【新型电液伺服阀的分析进展综述报告2900字】

新型电液伺服阀的研究进展综述报告目录TOC\o"1-2"\h\u15081关键词：电液伺服；伺服阀；特性 114904一、阀芯回转式电液伺服阀 117117二、射流管式电液伺服阀 229222三、动圈式电液伺服阀 312752四、文献总结 320144参考文献 4摘要：电液伺服控制系统综合了电气和液压两方面的优点，具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大、结构紧凑、重量轻等优点。电液伺服阀作为电液伺服控制系统的核心元件，可将小功率的电信号输入精确快速的转换为大功率的液压能输出，其性能好坏直接影响伺服系统的特性及功能实现。本文将在前人研究的基础上，总结出各种形式阀的研究情况。关键词：电液伺服；伺服阀；特性阀芯回转式电液伺服阀国外对电液激振伺服阀的研究主要以德国、美国和英国为代表。德国Rexroth研制的三级电液伺服阀属于滑阀[1]，其功率阀阀芯的运动由其两端油腔的压力差提供，在信号低的情况也能达到很大的流量[2]。美国MTS公司和密歇根理工大学共同开发的两级电反馈伺服阀使用音圈电机作为转换元件，在一定程度上提高了工作频率[3]。国内对电液激振伺服阀的研究主要以一些高校学者和科研院所为主。近几十年来，浙江大学和浙江工业大学的科研人员通过对新型伺服阀的研究取得了丰硕成果。浙江大学丁凡教授发明了一种新型回转直动式伺服阀[4]，该伺服阀具有抗污染能力强、工作稳定、响应速度快的优点。通过对油孔配合位置的改进，可有效的平衡压力，使伺服阀在工作过程中一直处于稳定状态，进一步提高了其工作质量。此后，浙江大学龚国芳教授研制出一种阀芯旋转式电液伺服阀，结合了前人研究的一些缺点，开设有压力平衡槽，动静密封结合，并研制出了多种开口形状的转阀，其工作原理与上述2D阀相似，区别的地方在于2D阀可以旋转运动和直线运动，而龚国芳教授提出的转阀只能作旋转运动[5-6]。射流管式电液伺服阀射流管伺服阀最早出现在1940年前后，ASKANIA公司的askania-werke在德国开发并申请了射流管原理控制阀专利，通过控制喷管的运动来改变射流方向，流体进入两接收器后，其动量转变为压力或流量。与此同时德国西门子公司研制出了射流管伺服阀的电磁驱动部分——动圈式永磁力矩马达，并将其第一次使用在航空飞行器上[7]。从70年代开始，日本对射流管电液伺服阀的研究越来越重视，当时Abex公司是射流管伺服阀的主要生产商，其生产的Abex伺服阀已被广泛使用，日本十分看好Abex射流管伺服阀的使用前景，购买了大批量的Abex射流管伺服阀，为了提高知名度，将该阀低价推销给客户。很快，Abex公司就授权了日本的岛津公司作为Abex射流管伺服阀的主要生产商之一[8]。俄罗斯也自主研制了射流管伺服阀，且为了提高伺服阀的可靠性，开创性的在其功率级阀芯两侧端盖处安装了位移传感器用来检测阀芯的位置，当阀在工作过程中出现故障时，便可通过位移传感器进行识别，并可以实现自动切换到备用通道的功能，此项技术已被广泛用于各种飞行器及运载火箭上[9]。由于射流管伺服阀仍存在许多需要解决的问题，国内许多研究人员仍在继续对其进行深入的分析研究。曾广商从理论上分析了某新型射流管伺服阀中射流放大器的压力特性、流量特性，为设计和产品的调试做了必要的准备工作，同时也分析了在调试过程中遇到的各种问题以及相应的解决方案[10]。王志骏对射流管阀的弹簧管加工过程进行了改进，包括车床加工、热处理加工、珩磨加工等，提高了成品质量和生产效率[11]。何学工比较了喷嘴挡板伺服阀和射流管伺服阀的结构工作原理及特点，并对射流管伺服阀在防滑刹车系统中的应用进行了验证，说明了射流管伺服阀的关键技术指标已基本达到喷嘴挡板阀的要求，其性能指标可以满足飞机刹车系统的使用要求[12]。金瑶兰采用AMESim软件搭建了射流管伺服阀的整阀模型并进行仿真分析，通过实验验证了该模型可以模拟不同结构参数下阀的性能特性，该研究一方面能够用来指导产品的设计，提高研发效率，另一方面为各类电液伺服阀系统的建模仿真提供了依据[13]。尧建平论述了射流管伺服阀在全尺寸飞机结构静力疲劳实验中的应用研究,阐述了射流管伺服阀在飞机静力/疲劳试验系统中应用的优点，说明了射流管伺服阀可以很好的满足静力/疲劳加载试验的要求[14]。动圈式电液伺服阀MK型伺服阀由日本KYB和三菱公司设计开发，分为单级式和两级式两种形式。单级阀主要由三部分组成：力马达部分、阀体部分、位移传感器部分。力马达采用动圈式，在由磁极和导磁体所构成的气隙磁场中放置载流线圈，由磁场产生的电磁力推动线圈运动，线圈运动又直接推动阀芯运动。两级阀以直动式MK阀为先导阀，用以控制驱动二级主阀芯。主阀芯的位移由差动变压器式位移传感器检测反馈，从而形成两级电反馈。此外，为给先导阀提供稳定的供油压力，在主阀与先导阀之间设计了减压阀。日本Hitachi公司的一柳键教授开发的FMV阀，采用动圈直接驱动功率级阀芯。动圈采用大电流驱动，由其专门配套的伺服放大器提供高达10A的驱动电流；采用单弹簧实现阀芯对中，结构紧凑；阀芯采用特殊设计的结构曲线，能够补偿油液流动产生的液动力；进、出油口及控制油口采用椭圆状阀口，减小阀芯长度，降低阀芯质量；该阀一方面通过提高驱动能力，一方面减小阻力，大大提高了阀的输出特性，其流量可达150L/min.但由于其动圈驱动电流10A工作时线圈发热量太严重，在使用中需要通过风冷给予冷却，因此该阀的使用场合受到一定的限制。伺服电机的发展，给阀的驱动带来新的选择，采用无刷直流伺服电机作为驱动元件，直接驱动伺服阀的阀芯，电机输出轴上还内置有角位移传感器，通过构成闭环反馈可精确定位开口度，以保证伺服阀稳定的工作状态。这种阀的特点在于结构简单，抗污染能力较好，而且制造装配比较简单，但是受电机频响的限制，可靠性高，控制比较灵活，阀的频响较低[15]。文献总结通过上述文献的研究，可以了解到新型伺服阀结构如伺服电机、力马达等的采用并有效结合电机、永久磁铁、磁性材料等最新技术，从结构上进行了巧妙设计，有效地提高了伺服阀的性能，极大地扩大了伺服阀技术的研发视角。为电液伺服阀技术注入了新的活力；新的能量转换方式，比如光液直接转换减少了中间环节，有效地解决了电磁干扰问题，是伺服阀技术的一个有意义的突破。参考文献[1]李其朋.直动式电液伺服阀关键技术的研究[D].浙江大学,2005.[2]张忠,高博,原凯,郭静,孔凡金,李海波.电磁激振器建模与实时控制方法研究[J].强度与环境,2018,45(O5):25-31.[3]NascutiuL.Voicecoilactuatorforhydraulicservovalveswithhightransientperformances[C]//ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonAutomation，Qu-alityandTesting,Robotics,Cluj-Napoca.Romania:IEEE,2006:185-190.[4]崔剑.回转直动式电液伺服阀关键技术研究[D].浙江大学,2008.[5]王鹤,龚国芳,周鸿彬,廖湘平,王伟.基于不同阀口形状的阀芯旋转式电液激振器振动波形研究[J].机械工程学报,2015,51(24):146-152.[6]韩冬,龚国芳,刘毅,廖湘平.板状阀芯旋转式四通换向阀[J].机床与液压,2014,42(05):1-3+34.[7]MaskreyR.H.,ThayerW.J.Briefhistoryofelectrohydraulicservomechanisms[J].JournalofDynamicSystems,MeasurementandControl,1978,100(2):110-116.[8]蒋中立.电液伺服阀专利技术综述[J].科技传播,2014,(21):85-86.[9]訚耀保.射流管伺服阀欧美专利分析[J].液压气动与密封,2012,(2):68-72.[10]曾广商,何友文.射流管伺服阀研制[J].液压与气动,1996,(3):6-8.[11]王志骏,鲁超英.射流管伺服阀弹簧管加工工艺改进[J].机电设备,2007,(8):13-14.[12]何学工，黄曾，金瑶兰.射流管式电液压力伺服阀技术研究[J].机床与液压，2013,41(10