它增加了由出弹簧活塞和液阻(固定节流孔)所组成的压力微分网络，负载压力通过压力微分网络反馈到滑阀，此阀在动态时，具有压力流量伺服阀的持性，在稳态时具有流量伺服阀的持性。四、直接驱动单级伺服阀（四、直接驱动单级伺服阀（DDV） 五、偏导射流式电液伺服阀五、偏导射流式电液伺服阀

28、美国Moog公司G761系列伺服阀表1 伺服阀性能曲线和指标伺服阀的工作性能伺服阀试验特性曲线性能指标静态特性压力特性压力特性曲线压力增益空载流量特性空载流量曲线额定流量、流量增益、线性度、对称度、滞环、分辨率，零区特性负载流量特性负载流量曲线分辨率实验分辨率曲线分辨率内泄漏特性内泄漏曲线零位泄漏动态特性频率响应频率响应曲线频宽阶跃响应阶跃响应曲线响应时间5.6 电液伺服阀的主要性能参数电液伺服阀的主要性能参数伺服阀的规格的标称伺服阀的规格的标称额定电流 In：产生额定流量所需的任一级的输入电流，它与力马达或力矩马达两个线圈的连接形式（单接、串接、并联或差动连接）有关额定压力pn：产生额定流量

29、的供油压力；额定流量Qn：在规定的阀压降下对应于额定电流的负载流量为额定流量在输入电流和供油压力为常数的情况下，输出流量 随负载压力差的变化关系。改变输入电流为不同的常数，可得到一簇曲线，即为负载流量特性曲线。一、负载流量特性（压力流量特性）这些曲线主要用来确定伺服阀的类型和估计伺服阀的规格，以便与所要求的负载流量和负载压力相匹配。伺服阀的规格：额定电流额定压力额定流量曲线上某点的斜率为伺服阀的流量-压力系数。5.6.1静态特性但现在更多的样本中给出的是用对数坐标表示的I=In下的压力-流量特性，对数坐标的优点是QL和P成线性。二、空载流量特性二、空载流量特性输出流量与输入电流呈回环状的函数曲

30、线。spLp空载流量特性是指供油压力为恒值，负载压力为零时，伺服阀输出流量q与控制流量i之间的关系。名义流量曲线：名义流量曲线：流量曲线中点的轨迹。流量增益：流量增益：流量曲线上某点或某段的斜率就是阀在 该点或该段的流量增益。单位：m3/sA额定流量增益额定流量增益:伺服阀的额定流量与额定电流之比。线性度：对称度、滞环、分辨率重叠，零偏三、内泄漏特性三、内泄漏特性sprq内泄漏特性是指电液伺服阀供油压力内泄漏特性是指电液伺服阀供油压力为常数，输出流量为常数，输出流量q等于为零时，伺服阀回油口流出的流量等于为零时，伺服阀回油口流出的流量与输入电流与输入电流i关系。关系。单位：m3/s当阀处于零位

31、时，内泄漏流量最大。零位泄漏流量对新阀可作为滑阀制造质量的指标，对旧阀可反映滑阀的磨损情况。四、压力特性n输出流量为零时，负载压降与输入电流呈回环状的函数曲线。n压力增益：负载压力对输入电流的变化 率，以Pa/A单位表示。n压力增益通常规定为最大负载压降的40%之间，负载压降对输入电流曲线的平均斜率。五、零漂伺服阀是按试验标准在规定试验条件下调试的，当工作条件（供油压力、回油压力、工作油温、零值电流等）或环境变化时，阀的零位发生偏移，压力、温度等工作条件裱花引起的零偏电流变化量与额定电流的百分比称为零漂。通常规定有供油压力零漂、回油压力零漂、温度零漂、零值电流零漂等。在规定试验条件下尽管调好伺

32、服阀的零点，但经过一段时间后，由于阀的结构尺寸、组件应力、电性能、流力特性等可能会发生微小变化，使输入电流为零时输出流量不为零，零点要发生变化。为使输出流量为零，必须预置某一输入电流，即零偏电流。一般要求零漂2%。一般规定供油压力变化 20%Ps时，进油压力零漂应小于3%；回油压力从00.7MPa变化时，回油压力零漂应小于2%；对于航空用伺服阀，在-30+135 的温度范围内，一般温漂小于4%5.6.2 动态特性主要是用频率响应和瞬态响应表示。以频宽作为阀的动态响应参数。从阀的频率特性可以直接查出幅频宽和相频宽，二者值不相等时，应取其较小者作为频宽值。通常，力矩马达喷嘴挡板是两级伺服阀的频宽1

33、00130Hz之间，动圈两级滑阀式伺服阀的频宽在50100Hz之间，电反馈高频伺服阀频宽可达250Hz甚至更高。G761是喷嘴挡板式两级阀，其频宽约为105HzG633为直动式单级阀，其频宽约为15Hz测试条件：Ps=14MPa !=0.323cm2/s阶跃响应以上升时间、峰值时间、或过度过程时间作为动态响应参数，以超调量来反映稳定性。D633/634系列阀的性能曲线D633/634系列阀的性能曲线额定流量分别是多少?5.6.3 输入特性输入特性线圈接法线圈接法 两个线圈单独连接时，一个线圈接控制信号，另一个接颤振信号。如果只使用一个线圈，则把颤振信号叠加到控制信号上。串联连接时，线圈匝数加倍

34、，因而电阻加倍，而电流减半。并联连接时，电阻减半，电流不变。并联的优点是：一个线圈损坏时，仍能工作，从而增大了工作可靠性。差动连接的优点是电路对称、温度和电源波动的影响相互互补。颤振信号的作用n颤振信号使阀始终处于一种高频低幅的微振状态，从而可减少或消除伺服阀中由于静摩擦力而引起的死区，并可以有效地防止出现阀的堵塞现象。但颤振无助于减小力（矩）马达磁滞所产生的伺服阀滞环值。n颤振信号的波形可以是正弦波、三角波或方波，通常采用正弦波。颤振信号的幅值应足够大、其峰值应大于伺服阀的死区值。n颤振信号的频率应为控制信号频率的24倍；不应是伺服阀或动力元件谐振频率的倍数，避免引起共振，造成伺服阀组件的疲

35、劳破坏。5.7伺服阀的试验型式试验：型式试验：出厂产品试验出厂产品试验为了验证产品能否满足技术规范的全部要求所进行的试验。它是新产品鉴定中必不可少的一个环节。只有通过型式试验，该产品才能正式投入生产。为了达到认证目的而进行的型式试验，是对一个或多个具有代表性的样品利用试验手段进行合格性评定。型式试验的依据是产品标准。型式试验的依据是产品标准。试验所需样品的数量由论证机构确定，试验样品从制造厂的最终产品中随机抽取。试验在被认可的独立检验机构进行，对个别特殊的检验项目，如果检验机构缺少所需的检验设备，可在独立检验机构或认证机构的监督下使用制造厂的检验设备进行。 通过型式试验的产品。通常有下列情况之

36、一时，一般应进行型式检验，也可根据产品实际情况进行型式检验： a)新产品或老产品转厂生产的试制定型检验； b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大的改变，可能影响产品质量及性能时； c)正式生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进行一次检验； d)产品长期停产后，恢复生产时； e)本次出厂检验结果与上一次型式检验有较大差异时； f)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。 国家标准：GB/T 15623-1995静态特性及其性能参数的测定：可分为耐压试验、关闭工作油口时的试验和开启工作油口时的试验3各方面，共要测5条曲线、13个性能指标。5条曲线：压力增益曲线、流量增益曲线、压力-流量取信、饱

37、和流量曲线 和泄漏曲线；13个性能指标：压力增益、额定空载流量、公称流量增益、饱和流量、 重叠量、滞环、分辨率、线性度、零偏、零漂和零位泄漏流量动态特性及性能参数的测试 可应用分析仪、笔录仪或CAT系统，实测出频率特性或阶跃响应时间曲线由频率特性可得到幅频宽、相频宽；由阶跃响应可得飞升时间、过渡过程时间和超调。伺服阀的幅值比为-3dB（即输出流量为基准频率时输出流量的70.7%）时的频率定义为幅频宽，用-3或f-3表示；以相位滞后达到-90时的频率定义为相频宽，用-90或f-90表示。由阀的频率特性可以直接查得幅频宽-3和相频宽-90，应取其中较小者作为阀的频宽值。 频宽是伺服阀动态响应速度的

38、度量，频宽过低会影响系统的响应速度，过高会使高频传到负载上去。零位阀负载压力降为零，控制流量也为零。零偏让阀归于零位的输入电流，不包括阀的滞环，表示为阀的额定电流的百分比。零漂由操作或者环境引起的零偏的变化。表示为额定电流的百分比。试验回路图压力增益：被试阀P口接系统压力，T口与油箱相同，A、B口堵住内泄漏：被试阀P口接系统压力，T口接流量计，A、B口堵住空载流量特性：阀P口接系统压力，A、B两口连通。T口接流量计。CAT测试系统n用传统方法测试电液伺服阀，其检测准确性较差，人为因素对误差影响较大，检测速度较慢。n计算机辅助测试（CATComputer Aided Test）是建立一套计算机数据采集和数字控制系统，与试验台连接起来，由计算机对各试验参数，如压力、流量、转速、温度、扭矩等进行数据采集、量化和处理并输出测试结果。在试验过程中，计算机还可根据数字反馈或人